陡河河道市區(qū)段鋼壩、船閘維修鋼結(jié)構(gòu)防腐工程技術(shù)方案

鄭 星

（唐山市市區(qū)河道監(jiān)管中心，河北 唐山063000）

1 工程概況

陡河河道南北向穿越唐山市區(qū)， 陡河市區(qū)段設(shè)計標準為100年一遇，設(shè)計流量600m3/s。 市區(qū)段全長23km， 鋼壩3座， 沿河長55m， 寬45m， 最高蓄水位2.8m；橡膠壩3座，沿河長60m，寬54m，最高蓄水位3.1m；獨立橡膠壩1座，沿河長60m，寬60m，最高蓄水位4m。本工程主要內(nèi)容為：三座鋼壩壩體及其他金屬構(gòu)件，六座閘門及其他金屬構(gòu)件維修防腐。每座鋼壩設(shè)置一扇閘門長40m，高3.2m，共3扇；每座船閘四扇閘門，寬5m，高4m，共24扇。

2 施工方案與施工方法

2.1 施工圍堰及導流

2.1.1 圍堰設(shè)計標準及形式

根據(jù)SL252《水利水電工程等級劃分及洪水標準》，本工程施工圍堰級別確定為5級。 施工圍堰設(shè)計洪水標準施工期洪水標準5年一遇， 河道水量72m3/s，水深1.2m。圍堰形式：鋼壩維修圍堰采用裝配式鋼桁架組裝形成上下游圍堰， 強度滿足迎水面1.5m水深要求。 船閘閘門維修采用檢修閘門攔水。

2.1.2 圍堰的施工方法

裝配式鋼桁架圍堰上游安裝在混凝土鋪蓋部位，下游安裝在消力池部位。裝配式鋼桁架圍堰結(jié)構(gòu)示意圖如圖1，尺寸3m×1.5m×0.6m一榀，采用型鋼焊接制作，迎水面鋪設(shè)2mm厚冷軋鋼板擋水。 桁架安裝底部、側(cè)面與混凝土用化學脹栓固定，每榀間采用卡螺絲連接。底部及側(cè)部止水采用遇水膨脹膠條止水，榀間止水采用橡膠止水條止水。 本工程位于陡河河道市區(qū)段，施工期間需保持河道一定水位，保證環(huán)境及部分企業(yè)用水。工程施工從下游鋼壩、船閘閘門至上游鋼壩、船閘閘門、橡膠壩船閘閘門依次進行。 鋼桁架圍堰安裝、拆除，分段放空河道蓄水在干場條件下施工，采用人工、小型機具配合起重機安裝、拆除。鋼壩維修工程圍堰施工期使用船閘航道導流， 保證圍堰干場施工。圍堰安裝完成后，放空河段蓄水至上游圍堰1.2m水深。 圍堰的安裝、拆除不會對原工程結(jié)構(gòu)及周邊綠化、市政設(shè)施造成影響。

圖1 裝配式鋼桁架圍堰示意圖

2.2 鋼壩壩體及船閘閘門噴涂防腐

2.2.1 鋼壩和船閘腐蝕因素

鋼壩、閘門運行環(huán)境惡劣，腐蝕損壞較為嚴重。腐蝕主要有化學腐蝕。 水工鋼壩和船閘閘門在干濕交替、長浸水下、雨霧天氣、日光照射及高速水流等惡劣條件下運行，極易發(fā)生腐蝕。鋼材的腐蝕不斷削弱結(jié)構(gòu)降低承載能力， 嚴重的將使鋼結(jié)構(gòu)失去工作能力，發(fā)生事故。 為延長鋼結(jié)構(gòu)的使用年限，保證結(jié)構(gòu)完整和安全運行，必須實時妥善保護。

2.2.2 表面預(yù)處理及技術(shù)要求

鋼結(jié)構(gòu)防腐效果好壞關(guān)鍵在于表面處理的程度而非涂料本身。 因此在鋼結(jié)構(gòu)涂裝表面預(yù)處理至關(guān)重要。

