北京第九水厂引水隧洞停水检修钢管段检测与防腐

戴烨军，刘云鹏

(北京市密云水库管理处，北京 101512)

1 工程概况

第九水厂引水隧洞工程为北京市第九水厂二期取水工程，位于密云水库九松山副坝以东1.5km，于1991年12月开工，1995年2月竣工，1995年5月22日开始正式运行。设计引水流量12.15m3/s，校核引水流量15.05m3/s，隧洞主洞全长3028.6m，洞径3.5m，为圆形压力隧洞，衬砌厚度一般为25～60cm，局部加强段衬砌厚度为70～100cm。主洞进口底高程117m，闸门底坎高程115m，采用水下岩塞爆破方法打开进水口。在桩号2+695m处设检修支洞，长87m，洞径2.5m，衬砌厚度0.4m，为圆形压力洞，出口高程106m。

引水隧洞出口设长51.184m的DN3500×δ16mm钢管与第九水厂取水站相连接。钢管段内防腐采用SZ-1无机防腐涂料，设计涂层厚度为50～70μm，外罩一道防锈漆。

2 隧洞检修的必要性

第九水厂引水隧洞担负着北京城市供水的重要任务，是首都的重要生命线。根据《水库大坝安全鉴定办法》、《水库大坝安全管理条例》的要求，水库大坝(包括附属输泄水建筑物)需6～10年进行安全检查。第九水厂引水隧洞作为北京市城市供水系统重要的取水建筑物，其能否安全运行直接关系到首都人民的供水安全。因此，应定期对工程进行全面的安全检查，对日常管理中存在的问题进行处理，并根据检查情况制定相应的加固改造方案，消除工程的安全隐患，确保工程的安全运行，确保首都供水安全。

3 钢管段的检测

3.1 第一次停水检修钢管段的检测情况

2001年停水检修时，在51m钢管段均匀布设5块测区，每块测区面积为1m×1m，用钢丝刷将金属管道表面附着物清理干净，采用LAT-B涂层厚度测定仪测量漆膜厚度，每个测区点不少于20个(见表1)。

钢管段内防腐采用SZ-1无机防腐涂料，设计涂层厚度为50～70μm，外罩一道防锈漆。经过6年的运行，经检测防腐漆膜厚度远远小于设计的漆膜厚度，鉴于钢管段所使用的潮湿环境，建议采取聚合物水泥砂浆类材料做进一步防腐处理措施。

表1 钢管内部防腐漆膜厚度检测结果

3.2 第二次停水检修钢管段的检测情况

隧洞钢管段采用防腐漆进行处理，2001年第一次停水检修漆膜涂层厚度小于设计指标，采用聚合物水泥砂浆类材料进了处理。2009年检修时，由于砂浆材料厚度远远超过了原漆膜厚度，无法采用LAT-B涂层测厚仪进行检测。

根据实际情况采用对砂浆聚合物表面进行观察，配合敲击的方法，判断砂浆防腐层与钢管壁的结合程度。现场检查发现，砂浆聚合物表面密布有点状白色析出物，用锤敲击可明显感觉白点周边范围的存在空鼓，用钢钎砸开空鼓区，有少量渗水流出。

从检测结果分析，底层砂浆与钢管结合较好，起到了防锈效果，而表层砂浆与底层砂浆之间出现分离现象，起鼓并产生开裂。建议对表层砂浆进行处理，处理过程中尽量避免对底层防腐砂浆的破坏。

3.3 两次停水检修钢管段检测结果比较

第一次停水检修时，经过六年的运行，钢管段内层防腐漆膜涂层厚度远远小于设计值，需要防腐处理。

第二次停水检修时，2001年所作的防腐表层砂浆和底层砂浆已有分离、空鼓现象，需要对表层砂浆进行处理。

4 钢管段的防腐处理

4.1 第一次停水检修钢管段防腐

钢管段采用SPC聚合物水泥沙浆内衬防腐，桩号2+852～2+903。共计完成工程量600m2。

4.1.1 施工步骤

洞内必须通风排潮气，施工程序:搭架、喷砂除锈、验收、涂刷净浆、第一遍涂抹SPC水泥砂浆、涂刷净浆、第二遍涂抹SPC水泥砂浆、验收、养护、涂刷净浆一遍、养护、验收。

4.1.2 材料选择及保管

a.由于送气距离远，所以动力设备选用12m3柴油空压机，并配有油水分离器，胶管选用大口径高压胶管，以保证喷嘴处的压力，磨料选用天然矿物石英砂(一级)并做烘干处理。

b.石英砂、水泥不得受潮，在两次运输过程中严防掉入水中。到施工现场后用木板垫起来，再用塑料布包起。乳液要求5℃以上存放，胶料到达后及时运入隧洞施工现场保存，洞内温度基本保持在6～10℃，保管条件符合设计要求。

