鋼閘門現(xiàn)場(chǎng)防腐技術(shù)在濟(jì)平干渠中的應(yīng)用

張 堃 ，王維維 ，張 慧

（1.壽光清源水務(wù)有限公司，山東 壽光 262700；2.山東潤(rùn)魯水利工程養(yǎng)護(hù)有限公司，山東 濟(jì)南 250100；3.南水北調(diào)東線山東干線有限責(zé)任公司，山東 濟(jì)南 250109）

濟(jì)平干渠是南水北調(diào)東線一期工程的重要組成部分，也是向膠東輸水的首段工程。輸水線路基本平行黃河，自東平湖渠首閘引水，途經(jīng)東平縣、平陰縣、長(zhǎng)清區(qū)和槐蔭區(qū)至濟(jì)南市西郊的小清河睦里莊跌水，渠道采用梯形全斷面襯砌型式，設(shè)計(jì)流量50 m3/s，加大流量為60 m3/s，輸水線路全長(zhǎng)90.055 km，沿線布置主要水閘38 座；倒虹閘34 座。

濟(jì)平干渠工程自2005 年12 月一次性試通水成功后渠道正常蓄水運(yùn)行，工程至今已安全運(yùn)行15 年。鋼閘門長(zhǎng)時(shí)間在水中浸泡，在高速流動(dòng)的水環(huán)境中嚴(yán)重受水中生物等腐蝕性物質(zhì)的影響，從而導(dǎo)致強(qiáng)腐蝕性問(wèn)題出現(xiàn)。目前，渠道沿線節(jié)制閘和倒虹閘鋼閘門水下部分表面出現(xiàn)防護(hù)層脫落現(xiàn)象、構(gòu)件表面出現(xiàn)大面積銹蝕現(xiàn)象，閘門表面附生物較為嚴(yán)重，防腐層已經(jīng)無(wú)法達(dá)到安全防護(hù)作用；閘門止水橡皮老化、磨損現(xiàn)象嚴(yán)重，不能有效封閉止水；主、側(cè)輪表面銹蝕，渠道沿線鋼閘門急需進(jìn)行除銹防腐維修養(yǎng)護(hù)。

1 閘門防腐施工難點(diǎn)及處理措施

1.1 施工難點(diǎn)

1）濟(jì)平干渠常年輸水，沿線閘門除銹防腐維修養(yǎng)護(hù)工作需在渠道通水狀態(tài)下進(jìn)行，防腐施工必須保證通水運(yùn)行安全。

2）東平湖擔(dān)負(fù)著黃河遭遇特大洪水時(shí)滯蓄部分洪水的任務(wù)，濟(jì)平干渠度汛、防汛調(diào)度工作同時(shí)受東平湖防汛指揮部門指揮，緊急情況下東平湖可以通過(guò)濟(jì)平干渠分洪。

3）部分閘站未設(shè)置檢修閘門，如返廠防腐，閘門吊離后閘站功能失效，無(wú)法保證不間斷通水要求。

4）防腐施工必須做好安全防護(hù)措施，確保維修養(yǎng)護(hù)人員安全，防止意外落水事故；必須做好環(huán)保防護(hù)措施，防止施工廢料廢物進(jìn)入輸水渠道污染水質(zhì)。

5）在渠道輸水或汛期，遇到緊急事件或應(yīng)急情況，需要閘門及時(shí)恢復(fù)成正常運(yùn)行狀態(tài)。

2.2 防腐處理措施

由于本段工程閘門具有重要作用，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)防腐處理為最優(yōu)選擇。與傳統(tǒng)鋼閘門返廠進(jìn)行防腐相比，現(xiàn)場(chǎng)防腐技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1）鑒于閘門安裝工藝限制，大部分閘門均為場(chǎng)內(nèi)制作、現(xiàn)場(chǎng)拼裝，防腐在場(chǎng)內(nèi)已經(jīng)完成，安裝完畢后對(duì)拼裝處進(jìn)行防腐處理，閘站地面以上部分建筑物均在閘門安裝完畢后建設(shè)，吊裝閘門施工難度較大，難以實(shí)現(xiàn)閘門返廠防腐處理。

2）閘門現(xiàn)場(chǎng)防腐施工成本低，可節(jié)省拆除安裝及返廠運(yùn)費(fèi)。

3）采用閘門現(xiàn)場(chǎng)防腐方式，施工工期短，每個(gè)閘站工期約一周時(shí)間，而返廠防腐一扇閘門從拆除、返廠、安裝一般需要10～15 d。

4）密切配合渠道通水，對(duì)于有檢修閘門的閘站，可利用檢修閘門輔助擋水、閘門防腐交替施工的方式；對(duì)于無(wú)檢修閘門的閘站，可利用上、下游閘站密切配合進(jìn)行控水，保證施工閘站上、下游渠道水位平衡，使通水保持在安全穩(wěn)定區(qū)間。

