鑒江供水樞紐供水管道運(yùn)維分析

林詩然

(廣東省水利電力勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司，廣東 廣州 510635)

1 工程概況

1.1 輸水管道工程概況

湛江市鑒江供水樞紐鑒江至東海島輸水工程自2013年試運(yùn)行，2015年完工驗(yàn)收，目前已安全平穩(wěn)運(yùn)行8a。

本工程輸水管道主要由鑒江泵站至鋼鐵基地輸水管道。主管段長29.33km，管道主要采用2DN2000PCCP，南三河沉管段和湛江灣盾構(gòu)跨海段采用2DN1800SP。管內(nèi)防腐采用環(huán)氧飲水艙涂料，外防腐采用環(huán)氧煤瀝青涂層與陰極保護(hù)聯(lián)合使用。

1.2 盾構(gòu)隧道段工程概況

湛江灣跨海盾構(gòu)隧道位于湛江灣(又稱廣州灣)最窄處，長2.75km，由南三島至東海島，橫穿海底。盾構(gòu)隧道的布置主要由盾構(gòu)始發(fā)井、跨海隧道、盾構(gòu)接收井3個(gè)部分組成。

隧道內(nèi)輸水管道布置：隧道內(nèi)2根鋼管并行鋪設(shè)，在2根鋼管之間設(shè)置檢修通道。隧洞典型斷面如圖1所示。

圖1 隧洞典型斷面(單位：mm)

2 安全檢查

經(jīng)過對湛江市鑒江供水樞紐鑒江至東海島輸水工程輸水管道、盾構(gòu)及海底隧道等設(shè)施、設(shè)備的安全檢查，存在的問題及建議如下。

(1)經(jīng)過沿線檢查，由于多年的雨水沖刷，地基因泥土流失嚴(yán)重，管道基礎(chǔ)存在失穩(wěn)的安全隱患。閥室泡水，嚴(yán)重腐蝕管道設(shè)施，且工作人員無法下井作業(yè)。調(diào)壓塔頂上欄桿銹蝕。建議：對存在安全隱患的管道進(jìn)行加固處理，改造地勢低洼的閥井，避免長期泡水。

(2)海底盾構(gòu)隧道出現(xiàn)工作井井壁局部漏水，盾構(gòu)管片分縫處存在多處漏水，螺栓孔封口多處脫落，螺栓銹蝕嚴(yán)重，盾構(gòu)管片內(nèi)防腐損壞。盾構(gòu)內(nèi)輸水管道伸縮節(jié)超限漏水，鋼管內(nèi)、外防腐鼓包脫落等問題。輸水管道的進(jìn)排氣閥和檢修排水閥已經(jīng)嚴(yán)重銹蝕無法使用。人行道板多處翹起損壞，嚴(yán)重影響使用。建議：加強(qiáng)漏水點(diǎn)滲漏監(jiān)測，對井壁漏水點(diǎn)采用注漿止漏；修復(fù)已損壞伸縮節(jié)，增大伸縮節(jié)限位螺母內(nèi)側(cè)間距；鏟除原設(shè)計(jì)防腐涂層，重新對鋼管進(jìn)行除銹。鋼管外表面建議采用噴砂除銹，要求鋼管表面處理達(dá)到除銹標(biāo)準(zhǔn)Sa3級(jí)。建議重新做鋼管的外防腐，更換檢修排水閥和排氣閥，拆除檢修用的人行道板，采用更加堅(jiān)固不宜變形的材料進(jìn)行更換。

根據(jù)本次檢查評估情況，提出以下工作建議：根據(jù)SL 20281—2017《水電站壓力鋼管設(shè)計(jì)規(guī)范》及DL/T 709—1999《壓力鋼管安全檢測技術(shù)規(guī)程》相關(guān)要求，首次安全檢測應(yīng)在運(yùn)行后5～10a內(nèi)進(jìn)行。湛江市鑒江供水樞紐鑒江至東海島輸水工程2013年試運(yùn)行，2015年完工驗(yàn)收，目前已安全平穩(wěn)運(yùn)行8a。建議對供水管道及盾構(gòu)隧道進(jìn)行維修維護(hù)。

