GRP管在安哥拉吉格拉水电站中的应用
2016-12-20徐爱琴王志荣
曾 嵘，徐爱琴，王志荣
(1.水利部农村电气化研究所，浙江 杭州 310012；2.水利部农村水电工程技术研究中心，浙江 杭州 310012；3.莘畈水库管理处，浙江 金华 321000；4.中达电通股份有限公司杭州分公司，浙江 杭州 310000)
GRP管在安哥拉吉格拉水电站中的应用
曾 嵘1,2，徐爱琴3，王志荣4
(1.水利部农村电气化研究所，浙江 杭州 310012；2.水利部农村水电工程技术研究中心，浙江 杭州 310012；3.莘畈水库管理处，浙江 金华 321000；4.中达电通股份有限公司杭州分公司，浙江 杭州 310000)
1 工程概述
吉格拉水库位于非洲安哥拉南部Huila省的Chibia City Councils境内，距离省府Lubango市约40 km，距离Chibia市约9 km。电站装机2台，大小机配置，大机800 kW，小机400 kW。水库大坝始建于1964年，因战乱等原因，大坝经过1984年和1989年的2次续建仍未完成。2005年该坝又开始续建，2007年完成了全部续建工作并投入使用。
电站发电进水口通过手凿方式在坝体上开1个长宽各2 m的方孔，GRP管道接入坝体内并浇筑混凝土。根据管道地形条件，玻璃钢管在平面上成直线布置，倾角为2.65°，玻璃钢管主管总长为124.23 m；考虑运输需要，前半段内径1 650 mm，后半段内径1 506 mm，每根管长10 m。玻璃钢管道采用承插式联接，采用埋藏式，管顶覆盖土厚度0.5 m左右，并进行绿化。岔管和支管采用钢管。在渐变管和岔管处设混凝土镇墩(见图1)。
图1 水库大坝布置示意
电站的引水压力管选用福建某公司生产的水电站专用纤维增强双平壁衬塑复合新型管材(简称GRP管)，采用了PVC空心结构壁片材卷制成管作为预制模管。在这种预制模管的外表面采用树脂制作内衬层，然后在其表面进行纯玻璃钢结构层制作；其中1 506 mm的管材设计压力已达0.8 MPa，1 650 mm的管材的公称压力达0.78 MPa。水电站额定水头23 m，最大毛水头26.90 m，管道设计压力远远大于其额定水头压力。
2 水压试验
根据《埋地给水排水玻璃增强热固性树脂夹砂管管道工程施工及验收规程》(CECS 129)和《水利工程压力钢管制造安装及验收规范》(SL 432)及《水电站压力钢管设计规范》(DL 5141)这3个标准要求及额定压力，现场水压试验压力0.45 MPa，保压时间30 min。因漏水导致压力下降，前后进行了多达8次水压试验，现场修补点达50多处，最后在多方人员的见证下保压成功顺利通过水压试验。现电站已经投入运行，水压试验中出现了以下几个问题：
(1)现场泄漏点多。每根管道都有泄漏点，而且修补完成后，再次打压，新的泄漏点又出现。每次打压都会有新增泄漏点。其中有一节管道一次性漏点多达9处(见图2)。
(2)水压试验时无法检查管道底部，只能通过肉眼检查表面泄漏点，管道底部因打压需要覆盖沙土固定管道防止管道摆动。这是个矛盾，现场希望能观察到整个管道的情况但是打压时又需要支撑物来固定管道。
(3)管道内壁打孔平压，增加了管道泄漏的可能性。在管道内壁试压过程中发现空心结构壁片材内空气不易排除，试压时压力易产生波动，需较长时间才能慢慢平稳下来。故现场在需试压的管道PVC内衬管内壁上钻出一定数量的小孔以达到排除积气的目的(见图3)。
图2 漏水点
图3 整根管道大面积修补
3 原因分析
(1)温差对管道的影响。从管道运输到工地安装试压完成持续了5个月时间，一直暴露在户外，白天太阳直晒下达50 ℃，管道有明显的伸长；夜晚温度低到15 ℃，昼夜温差大导致管道收缩严重，裂痕不断出现。每次打压泄漏点都不同，打压时管道上半部暴露在太阳下，下半部覆土固定，局部温差大也加剧了管道的伸缩。
(2)管道主要由内衬、结构、增强和外保护4层组成，内衬应具有耐腐蚀、防渗效果，但此管道内衬层采用PVC空心结构壁片材卷制成管作为预制模并在其上配置了平压孔，未有防渗效果；这也是导致管道漏点多的主要原因之一。
(3)远距离运输且漂洋过海的过程中，频繁的装卸，可能的挤压、碰撞导致管道的裂痕，现场发现多处明显受外力导致的裂痕。
(4)产品质量存在缺陷，有部分泄漏点是因为在生产加工过程中残留气泡导致的沙眼漏水。
4 建 议
(1)在GRP管道设计时应充考虑到设备的长距离运输、装卸，根据管道的特性建议管道内衬层配置防渗层以增加管道的密封性。
(2)所有管道逐一进行严格的出厂检查，并根据设计压力来进行水压试验。出厂前每根管道必须进行水压试验，而不是采用抽检的方式。
(3)管道安装时应对设备进行防护，如果长时间放置在户外需要做遮掩处理，避免长期在太阳下暴晒。
(4)管道在长途运输过程应通过固定架对其进行固定，以防止在运输过程中与其他物体发生碰撞，并在其表面应设置覆盖物，需结实可靠，不易滑落、撕裂。
(5)管道运输、装卸需严格按照厂家指导进行，避免野蛮装卸，应在管道本体标识吊点位置并配置吊装工具等方便装卸。
责任编辑 吴 昊
2016-08-19
曾 嵘(1980-)，男，工程师，主要从事小水电站设备成套项目的管理工作。 E_mail:rzeng@hrcshp.org