5）現(xiàn)場(chǎng)防腐施工便于業(yè)主單位對(duì)施工進(jìn)度、質(zhì)量的管控，方便現(xiàn)場(chǎng)管理，遇到緊急或應(yīng)急情況可隨時(shí)恢復(fù)閘門運(yùn)行。

3 應(yīng)用實(shí)例

3.1 典型施工——玉符河倒虹閘

玉符河是濟(jì)南市西部的一條山洪河道，濟(jì)平干渠以穿河倒虹方式穿越玉符河，玉符河倒虹閘2015 年12 月竣工，工程等級(jí)Ⅰ等1 級(jí)，工程規(guī)模大（1）型，三孔平面鋼閘門（寬 3.5 m 高 3.0 m），采用螺桿式啟閉機(jī)（1.5 kW、LS-2×100 kN-SD）。

玉符河倒虹閘防腐施工正值汛前，汛期受黃河水位頂托影響較大，因玉符河倒虹閘特殊的地理位置，施工期間閘前渠道水位不低于3.0 m，為保證渠道流量，防腐施工中開啟了4 扇檢修閘門調(diào)節(jié)，利用檢修閘門及工作閘門配合調(diào)節(jié)流量。由于玉符河檢修閘門長(zhǎng)期室外堆放，止水橡皮老化嚴(yán)重，施工前先更換檢修閘門止水橡皮，并將檢修門吊運(yùn)至門槽處。為方便工作閘門檢修，在檢修閘門上方挑梁處加裝軌道40 工字鋼吊軌13 m和5 t 電動(dòng)葫蘆1 臺(tái)。

3.2 除銹防腐施工方案

3.2.1 施工關(guān)鍵線路

材料考察、訂貨→施工人員、設(shè)備材料進(jìn)場(chǎng)→開工準(zhǔn)備→環(huán)境防護(hù)→拆除閘門附件→防腐處理施工→安裝閘門附件→試運(yùn)行→環(huán)境清理。

3.2.2 施工資源配置

鋼閘門除銹防腐主要采用6 M3 螺桿空壓機(jī)1 臺(tái)，功率37 kW；電動(dòng)金屬熱噴涂槍2 把；噴砂設(shè)備1 套；無(wú)氣噴涂設(shè)備1 套、橡膠管100 m、石英砂3～5 m3、砂罐1 套；噴砂操作工、金屬熱噴涂操作工、涂料操作工、防腐蝕質(zhì)檢員等。在確保調(diào)水安全運(yùn)行的前提下，施工安排力求均衡生產(chǎn)、合理配置，保證工程質(zhì)量，降低施工成本。

3.2.3 施工準(zhǔn)備、環(huán)境防護(hù)

提升閘門離開水面至工作橋面高度，閘門底部出門槽后鎖定閘門。門槽頂端鋪設(shè)架板，再鋪設(shè)一層帆布，底部做好防護(hù)，便于收集廢砂和保護(hù)人員安全，在四周排架柱上懸掛與閘門等高的防護(hù)網(wǎng)，防止污染水源，減少飛沙對(duì)周圍環(huán)境的影響，避免對(duì)建筑物的損害，保證人員設(shè)備安全。

3.2.4 閘門附件拆除及檢查

拆除閘門止水橡皮、主輪、側(cè)輪、滑塊、壓重物等，由于止水橡皮、主側(cè)輪緊固螺栓銹蝕比較嚴(yán)重，需采用氧氣—乙炔火焰切割。主、側(cè)輪已不能轉(zhuǎn)動(dòng)，檢查主、側(cè)輪軸頭鍍層磨損情況，檢查軸套磨損情況，已損壞需更換軸套或整體更換，注油處理后重新安裝。在主輪試組裝完成后進(jìn)行防腐蝕施工。清理閘門表面雜物，檢查閘門各部件表面腐蝕情況，在施工中重點(diǎn)部位著重處理。

3.2.5 防腐處理施工工藝

1）表面預(yù)處理——噴砂除銹。依據(jù)設(shè)計(jì)要求，表面處理主要采用噴砂除銹且級(jí)別應(yīng)達(dá)到Sa2.5 級(jí)，在施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)局部焊縫無(wú)法實(shí)施噴砂作業(yè)，采用機(jī)械除銹（手工電動(dòng)除銹）方式，除銹級(jí)別應(yīng)達(dá)到St3 級(jí)。

噴砂主要技術(shù)指標(biāo)：沙子選擇精致干燥石英砂，空氣濕度不大于80%；空氣壓力5～6 kg/cm2，噴射角度 30°～70°；噴射距離 15～30 cm。