2.2.2.1 表面油污、污泥清除

采用HOPE-3100環(huán)保型鋼材脫脂劑， 配合高壓水噴淋， 對鋼結(jié)構(gòu)表面進行清洗。 此材料為中性配方，通過SGS環(huán)保監(jiān)測，通過中國船級社CCS認證。 無磷、無氯、無氟，綠色環(huán)保，去污能力強可直接排放。施工方法：將脫脂劑用自來水稀釋后，用高壓水槍噴洗構(gòu)件表面。

2.2.2.2 表面脫漆

傳統(tǒng)工藝采用濃硫酸等強酸處理， 非環(huán)保，管控、限購，產(chǎn)生大量酸霧，工作環(huán)境惡略，廢液處理成本高。 本工程采用HS-FE2011型脫漆劑，脫漆快速高效，操作簡單，脫漆劑性質(zhì)溫和，不傷皮膚，對人體無毒無害，清潔環(huán)保，通過ROHS 環(huán)保認證。 施工方法：大工件采用毛刷或棉紗將脫漆劑涂于老漆表面，可反復涂刷3～4遍，直至漆膜脫落，然后用清水清洗；小工件可直接在脫漆劑中浸泡。

2.2.2.3 表面除銹、防銹/鈍化

根據(jù)工程特點， 鋼壩壩體及船閘閘門表面除銹適用于噴射法，傳統(tǒng)噴砂除銹施工環(huán)境惡劣，對職工身體造成傷害，污染環(huán)境對空氣質(zhì)量造成影響。傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)防銹/鈍化采用磷化工藝，防銹時間短，涂層噴涂前易生銹，非環(huán)保，產(chǎn)生大量廢渣，處理成本高。為達到環(huán)保要求，保護大氣質(zhì)量，改善職工的勞動環(huán)境。 除銹采用水噴砂濕式噴射方法進行。 水噴砂工藝，清潔環(huán)保，施工簡單，無廢液排放，不產(chǎn)生粉塵，有效改善工作環(huán)境，減少大氣污染。 對于金屬表面防銹/鈍化， 本工程采用HS-FE6001環(huán)保防銹/鈍化劑，防銹時間長開放環(huán)境達30d，與后處理涂層具有良好的結(jié)合力，中性鹽霧試驗大于800h。防銹劑性格溫和，為植物酸制劑，不含強酸，對人體無傷害。通過ROHS環(huán)保認證。 施工方法：采用水噴砂機進行除銹作業(yè)，在水噴砂工作液中加入HS-FE6001防銹/鈍化劑，檢查、檢測金屬表面，除銹級別達Sa2.5，鋼結(jié)構(gòu)表面鈍化，在30d內(nèi)不會發(fā)生銹蝕，以便下道工序。除銹、鈍化完成后，用清水清洗表面，工作液可循環(huán)使用。

2.2.3 涂層保護及技術(shù)要求

2.2.3.1 涂料選擇

根據(jù)本工程特點選擇底漆、中間漆、面漆的品種及面漆顏色。 本工程采用：環(huán)氧富鋅底漆、環(huán)氧云鐵中間漆、環(huán)氧面漆，漆膜厚度各為80μm，面漆顏色為灰色。

2.2.3.2 涂裝施工

涂裝前對預(yù)處理表面進行檢查， 合格后進行涂裝。 涂裝施工時，環(huán)境空氣相對濕度低于85%，環(huán)境溫度在露點以上。 表面處理與涂裝之間的時間間隔盡量縮短，控制在8h之內(nèi)。 涂裝方法采用空氣噴涂，邊角可用人工刷漆。為保環(huán)及安全要求，涂裝作業(yè)在通風良好的室內(nèi)進行， 在施工現(xiàn)場搭設(shè)涂裝作業(yè)臨時大棚，加設(shè)通風設(shè)備，保證室內(nèi)通風良好。 涂裝過程中進行外觀檢查，無漏噴、流掛現(xiàn)象，及時檢查漆膜厚度。 涂層各層間的涂覆間隔時間按油漆生產(chǎn)廠家要求嚴格執(zhí)行。 如時間夠長要在前一層打毛后再進行涂裝，以保證涂層間結(jié)合力。 涂裝完成后，加強保護，避免雨淋、暴曬、踐踏。