3 維修維護(hù)改造項(xiàng)目等級(jí)劃分

3.1 項(xiàng)目等級(jí)劃分原則

按照安全檢查的情況將各項(xiàng)目按照ABC級(jí)進(jìn)行劃分。

(1)A級(jí)項(xiàng)目存在安全問題、高風(fēng)險(xiǎn)問題、緊急問題、功能性問題。比如管道漏水、結(jié)構(gòu)變形等。此類項(xiàng)目列入A級(jí)清單建議優(yōu)先解決，作為本次施工改造項(xiàng)目。對于A級(jí)問題沒有解決的，可以滾動(dòng)到下一年度解決。已解決的應(yīng)該保留相應(yīng)的記錄，建立工程全生命周期管理體系。

(2)B級(jí)項(xiàng)目是相對不緊急，需研究論證的問題，可以先不處理。比如泵站機(jī)組檢測、壓力管道安全檢測等。B級(jí)項(xiàng)目建議在研究論證后，條件具備的情況下實(shí)施。

(3)C級(jí)項(xiàng)目是指次要問題、優(yōu)化性問題、衛(wèi)生或安保管理類問題，非功能問題。比如刷墻或者不銹鋼欄桿等。C級(jí)項(xiàng)目建議業(yè)主逐步完善分年度實(shí)施。

3.2 項(xiàng)目分類情況匯總

按照項(xiàng)目等級(jí)劃分原則，將檢查情況分類匯總詳見表1。

表1 鑒江供水樞紐輸水工程安全檢查隱患清單

3.3 維修維護(hù)改造項(xiàng)目的任務(wù)目標(biāo)

本次維修維護(hù)改造主要任務(wù)是A級(jí)項(xiàng)目，經(jīng)過梳理分別有清淤工程、防腐工程、防漏工程。

通過對安全檢查項(xiàng)目的分類進(jìn)行維修維護(hù)改造，建立健全的工程維修維護(hù)管理體系。為工程正常運(yùn)行提供可靠的安全保障，為工程的風(fēng)險(xiǎn)評估提供依據(jù)，為工程的服務(wù)對象保駕護(hù)航。

4 維修項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案

4.1 清淤工程設(shè)計(jì)方案

本次清淤工程主要為鑒江泵站至樁號(hào)6+000處檢修閥段管道內(nèi)淤積清理，管道主要為2DN2000PCCP。需清淤長度約6km，平均清淤厚度0.5m。結(jié)合排氣閥的布置，按每800m一段分段清淤，先關(guān)閉清淤段管道閘門，在每個(gè)排氣孔中使用2臺(tái)離心泵抽水，待管道內(nèi)積水排空后，施工人員通過排氣閥門進(jìn)入管道內(nèi)部，采取人工清淤。

4.2 防腐工程維修設(shè)計(jì)方案

防腐工程主要為跨海盾構(gòu)管片內(nèi)防腐及隧道內(nèi)鋼管外防腐，跨海盾構(gòu)外直徑為D6000mm，盾構(gòu)內(nèi)明鋪2根DN1800mm鋼管。

4.2.1盾構(gòu)隧道內(nèi)鋼管外防腐

鋼管的外防腐(沿海大氣環(huán)境)：環(huán)氧樹脂防腐漆，底漆為環(huán)氧富鋅底漆1道厚≥100μm；中間漆為環(huán)氧云鐵防銹漆1道厚≥150μm；面漆為聚氨酯面漆2道厚≥80μm。環(huán)氧液體涂料的性能應(yīng)符合SY/T 0457—2019《鋼制管道液體環(huán)氧涂料內(nèi)防腐層技術(shù)規(guī)范》第3.2條的規(guī)定。涂裝施工前，應(yīng)在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行涂層物理性能測試，基材表面應(yīng)按照SY/T 0457—2019第4.2條、4.3條的規(guī)定處理。涂裝施工前，每批環(huán)氧液體涂料都應(yīng)進(jìn)行測定。環(huán)氧涂層性能指標(biāo)應(yīng)符合SY/T 0457—2019第3.2條的要求。

