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闭水试验上游设计水头正确计算及图解

市政公用工程中国家标准《给水排水管道工程施工及验收规范》(GB50268-2008)中第9.3.4条就无压管道的闭水试验规定如下：

1试验段上游设计水头不超过管顶内壁时，试验水头应以试验段上游管顶内壁加2m计；

2试验段上游设计水头超过管顶内壁时，试验水头应以试验段上游设计水头加2m计；

3计算出的试验水头小于10m,但已超过上游检查井井口时，试验水头应以上游检查井井口高度为准。

工程实践中，无压管道的闭水试验“试验段上游设计水头”的准确理解及正确计算是难点，很多人员存在困惑，作者结合自身多年的工作经验总结，理论与实践相结合，图文并茂的向您答疑解惑。

STEP1理解位置水头的概念

水体到基准面的竖直距离，代表单位重量的水体从基准面算起所具有的位置势能。

【答疑】闭水试验中的试验水头、试验段上游设计水头均属于位置水头，其物理意义均代表单位重量水体所具有的各种机械能，其量纲都是长度（m）。

STEP2确定基准面

【答疑】工程实践中，基准面的位置是相对的。根据闭水试验相关规定“向管道内注水应从下游缓慢注入”可知：闭水试验段下游最低处为基准面，扣除排水管道下游端部堵头占位细微高差变化，基准面为试验段最下游排水管道管内底标高，其势能为0。

STEP3计算管顶内壁H1

【答疑】此处的管顶内壁指试验段下游管内顶标高，其势能H1=管径D;上游管顶内壁指上游设计管内底标高+管径D。

STEP4计算上游设计水头H2

【答疑】计算试验段上游设计水头时，首先需要知道排水管道正常使用时的水位面高度，其水位面标高=上游设计管内底标高+管道充满高度h。管道充满高度h根据《室外排水设计规范》GB50014-2006（2014年版）第4.2.4条最大设计充满度计算。雨水管道及合流管道按满流计算，其h=D；污水管道h=D*最大设计充满度。

试验段上游设计水头H2=（上游设计管内底标高-下游设计管内底标高）+管道充满高度h。

STEP5确定试验水头H3

1H2≤H1,H3=上游管顶内壁+2m;

2H2＞H1,H3=上游设计水头+2m;

3井口高度＜H3＜10，H3=井口高度。

【答疑】

A雨水管道及合流管道充满高度h=D,计算出的H2＞管顶内壁，且H2=上游管顶内部，试验水头H3=上游设计水头+2m=上游管顶内壁+2m；

B污水管道应视不同的管径经计算对比后确定。

C当试验水头高度H=10m时，根据相关计算公式可得知管道承受的压力:,由于无压管道的工作压力小于0.1Mpa，因此规范中要求H3＜10m。

STEP6闭水试验要求及图解

1无压管道闭水试验必须带井试验；

2划分为同一试验段的管径及类型必须相同；最多不超过5个连续试验段。

STEP6案例

某排污水管道拟对50m段进行闭水试验，管径D600mm,设计纵坡i=0.01,设计上游管内底标高288.356m,下游管内底标高287.856m，上游检查井口标高291.356m,请计算试验水头？

【答疑】基准面标高为下游管内底标高287.856m;

管顶内壁H1=0.6m;

上游设计水头H2=(288.356-287.856)+0.6*0.7(充满度）=0.92m;

由于H2＞H1,试验水头H3=H2+2m=2.92m;

试验水头水面标高L=基准面+H3=287.856+2.92=290.776m。

290.776m＜上游检查井口标高291.356m，满足要求。

若出现H2≤H1情况，H3=288.356+0.6+2=290.956m(水面标高）。