2.3 陰極保護

陰極保護技術(shù)作為防止水流環(huán)境中工作的金屬構(gòu)筑物腐蝕的重要措施在國內(nèi)外已被廣泛采用并取得了良好效果。在已涂有防腐層的鋼壩、閘門追加陰極保護是十分必要的。

2.3.1 布置原則

（1）陰極保護系統(tǒng)與鋼壩、船閘金屬結(jié)構(gòu)表面涂層防腐聯(lián)合使用。

（2）本工程鋼壩、船閘閘門金屬結(jié)構(gòu)材質(zhì)為碳素鋼， 犧牲陽極陰極保護最大保護電位以不損壞金屬結(jié)構(gòu)表面涂層為前提， 本工程金屬結(jié)構(gòu)保護電位為-0.95V（相對于銅/飽和硫酸銅參比電極）。（3）有效保護期：設(shè)計壽命15年。

2.3.2 陰極保護系統(tǒng)工安裝、更換

2.3.2.1 犧牲陽極安裝

犧牲陽極一律采用焊接法進行安裝， 將犧牲陽極牢固地焊裝在指定的位置上， 不得有虛焊和明顯錯位，確保良好電性聯(lián)接和均勻保護。 另外，犧牲陽極外露工作表面嚴禁涂刷各類油漆。

2.3.2.2 犧牲陽極更換原則

（1）犧牲陽極有效保護期滿后，應(yīng)及時更新。

（2）發(fā)現(xiàn)新裝犧牲陽極嚴重涂漆時，應(yīng)盡力徹底清除掉油漆，無法清除者，必須拆除更換。

（3）檢修期間發(fā)現(xiàn)犧牲陽極不溶解而失效時，犧牲陽極雖未到更新期，也應(yīng)及時更換。

3 質(zhì)量要求

3.1 鋼結(jié)構(gòu)表面處理

（1）除銹過程中，工作環(huán)境空氣相對濕度低于85%或金屬表面溫度不低于露點以上3 ℃。

（2）鋼構(gòu)表面脫脂、脫漆、防銹/鈍化后，用清水清洗2～3遍，并干燥處理。

（3）水噴砂除銹，金屬表面清潔度達Sa2.5級。 表面粗糙度值達60～100μm。

3.2 鋼結(jié)構(gòu)表面噴涂防腐

（1）構(gòu)成涂層系統(tǒng)的所有涂料為同一生產(chǎn)廠家生產(chǎn)，并提供產(chǎn)品合格證、說明書及檢驗報告。

（2）噴涂施工中，工作環(huán)境空氣相對濕度低于85%或金屬表面溫度不低于露點以上3 ℃。

（3）涂膜固化后進行外觀檢查，表面均勻一致，無流掛、皺紋、鼓泡、針孔、裂紋現(xiàn)象。

（4）涂膜干膜厚度，85%以上的局部厚度達到設(shè)計要求。

3.3 犧牲陽極陰極保護系統(tǒng)

（1）犧牲陽極的工作表面潔凈，犧牲陽極與金屬結(jié)構(gòu)表面要漏出基底金屬光澤，面積為0.01m2。 表面清理干凈，按原設(shè)計補漆。

（2）系統(tǒng)安裝完成后，測量金屬結(jié)構(gòu)的保護點位，確保結(jié)構(gòu)的保護電位復合規(guī)范要求。

4 結(jié)語

本工程采用的材料、施工工藝，清潔環(huán)保，施工簡單，廢液達標排放，不產(chǎn)生粉塵，有效改善工作環(huán)境，對人體無傷害，減少大氣污染，符合環(huán)保要求。工程質(zhì)量符合規(guī)范要求。犧牲陽極陰極保護，經(jīng)檢測效果良好。