王建文

（山西省水利水電勘測設計研究院有限公司 山西太原030024）

0 引言

管道埋設施工過程中，除了正常的管道施工質(zhì)量保證外，在有腐蝕性的地下水和土壤中施工，為了防止環(huán)境對施工管道的腐蝕，在工程實施過程中需對管道進行相應的防護處理。目前防腐處理的工程工藝和方法很多，但在實施過程中，受工期、成本、環(huán)境等各方面的影響，采取的方法也不同。

在河北省南水北調(diào)配套工程保定段PCCP 和鋼管建設過程中，經(jīng)前期地質(zhì)勘查發(fā)現(xiàn)地表水和土壤對管道具有不同程度腐蝕性，故在設計時已經(jīng)考慮到需進行防腐設計，經(jīng)專家委員會審查提出了既能保證防腐質(zhì)量又能滿足工期的建議方案，在工程實施過程中又對上述方案進行優(yōu)化，最終圓滿完成施工并通過驗收。

1 工程概況

1.1 工程簡介

河北省南水北調(diào)配套工程保定段工程位于河北省保定市曲陽縣、安國市、定州市、高陽縣、博野縣和蠡縣境內(nèi)。

保定段工程是南水北調(diào)配套工程河北省重要的組成部分，保定段全長133.502 km，其中主干線長83.987 km；自蠡縣北王村北側(cè)調(diào)壓井以后分為南、北兩條干線，南干線長8.122 km，北干線長41.393 km。渠首段為現(xiàn)澆混凝土箱涵，其后為PCCP 管道，重要穿越段采用鋼管輸水，主管材之間采用相同管徑的鋼制管件連接，管道工作壓力0.6～0.8 MPa。

1.2 工程地質(zhì)

本段工程沿線地勢平緩，在工程沿線勘探深度范圍內(nèi)揭露的地層均為第四系松散堆積物，主要為全新統(tǒng)沖洪積細砂、中砂、砂卵礫石、黏土、壤土、砂壤土等。

本管線沿線涉及的主要工程地質(zhì)問題有：1）沉降變形；2）水土腐蝕性；3）臨時邊坡穩(wěn)定性；4）地表水、地下水影響；5）河道沖刷。

干渠管道沿線地表水有不同程度的腐蝕性，地下水礦化度0.58～1.36 g/L，為淡水-微咸水，二者均對混凝土、混凝土結(jié)構中的鋼筋、鋼構件具有弱腐蝕性。

土壤電阻率實測值為22.5～1 149 Ω·m，根據(jù)土的易溶鹽分析成果，土壤對鋼結(jié)構具有不同程度的腐蝕性。

2 管道防腐方案

本項目在初步設計階段設計方案經(jīng)省級主管部門批復后，在項目實施前又組織有關單位和專家召開審查會進行了設計變更的審查，最終在組織設計交底和圖紙會審時對管道防腐工程按如下要求實施：

PCCP 標準管外防腐采用無溶劑型環(huán)氧煤瀝青涂層，干膜平均厚度600 μm。

保定段公稱直徑大于等于500 mm 的PCCP 配件、鋼管及鋼制配件的內(nèi)防腐材料由無毒環(huán)氧漆調(diào)整為水泥砂漿，小于500 mm 的PCCP 配件、鋼管及鋼制配件的內(nèi)防腐的采用無毒環(huán)氧防腐涂料；PCCP 配件、鋼管及鋼制配件外防腐由環(huán)氧煤瀝青特加強級防腐（二布七油）改為厚度為30 mm 鋼絲網(wǎng)細石混凝土（或水泥砂漿）保護層，外設干膜厚度600 μm 無溶劑型環(huán)氧煤瀝青防腐涂層。

3 管道防腐施工方法

3.1 PCCP 標準管防腐施工

在PCCP 管進行噴漿工藝時把設備檢查、回料、試槍等準備工程完成，將雙組份高壓無氣噴涂設備噴槍安裝在PCCP 管噴漿設備升降平臺上采用濕噴法施工，待PCCP 管噴漿結(jié)束由現(xiàn)場監(jiān)理工程師驗收合格后，立即進行PCCP 管防腐施工。