4.2.2盾構(gòu)隧道管片內(nèi)防腐

盾構(gòu)管片內(nèi)壁(沿海大氣環(huán)境)：環(huán)氧厚漿重防腐涂料，干膜厚度不小于400μm。

4.2.3其他

(1)防水套管及翼環(huán)內(nèi)外防腐要求為環(huán)氧厚漿重防腐涂料，底漆、面漆各2遍，干膜厚度不小于400μm。

(2)法蘭及法蘭封板防腐要求為涂刷符合涉水衛(wèi)生安全的無溶劑環(huán)氧飲水艙涂料，干膜厚度不小于400μm。

4.3 防漏工程維修設(shè)計(jì)方案

4.3.1防漏止水方案設(shè)計(jì)

防漏止水施工以治理結(jié)構(gòu)縫滲漏水為主，與表面滲漏水治理相結(jié)合，做到標(biāo)本兼治。通過結(jié)構(gòu)縫間注漿堵漏使結(jié)構(gòu)抗?jié)B能力提高，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)間的連接密實(shí)性，采用注漿為主和表面涂刷封堵相結(jié)合的方案。

滲漏水治理過程主要使用的材料有注漿材料、嵌縫堵漏材料、抹面材料等。

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果，解決盾構(gòu)管片滲漏問題需要全面分析，認(rèn)真對待，堵、防結(jié)合，綜合治理才能成功。盾構(gòu)管片滲漏分為管片拼接縫滲漏、吊裝孔及螺栓孔滲漏等情況。

4.3.2盾構(gòu)管片防漏止水修復(fù)工法

(1)螺栓孔、注漿孔堵漏工法。清理干凈螺栓孔表面污染物找出滲漏的位置，用電鉆斜向鉆孔，確保鉆孔和螺栓孔相通，用快干高強(qiáng)砂漿封閉螺栓孔的根部，鉆孔處裝上專用注漿咀，用高壓灌漿設(shè)備向鉆孔內(nèi)灌漿，漿料優(yōu)先選用環(huán)氧樹脂，有壓力的滲漏水選用丙烯酸鹽(快速凝固止水)灌漿壓力控制在0.3MPa，以壓滿整個(gè)螺栓孔為準(zhǔn)。注漿起到堵漏作用的同時(shí)又對螺栓有錨固和防腐作用。

(2)管片拼接縫堵漏工法。對環(huán)向縫和縱向縫全部采用快干高強(qiáng)度砂漿(含環(huán)氧類成分)封閉，為后面灌漿做準(zhǔn)備，封閉的時(shí)候向內(nèi)凹進(jìn)去深1～2cm的弧形，在漏水縫垂直鉆孔到止水條處，鉆孔間距每米2～3個(gè)，同時(shí)裝上專業(yè)注漿咀，用高壓灌漿設(shè)備向接縫內(nèi)灌漿，漿料優(yōu)先采用環(huán)氧樹脂、丙烯酸鹽，灌漿壓力控制在0.3MPa左右以壓滿整個(gè)接縫，有水壓力情況下選用丙烯酸鹽材料作為速凝堵漏。

5 結(jié)論

目前國內(nèi)新建的大型供水工程越來越多，已經(jīng)建成運(yùn)行多年的大型供水工程則較少，對大型供水工程的維修維護(hù)的需求將會(huì)日益增多。通過系統(tǒng)性的檢查，對存在問題進(jìn)行分析，提出處理措施。在實(shí)際運(yùn)行項(xiàng)目中，能起到一定的指導(dǎo)作用。

供水工程為長距離輸水工程，安全檢查涉及面廣，通過對安全檢查項(xiàng)目的分類，能及時(shí)處理高風(fēng)險(xiǎn)的維修維護(hù)項(xiàng)目。對于涉及技術(shù)難度高，需反復(fù)論證的問題，則放緩實(shí)施。

通過對安全檢查項(xiàng)目的分類進(jìn)行維修維護(hù)改造，建立健全的工程維修維護(hù)管理體系。為工程正常運(yùn)行提供可靠的安全保障，為工程的風(fēng)險(xiǎn)評估提供依據(jù)，為工程的服務(wù)對象保駕護(hù)航。