E=■1-■■×1000 （3） 

　　式中：

E—管道物理爆炸能量/kJ；P0—大气压力，取 0.101325MPa；P1—管道爆破时

的压力

/MPa；V—管道体积/m3；K—空气的绝热指数，取值 1.402。 

　　爆炸能量可依据

TNT 爆炸能公式转换为 TNT 当量。公式为：WT——E/QT （4） 

　　式中：

QT—1kg 的 TNT 的爆炸能，取 4520kJ/kg；WT—管道爆炸的 TNT 当量/kg。 

　　

2.2.2 管道爆炸波及半径 对人员的伤害及建筑物的破坏主要是爆炸冲击波引起的，选用

超压

—冲量准则，进行计算。①轻伤半径 R。R 表示在此处耳膜因冲击波作用破坏或轻微损

伤的概率为

0.01，它要求冲击波的超压分值为 17KPa，将该值带入公式（5）、（6）可求出

R。公式为： 
　　

ΔPs=0.137Z-3+0.119Z-2+0.269Z-1-0.019 （5） 

　　

Z=R×■■ （6） 

　　式中：

△Ps—冲击超压/Pa；R—轻伤半径/m； 

　　②财产损失半径

R1。采用英国的建筑物破坏等级标准，选取破坏等级 2 时对应的半径

为财产损失半径，在此半径内财产完全损失，而在此半径外，财产完全没有损失，计算式
如下：

R1=■ （7） 

　　③山西煤层气（天然气）管道气压算例。在海平面时空气的绝热指数

K=1.402。因空气

的绝热指数随海拔的升高而减小，随气压的降低而降低，所以当海拔升高时，其爆破的影
响范围略有增加。以山西煤层气（天然气）管道离石

-太原段[5]的空气试压进行计算，见表

2。 　　由上表可知，若以 18km 气压试验段为例，在管道放置于地表时其危险半径
153.2m。而在施工过程中试压段内除试压头两端外其它部分都已进行二次回填，及管道上面
已覆盖了最小厚度为

1.2m 厚度的土，因此除试压头两端外，其它部位的危险半径将会进一

步缩小。

 

　　

3 空气试压的工艺流程及主要技术参数 

　　

3.1 空气试压的工艺流程 根据对空气试压的设备选型和工艺进行研究，在保证工程质

量和工期的情况下，山西煤层气（天然气）管道工程空气试压的工艺流程如图

1。 

　　

3.2 空气试压的主要技术参数 

　　

3.2.1 高差形成的静压差值 分段试压时，受高差的影响，高压气体会产生压力差，压力

差可由气体状态方程式计算。常温下压力和比容的乘积与热力学温度之比值为一常量，而这
个常量就为该气体的气体常数，可以查出空气的气体常数为

R=287J/（kg*K）。 

　　假设一段最高点和最低点高差为

200m，地区等级为二级的试压段，试压时的环境温度

20°C，管道强度试验压力为 7.88MPa，在此压力下对应的比容可由公式（8）算得，公式为：
V=（RT）/P （8） 
　 　 式 中 ：

V— 相 应 压 力 下 的 气 体 比 热 容 ， （ m3/kg ） ； R— 气 体 常 数 ， 取 值 287J/

（

kg*K）；T—K 氏度；P—试验压力/Mpa。 

　　由此算得此压力下对应的比容为

0.01067m3/kg。 

　　根据密度与比热容的计算公式（

9）：ρ=1/V （9） 

　　可算得此压力下空气的密度为

93.72kg/m3。 

　　最后，可根据压强计算公式（

10）：P=ρgh （10） 

　　式中：

g—重力系数度，取值 9.8N/kg；h—管道最高点和最低点高差/m。 

　　可算得此压力和高差下空气自身使最低点压强值大于最高点压强值

0.184MPa。 

　　同理，在严密性试验压力为

6.3 MPa 时，根据公式（8）、（9）、（10）算得在此压力

下，

200m 高差的空气自身使最低点压强值大于最高点压强值 0.147MPa。 

　　

3.2.2 升、降压速度及稳压频率 升压时缓慢地增加试验压力，升压速度控制在 1MPa/h

以内。压力达到

30%强度试验压力时，停止升压 30 分钟，检查有无漏气情况；如无异常，