3.1.1 生產(chǎn)工藝流程

生產(chǎn)工藝流程見圖1。

圖1 PCCP 標準管外防腐施工工藝流程圖

3.1.2 生產(chǎn)方法

為了減少管道施工和防腐施工中間不必要的時間間隔，直接在管道廠家使用管道生產(chǎn)旋轉(zhuǎn)平臺和升降平臺進行PCCP 管外防腐無溶劑型環(huán)氧煤瀝青防腐涂層施工。

1）PCCP 管外表面預處理

吹掃人員雙手持出氣管，管口對準PCCP 管管身，同時專人開啟開動6 m3電動空氣壓縮機，同時開動旋轉(zhuǎn)平臺，PCCP 管均勻轉(zhuǎn)動，對PCCP 管表面進行高壓空氣吹掃，對管道表面進行清理。

2）預涂

在清理完的PCCP 管道外表面后，對角落、邊緣及管件連接處等噴涂難以達到的部位進行預涂，這樣就可以保證這些部位的漆膜厚度。

3）噴涂

噴涂前對平臺的旋轉(zhuǎn)速度、升降速度和噴涂壓力進行試驗，以達到最佳設計厚度下的各種施工參數(shù)，指揮平臺操作人員根據(jù)試驗獲取的參數(shù)進行PCCP管道大規(guī)模噴涂施工，施工時應自下而上進行防腐涂料的噴涂作業(yè)，噴涂到管最頂端，噴槍超過管沿時同時關閉噴涂設備、升降平臺與轉(zhuǎn)盤；噴涂過程中，嚴格按試驗參數(shù)，采用同向平行噴涂，這樣既可以達到規(guī)定的漆膜厚度，又能避免漏涂現(xiàn)象；如因設備及不可預料的情況下出現(xiàn)漏涂的部位則按原涂裝要求的120%（高出原涂裝標準要求的20%）補涂。

待涂層實干后，用超聲波測厚儀對涂層厚度進行測量，無溶劑環(huán)氧煤防腐涂層厚度為600 μm，將檢驗合格的PCCP 管道在車間內(nèi)完成外防腐涂裝，并在現(xiàn)場對防腐成品的PCCP 管道表面涂裝損壞部位進行修補完善。PCCP 防腐成品管每60 根用絕緣電阻檢測儀檢測1 根外保護層絕緣性能，防腐成品的電阻/未防腐管的電阻不小于50 倍，每30 根用液壓式拉碼儀檢測1 根涂層附著力，附著力不小于1.5 MPa。

3.2 PCCP 配件內(nèi)外壁防腐

1）噴砂除銹

本工程采用質(zhì)地堅硬、棱角分明的優(yōu)質(zhì)石英砂噴砂除銹，存放在干燥的庫房內(nèi)，保持干凈、清潔，以防止受潮、雨淋或混入雜物，在使用前用篩子篩選。

施工過程中，當自然環(huán)境不能滿足鋼材表面溫度高于露點3℃以上，空氣相對濕度低于80%，需要停止噴砂除銹在野外施工，可采用有效的防護方案后在室內(nèi)或搭設施工棚進行施工。

施工人員將需要進行噴砂處理的管件有序擺放整齊，篩選好的石英砂由輸送機輸送到噴砂罐內(nèi)，噴砂人員檢查噴砂管和噴砂嘴是否有破損。如有破損立即更換噴砂管或出砂口；并用帆布將噴砂區(qū)域進行圍擋，并標識“非工作人員不得靠近”，防止噴砂時高速飛迸的砂粒對其他人員造成傷害；待準備工作完成后，噴砂人員需更換專用噴砂服和防護用具，以保護自身不受濺出砂丸所造成的沖擊傷害；噴砂操作員雙手持噴砂管，同時給開啟噴砂機的人員開信號，機械操作員開啟噴砂機和空氣壓縮機。

表面噴砂預處理后，用干燥的、無油的壓縮空氣對浮塵和碎屑進行清除，清理后要保證表面干凈，如果發(fā)現(xiàn)金屬基體表面被污染，則需要重新處理，最終達到設計要求的表面清潔度等級Sa2.5 級的要求。

2）鋼絲網(wǎng)片焊接

先在管壁上點焊短鋼筋作為支撐點，鋼筋材料為Q235，直徑10 mm，長度5 cm。鋼絲網(wǎng)應根據(jù)設計要求焊接鋼筋鋼絲網(wǎng)。焊接鋼絲網(wǎng)片垂直管道方向焊點最大間距小于等于200 mm。配置在距鋼板表面約10 mm 處或砂漿內(nèi)襯厚度三等分的中間部分內(nèi)。鋼絲網(wǎng)片焊接要求做到牢固、焊點飽滿、無開焊、無漏焊。

