管道试压是管道投产前安全有效运行的前提,科学的试压技术是建设高质量管道所必需的重要手段之一。沿山区、隧道敷设的管道落差大、试压技术难度高,因此对山地大落差管道优化技术研究有重要的工程指导意义。本文的主要研究内容和结论如下:(1)介绍长输管道强度试压压力和严密性试压稳压时间的计算方法,得出了山地大落差直管段和弯曲管段最高试压压力计算的理论公式,并建立了管道严密性水试压和气试压稳压时间的数学模型,为大落差管道试压压力和稳压时间的优化提供理论依据。(2)由于管道高程变化较大,为优化大落差管道试压管段划分,以环向应力控制管道试压压力为理论基础,推导出大落差管道试压段低端为直管和弯管两种情况下,管道分段试压的最大自然高差的计算公式。同时考虑到大落差管道低端弯曲管段是管道应力集中部位,是管道试压运行中的薄弱环节,建立弯管的三维有限元模型,研究试压压力作用下弯管应力分布规律以及弯曲管段危险点的位置,为验证含弯曲管段大落差管道最高试压压力理论解的正确性提供依据。(3)以西气东输二线、川气东送管道工程为实例,利用壳-弹簧组合的管土耦合模型和实体单元有限元模型,分析敷设于山地和隧道内大落差管道的最高试压压力,对影响管道试压压力的主要参数壁厚、曲率半径进行研究,以优化管道试压压力。结合实例工程特点,拟合出山地、隧道内大落差管道试压压力的工程估算公式。(4)建立管道严密性水试压稳压时间的力学模型,分析试压管段含气量、管容大小对严密性试压稳压时间的影响。结果表明,管道试压含气量越高、管容越大,严密性试压稳压时间越长。并利用该模型对西气东输二线、川气东送某标段试压管线的稳压时间进行优化分析,确定了管道严密性水试压的稳压时间。(5)在大落差管道试压压力和稳压时间研究基础上,考虑大落差管道试压上水方式、试压设备优化选择,依照管道试压的工艺流程图,初步得出了川气东送某标段隧道内大落差管道试压的优化方案,对隧道内大落差管道试压施工具有指导意义。