大口徑鋼管內防腐施工與質量控制

秦吳東

上海市政建設有限公司 上海 200438

上海市水源地原水管道新建項目采用大口徑鋼頂管施工，在鋼管管道施工中，管道內防腐施工的好壞會影響管道的使用壽命，甚至直接影響管道中原水的水質，故做好管道內防腐施工是非常重要的環節之一。影響管道內防腐施工質量的因素有很多，主要包括施工方法、施工速度、養護方法、養護時間、施工機械與施工人員等。

1 施工準備

1.1 砂漿噴涂機選型

上海黃浦江上游水源地連通管工程C8標所有管道均選用KC-311型噴涂機。噴射套管需根據施工現場實際管道大小進行加工，主要利用φ30 mm鋼管、鋼板進行焊接組裝。磨光墊片需用厚1～2 mm的銅片或不銹鋼片。

1.2 砂漿輸送管

砂漿輸送管采用φ600 mm、壁厚1 cm左右的PVC管進行拼接，兩頭分別固定在井下工作平臺和井上工作平臺。

1.3 原材料的準備

1）水泥：采用P.O 42.5水泥，檢測合格后進場使用，進場水泥做好防潮措施。

2）黃砂：選用砂子顆粒堅硬、潔凈、級配良好的中粗砂，其質量與檢驗方法應符合JGJ 52—2006《普通混凝土用砂的質量標準及檢驗方法》，砂中泥土、云母、有機雜質及其他有害物質的質量不應超過總質量的2%。送檢測站進行檢測，檢測合格后進場使用。使用前要全部篩選，保證砂的潔凈，砂料應全部通過1.19 mm篩孔；通過0.29 mm篩孔的不超過55%；通過0.149 mm篩孔的不超過5%。

1.4 施工配合比

本工程襯里砂漿嚴格按水泥∶砂∶水=1∶2∶0.47的質量配合比進行配制。

1.5 施工用水

本工程施工采用黃浦江河水，經檢測符合施工用水標準，確保不得含有泥土、油類、酸、堿、有機物。

2 內防腐施工

2.1 基本要求

本工程鋼管內防腐采用水泥砂漿，水泥砂漿襯里表面粗糙系數n≤0.012，涂層厚度18 mm，手工涂層厚度20 mm，涂層厚度允許偏差為－3～4 mm。

現場施工時分2次噴涂，底層為10 mm，表層為8 mm。在底層施工完成6～8 h后進行表層施工。表層施工完成后6 h左右管道進行筑壩、灌水、開始澆水養護，平均每8 h澆水1次。

水泥砂漿的水泥、砂和水在攪拌機內的有效攪拌時間控制在10～15 min之間，砂漿坍落度控制在60～80 mm。

2.2 施工節段劃分

為完成全線通水聯調施工節點目標，頂管、內防腐、井內接攏管安裝等需要全面籌劃、統籌考慮，工序之間銜接順暢，減少上道工序與下道工序之間的時間間隙，各施工段內防腐與頂管施工實現無縫連接。根據總體頂管區間分成6個施工節段（圖1）。

1）JC27→JC26施工段：長度為1 160.9 m，距離較長，為提高作業效率和施工質量，從管道中心向兩側洞口進行施工。

圖1 項目總平面示意

2）JC27→JC28施工段：長度為821 m，配合JC28井井內接攏施工，從JC28井向JC27井方向進行施工。

3）JD01→JD02施工段：長度為397.9 m，配合JD01井井內接攏施工，從JD01井向JD02井方向進行施工。

4）JD04→JD02施工段：長度為717.7 m，配合JD03、JD02井井內接攏施工，將JD03→JD02與JD04→JD03施工段合并，待JD03井完成井內接攏施工后，從JD02井向JD04井方向進行施工。

5）JD04→JD06施工段：長度為543.9 m，配合JD04井井內接攏施工，從JD04井向JD06井方向進行施工。

6）JD06→JD07施工段：長度為842.5 m，配合JD06井井內接攏施工，從JD06井向JD07井方向進行施工。

2.3 施工工藝

本工程采用KC-311型噴涂機進行噴涂施工。噴涂機裝料倉為0.6 m3，正常噴涂速率為0.3～0.4 m3/min，抹光片轉速8～10 r/min，噴涂機移動速度為2.5～3.0 m/min。

施工順序：拌和砂漿→運輸砂漿→設備裝料→砂漿噴涂（機械抹平）→人工抹平→養護。

第1段JC27→JC26施工段施工時，由于此段管道較長，為提高工效，采用2套噴漿設備，從施工節段中間分別往頂管井JC27、JC26的方向進行，以此又分成了東、西2個管道內施工段，各長580 m。采用人工翻斗車進行運料時，不僅費時、費工，而且速度慢，影響噴漿機裝料正常進行，會極大地影響施工速度?？紤]到本工程管道直徑較大，為DN3 800 mm與DN3 600 mm，管道內砂漿可以采用改裝的電動三輪車進行運輸，每車運輸量約為1.2 m3。在注意安全的前提下，極大地提高了砂漿的運輸效率，直接提高了噴漿機作業速度。在連通管后期各標段爭搶砂漿噴射機的情況下，此舉有利于加快本標段整體工程推進速度。

3 內防腐施工與養護時間對質量的影響

3.1 內防腐的工后調查

根據現場施工情況匯總（表1），我們可以初步得出分析結果：在施工設備、施工材料、施工人員等相同的條件下，施工速度宜控制在90～110 m/d，基本養護周期為14 d。

表1 施工及養護情況匯總

3.2 內防腐的裂縫分析

通過分析對比可知，一般情況下，施工速度越均勻、養護時間越充分，施工質量越好。通過施工節段JC27→JC28與施工節段JD01→JD02的有效對比，發現在施工速度相差不多的條件下，養護時間越長，裂縫越少，施工質量越好。同樣通過施工節段JD01→JD02與施工節段JD04→JD06的對比，我們不難發現，JD04→JD06施工段施工速度快、養護時間少，但是施工質量反而高。經過現場核實，由于JD04→JD06施工段是最后施工完成的，為提高養護效率，在原來養護基礎上增加了澆水養護次數，將原來8 h澆水養護的周期縮短為4 h，同時增加管道內空氣濕度，增加水蒸氣，通過5 d的養護后，養護效果明顯高于一般養護效果。

4 結語

通過本工程各個內防腐施工節段的對比，在同等施工養護條件下，澆水養護次數越多、間隔時間越短、管道內濕度越大，養護的效果越好、養護所需時間越短。我們認為控制內防腐的施工質量主要在以下幾個方面：

1）進行內防腐試驗段，確定施工作業速度、養護方法、養護周期。

2）控制施工作業速度，確保內防腐涂層厚度。

3）延長養護周期，提高澆水養護頻率。

4）通過增加管道內水蒸氣，提高管道內空氣濕度，提高養護效率。

當然，影響鋼管管道內防腐的因素還有很多，諸如：管道內溫度、管道圓整度、管道內表面清潔度等。由于本工程內防腐施工屬于常溫施工，以后在有條件的情況下，可在高溫或者低溫環境中進行內防腐的工程試驗，進一步探索出提高管道內防腐質量的施工技術。