4.1.3 施工及质检过程

a.底部处理:压缩空气经过滤不含油水，压力为60～70N/cm2，施工部位干燥。喷砂后的金属表面呈灰白色金属本色，有一定的粗糙度，双方代表验收合格后进行下一道工序。

b.涂刷净浆:SPC水泥砂浆施工环境温度要求不低于5℃。所以，原φ600管口必须封闭，支洞出口封闭，以保证施工场地在5℃以上，但封闭后环境潮湿，按设计要求边刷净浆边涂抹砂浆。但施工面积大，在较短时间内涂抹不完，喷砂除锈后钢管会重新返锈。征得设计同意，喷砂结束验收合格后，及时涂刷一遍净浆，将除锈后的钢管保护起来。

c.涂抹SPC水泥砂浆层验收无漏涂后，涂抹一遍SPC水泥砂浆，厚度约5～7mm，第一遍初凝后涂抹第二遍砂浆，以达到设计10～12mm厚度，潮湿养护三天。

d.验收厚度及平整度符合设计要求后，涂刷一遍SPC水泥净浆，然后自然养护。

e.砂浆内衬施工前将台称、工具、灰浆车、干净水桶、毛刷等准备好，按砂浆配比要求严格控制各种材料用量及涂抹时间，并做详细记录。

4.2 第二次停水检修钢管段防腐

2009年5月31日，北京市密云水库管理处组织召开了第九水厂引水隧洞停水检修专家会，根据专家会意见，对钢管段内防腐表层进行修补处理。

针对钢管段检测结果，借鉴以往防腐处理的经验和教训，提出处理方案。

4.2.1 防腐处理方案

本次采用SPC聚合物水泥砂浆加SPC聚合物涂层综合处理方法，将表层空鼓脱层的砂浆凿除，并对基面进行处理后，依次分别涂刷SPC界面剂、SPC聚合物水泥砂浆(厚约5mm)和SPC聚合物涂层。

4.2.2 施工工艺

4.2.2.1 基面处理

采用人工将原表层空鼓的聚合物砂浆层清除至新鲜的基面，并用角磨机或剁斧凿毛，然后用高压水将表面冲洗干净。

4.2.2.2 抹面施工

按产品说明书的要求配制SPC界面剂和SPC聚合物砂浆。首先均匀涂刷1道SPC界面剂，然后抹SPC聚合物砂浆，抹面厚度约5mm。

4.2.2.3 养护

SPC聚合物砂浆硬化后，潮湿养护3天。

4.2.2.4 刮涂SPC聚合物涂层

潮湿养护结束后，刮涂两道SPC聚合物涂层。

4.2.3 主要产品技术要求

SPC聚合物水泥砂浆主要技术指标要求如下:

a.抗压强度:≥30MPa;

b.抗折强度:≥8MPa;

c.粘结强度:≥1.5MPa;

d.抗渗标号:≥W12;

e.抗冻标号:≥F150

SPC聚合物水泥砂浆配比:

a.SPC界面剂: 粉料∶胶料=0.8∶1;

b.SPC聚合物水泥砂浆:粉料∶胶料=6.5∶1;

c.SPC聚合物涂层: 粉料∶胶料=2.5∶1

4.3 两次停水检修钢管段防腐情况比较

第一次停水检修时，经过六年的运行钢管段内层防腐漆膜涂层厚度远远小于设计值，采用了SPC聚合物水泥沙浆对钢管段进行了内衬。

第二次停水检修时，第一次检修所作的防腐表层砂浆和底层砂浆已有分离、空鼓现象，对空鼓区进行了修补处理。

5 结论与建议

2001年和2009年的两次停水检修，检测结果表明钢管段整体情况良好，针对内防腐层存在的不同问题采取了相应的工程措施进行处理，耐久性可以坚持8～10年，可以满足规范规定检修间隔时间，也为其他引水隧洞钢管段防腐层处理提供借鉴。■

1 北京市水利规划设计研究院.北京市第九水厂(二期)引水隧洞工程2001年停水检修工作报告［R］.2002.

2 北京市水利规划设计研究院.2009年密云水库第九水厂引水隧洞停水检修技术方案［R］.2009.

3 北京市水利规划设计研究院.2009年密云水库第九水厂引水隧洞停水检修洞身处理方案［R］.2009.