3）人工抹灰

人工涂抹分兩次涂層和一次收光。第一道涂襯的厚度為10 mm 以上，填充并全部覆蓋鋼絲網(wǎng)片，表面留有粗糙面，待表面沒有水分后再進行第二道涂襯，厚度根據(jù)設計標準厚度涂抹。在第二層水泥砂漿初凝前進行收光處理，保持厚薄均勻、平滑光潔無麻面、無砂眼和氣泡。

4）養(yǎng)護

制作完成配件的水泥砂漿內(nèi)襯和外部水泥砂漿保護層后，對管道封堵、終凝，然后進行澆水養(yǎng)護。

5）檢驗

鋼絲網(wǎng)片焊接質(zhì)量檢驗：鋼絲網(wǎng)片到管道、構件的間距應為10mm，鋼絲網(wǎng)片規(guī)格型號應符合規(guī)定要求，焊點牢固、飽滿、無虛焊，焊渣打磨干凈。

DN1800-2200 砂漿內(nèi)襯的厚度與管內(nèi)壁相適合，并符合下列防腐層厚度允許偏差：外壁砂漿保護層的厚度至少為30 mm，泄水三通、排氣三通、檢修井三通支管內(nèi)壁人工抹灰厚度為8 mm。

防腐層平整度：以不小于3 m 長的靠尺，沿管道方向向貼靠在管壁上，采用塞尺檢查，防腐層表面和直尺間的縫隙應小于2 mm。

3.3 管道無毒環(huán)氧涂料內(nèi)壁防腐

施工工藝要求：干膜總厚度為300±20 μm。涂層構成二底四面。

鋼基表面預處理合格后，在4～6 h 內(nèi)涂裝完畢，每次涂裝前對上一層進行質(zhì)量缺陷檢查，前道涂層實干后再涂下道涂層。

施工結(jié)束后，對管道首先進行涂膜外觀檢查，以確保表面均勻一致，無質(zhì)量缺陷問題，用超聲波測厚儀對干膜厚度進行檢查，要求85%以上的測點達到設計要求。涂裝完畢后要有專人進行看管，要保持涂層表面的清潔通風、嚴防人為和自然損傷，如有損傷及時按原涂裝要求的120%（高出原涂裝標準要求的20%）補涂。

4 施工中出現(xiàn)問題的處理

4.1 PCCP 接頭防腐細小裂縫

在施工中發(fā)現(xiàn)PCCP 接頭防腐施工后容易出現(xiàn)細小裂縫，經(jīng)設計、監(jiān)理、業(yè)主、施工單位議定：在接頭水泥砂漿基層表面裂縫處涂刷聚硫密封膠底液、填補聚硫密封膠充分覆蓋裂縫，完成封堵后涂刷兩道無溶劑環(huán)氧煤瀝青涂料，中間黏貼環(huán)氧煤瀝青冷纏帶一層，完成纏帶后即再涂刷兩道無溶劑環(huán)氧煤瀝青涂料，每層涂料要表面表干后再涂刷下一道，這樣經(jīng)過處理的接頭即可避免再次出現(xiàn)細小裂縫。

4.2 冬季低溫質(zhì)量保證施工

防腐施工進入低溫季節(jié)的時候，應采取相應的施工保證措施，如：可采用暖棚升溫并設置火爐加熱，對攪拌水、骨料預加熱；對鋼絲管芯、鋼板進行蒸養(yǎng)預熱，有利于防腐材料表面的固化質(zhì)量，可使防腐層附著力增強，且牢固可靠。

5 結(jié)論及建議

1）在有腐蝕性的地表水和土壤中管道施工需對管道進行防腐處理；

2）防腐成品管運至施工現(xiàn)場后要注意保護，應按照具體規(guī)范要求進行吊裝，避免在卸車、吊裝過程中造成管道外防腐的破損；

3）施工過程中采用中砂提高防滲性和強度，針對濕度大、含水量高的特點，采用外防腐濕噴工藝；

4）陰極防腐施工方案在PCCP 防腐施工應謹慎采用，保護鋼帶對預應力鋼絲有明顯不利影響；

5）在工程設計階段需加強對施工方案的考察，可減少在實施階段的方案變更。