2）金屬熱噴涂保護(hù)——噴鋅。鋅在干燥空氣中比較穩(wěn)定，不易變色，在水中及潮濕大氣中則與氧或二氧化碳作用生成氧化物或堿性碳酸鋅薄膜，可以防止鋅繼續(xù)氧化，起保護(hù)作用。為減少不利氣候條件對(duì)施工的影響，通過(guò)調(diào)整施工時(shí)段、工序間隔時(shí)間和遮蓋等措施，來(lái)保證施工現(xiàn)場(chǎng)空氣相對(duì)濕度低于85%，環(huán)境溫度不低于10 ℃。施工期選擇盡量縮短噴砂與噴鋅工序之間的時(shí)間間隔，若間隔時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)采用帆布臨時(shí)遮蓋表面等措施縮短工件暴露時(shí)間，有效減緩表面退化的程度，為表面預(yù)處理創(chuàng)造出有利施工環(huán)境。

3）涂料噴涂——底漆噴涂和面漆噴涂。選用優(yōu)質(zhì)油漆，采用無(wú)氣噴涂或人工涂刷工藝。底漆噴涂采用環(huán)氧云鐵漆，無(wú)氣噴涂一道，厚度40 μm，在金屬熱噴涂后最短時(shí)間內(nèi)完成，間隔不能超過(guò)2 h。面漆噴涂?jī)傻溃捎弥谢衣然鹉z面漆，無(wú)氣噴涂，厚度二道80 μm。面漆涂裝工藝同底漆涂裝工藝要求，前一道涂層表干3～4 h 后再涂裝后一道涂層。

4）質(zhì)量控制及檢測(cè)。按照SL 105-2007《水工金屬結(jié)構(gòu)防腐蝕規(guī)范》有關(guān)規(guī)定，噴涂金屬表面顆粒細(xì)小均勻，噴涂涂層外觀表面顏色一致，無(wú)起皮、無(wú)氣泡、邊緣無(wú)流掛，表面無(wú)針孔。每道工序間必須用采用磁性檢測(cè)儀對(duì)封閉性以及熱噴涂材料的涂層進(jìn)行檢測(cè)、測(cè)厚儀檢測(cè)涂層厚度。噴砂除銹達(dá)到清潔度Sa2，熱噴鋅厚度120 μm，底漆一道厚度40 μm，面漆二道厚度80 μm，總厚度不小于 240～280 μm。

施工過(guò)程中對(duì)各種質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行了檢測(cè)，共檢測(cè)130 個(gè)點(diǎn)次，其中合格點(diǎn)次128 個(gè)，合格率達(dá)98.4%。

3.2.6 止水更換、安裝

1）按照原施工圖采購(gòu)止水橡皮、鍍鋅螺栓。止水橡皮、螺栓材質(zhì)要符合原施工圖技術(shù)要求，止水采用南京某公司生產(chǎn)的水閘密封件，止水橡皮和墊板采用材質(zhì)SF6674。

2）安裝止水橡皮首先將止水橡皮與壓板對(duì)應(yīng)，在止水橡皮上劃孔、沖孔，修整橡皮連接處，要求縫隙嚴(yán)密、均勻。用螺栓將壓板和止水橡皮固定在閘門上，緊固螺栓，使止水橡皮連接處對(duì)正，并用專用粘合劑粘結(jié)固定。按照?qǐng)D紙技術(shù)要求安裝，預(yù)壓量符合規(guī)范，主側(cè)輪安裝復(fù)位，調(diào)整至正常工作狀態(tài)。

3.2.7 閘門調(diào)試

閘門試運(yùn)行：全程啟閉閘門2～3 次，確認(rèn)啟閉流暢、無(wú)卡阻。

4 結(jié) 語(yǔ)

本次濟(jì)平干渠沿線13 個(gè)閘站節(jié)制閘鋼閘門除銹防腐施工完成54 扇閘門防腐面積1 345.08 m2、止水更換594.8 m、加裝電動(dòng)葫蘆及吊軌1 套，有效工期90 d，工程投資103.58 萬(wàn)元。竣工驗(yàn)收后已調(diào)水安全運(yùn)行一年，閘門未出現(xiàn)銹蝕等任何異常狀況，防腐處理效果良好，達(dá)到原設(shè)計(jì)要求。

鋼閘門現(xiàn)場(chǎng)除銹防腐技術(shù)在濟(jì)平干渠工程中的成功應(yīng)用，工期短效率高、節(jié)省運(yùn)輸拆裝成本，在保證施工質(zhì)量的同時(shí)因采用環(huán)保除銹、噴漆材料，防護(hù)到位，廢砂收集及時(shí)，降低了水質(zhì)污染風(fēng)險(xiǎn)。在調(diào)水運(yùn)行或汛期出現(xiàn)緊急情況需要閘門控制時(shí)，能保證最短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)閘門正常運(yùn)行，有利保障了濟(jì)平干渠沿線閘站調(diào)水安全，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。