大口径钢管内防腐施工与质量控制

秦吴东

上海市政建设有限公司 上海 200438

上海市水源地原水管道新建项目采用大口径钢顶管施工，在钢管管道施工中，管道内防腐施工的好坏会影响管道的使用寿命，甚至直接影响管道中原水的水质，故做好管道内防腐施工是非常重要的环节之一。影响管道内防腐施工质量的因素有很多，主要包括施工方法、施工速度、养护方法、养护时间、施工机械与施工人员等。

1 施工准备

1.1 砂浆喷涂机选型

上海黄浦江上游水源地连通管工程C8标所有管道均选用KC-311型喷涂机。喷射套管需根据施工现场实际管道大小进行加工，主要利用φ30 mm钢管、钢板进行焊接组装。磨光垫片需用厚1～2 mm的铜片或不锈钢片。

1.2 砂浆输送管

砂浆输送管采用φ600 mm、壁厚1 cm左右的PVC管进行拼接，两头分别固定在井下工作平台和井上工作平台。

1.3 原材料的准备

1）水泥：采用P.O 42.5水泥，检测合格后进场使用，进场水泥做好防潮措施。

2）黄砂：选用砂子颗粒坚硬、洁净、级配良好的中粗砂，其质量与检验方法应符合JGJ 52—2006《普通混凝土用砂的质量标准及检验方法》，砂中泥土、云母、有机杂质及其他有害物质的质量不应超过总质量的2%。送检测站进行检测，检测合格后进场使用。使用前要全部筛选，保证砂的洁净，砂料应全部通过1.19 mm筛孔；通过0.29 mm筛孔的不超过55%；通过0.149 mm筛孔的不超过5%。

1.4 施工配合比

本工程衬里砂浆严格按水泥∶砂∶水=1∶2∶0.47的质量配合比进行配制。

1.5 施工用水

本工程施工采用黄浦江河水，经检测符合施工用水标准，确保不得含有泥土、油类、酸、碱、有机物。

2 内防腐施工

2.1 基本要求

本工程钢管内防腐采用水泥砂浆，水泥砂浆衬里表面粗糙系数n≤0.012，涂层厚度18 mm，手工涂层厚度20 mm，涂层厚度允许偏差为－3～4 mm。

现场施工时分2次喷涂，底层为10 mm，表层为8 mm。在底层施工完成6～8 h后进行表层施工。表层施工完成后6 h左右管道进行筑坝、灌水、开始浇水养护，平均每8 h浇水1次。

水泥砂浆的水泥、砂和水在搅拌机内的有效搅拌时间控制在10～15 min之间，砂浆坍落度控制在60～80 mm。

2.2 施工节段划分

为完成全线通水联调施工节点目标，顶管、内防腐、井内接拢管安装等需要全面筹划、统筹考虑，工序之间衔接顺畅，减少上道工序与下道工序之间的时间间隙，各施工段内防腐与顶管施工实现无缝连接。根据总体顶管区间分成6个施工节段（图1）。

1）JC27→JC26施工段：长度为1 160.9 m，距离较长，为提高作业效率和施工质量，从管道中心向两侧洞口进行施工。

图1 项目总平面示意

2）JC27→JC28施工段：长度为821 m，配合JC28井井内接拢施工，从JC28井向JC27井方向进行施工。

3）JD01→JD02施工段：长度为397.9 m，配合JD01井井内接拢施工，从JD01井向JD02井方向进行施工。

4）JD04→JD02施工段：长度为717.7 m，配合JD03、JD02井井内接拢施工，将JD03→JD02与JD04→JD03施工段合并，待JD03井完成井内接拢施工后，从JD02井向JD04井方向进行施工。

5）JD04→JD06施工段：长度为543.9 m，配合JD04井井内接拢施工，从JD04井向JD06井方向进行施工。

6）JD06→JD07施工段：长度为842.5 m，配合JD06井井内接拢施工，从JD06井向JD07井方向进行施工。

2.3 施工工艺

本工程采用KC-311型喷涂机进行喷涂施工。喷涂机装料仓为0.6 m3，正常喷涂速率为0.3～0.4 m3/min，抹光片转速8～10 r/min，喷涂机移动速度为2.5～3.0 m/min。

施工顺序：拌和砂浆→运输砂浆→设备装料→砂浆喷涂（机械抹平）→人工抹平→养护。

第1段JC27→JC26施工段施工时，由于此段管道较长，为提高工效，采用2套喷浆设备，从施工节段中间分别往顶管井JC27、JC26的方向进行，以此又分成了东、西2个管道内施工段，各长580 m。采用人工翻斗车进行运料时，不仅费时、费工，而且速度慢，影响喷浆机装料正常进行，会极大地影响施工速度。考虑到本工程管道直径较大，为DN3 800 mm与DN3 600 mm，管道内砂浆可以采用改装的电动三轮车进行运输，每车运输量约为1.2 m3。在注意安全的前提下，极大地提高了砂浆的运输效率，直接提高了喷浆机作业速度。在连通管后期各标段争抢砂浆喷射机的情况下，此举有利于加快本标段整体工程推进速度。

3 内防腐施工与养护时间对质量的影响

3.1 内防腐的工后调查

根据现场施工情况汇总（表1），我们可以初步得出分析结果：在施工设备、施工材料、施工人员等相同的条件下，施工速度宜控制在90～110 m/d，基本养护周期为14 d。

表1 施工及养护情况汇总

3.2 内防腐的裂缝分析

通过分析对比可知，一般情况下，施工速度越均匀、养护时间越充分，施工质量越好。通过施工节段JC27→JC28与施工节段JD01→JD02的有效对比，发现在施工速度相差不多的条件下，养护时间越长，裂缝越少，施工质量越好。同样通过施工节段JD01→JD02与施工节段JD04→JD06的对比，我们不难发现，JD04→JD06施工段施工速度快、养护时间少，但是施工质量反而高。经过现场核实，由于JD04→JD06施工段是最后施工完成的，为提高养护效率，在原来养护基础上增加了浇水养护次数，将原来8 h浇水养护的周期缩短为4 h，同时增加管道内空气湿度，增加水蒸气，通过5 d的养护后，养护效果明显高于一般养护效果。

4 结语

通过本工程各个内防腐施工节段的对比，在同等施工养护条件下，浇水养护次数越多、间隔时间越短、管道内湿度越大，养护的效果越好、养护所需时间越短。我们认为控制内防腐的施工质量主要在以下几个方面：

1）进行内防腐试验段，确定施工作业速度、养护方法、养护周期。

2）控制施工作业速度，确保内防腐涂层厚度。

3）延长养护周期，提高浇水养护频率。

4）通过增加管道内水蒸气，提高管道内空气湿度，提高养护效率。

当然，影响钢管管道内防腐的因素还有很多，诸如：管道内温度、管道圆整度、管道内表面清洁度等。由于本工程内防腐施工属于常温施工，以后在有条件的情况下，可在高温或者低温环境中进行内防腐的工程试验，进一步探索出提高管道内防腐质量的施工技术。