钢闸门现场防腐技术在济平干渠中的应用

张 堃 ，王维维 ，张 慧

（1.寿光清源水务有限公司，山东 寿光 262700；2.山东润鲁水利工程养护有限公司，山东 济南 250100；3.南水北调东线山东干线有限责任公司，山东 济南 250109）

济平干渠是南水北调东线一期工程的重要组成部分，也是向胶东输水的首段工程。输水线路基本平行黄河，自东平湖渠首闸引水，途经东平县、平阴县、长清区和槐荫区至济南市西郊的小清河睦里庄跌水，渠道采用梯形全断面衬砌型式，设计流量50 m3/s，加大流量为60 m3/s，输水线路全长90.055 km，沿线布置主要水闸38 座；倒虹闸34 座。

济平干渠工程自2005 年12 月一次性试通水成功后渠道正常蓄水运行，工程至今已安全运行15 年。钢闸门长时间在水中浸泡，在高速流动的水环境中严重受水中生物等腐蚀性物质的影响，从而导致强腐蚀性问题出现。目前，渠道沿线节制闸和倒虹闸钢闸门水下部分表面出现防护层脱落现象、构件表面出现大面积锈蚀现象，闸门表面附生物较为严重，防腐层已经无法达到安全防护作用；闸门止水橡皮老化、磨损现象严重，不能有效封闭止水；主、侧轮表面锈蚀，渠道沿线钢闸门急需进行除锈防腐维修养护。

1 闸门防腐施工难点及处理措施

1.1 施工难点

1）济平干渠常年输水，沿线闸门除锈防腐维修养护工作需在渠道通水状态下进行，防腐施工必须保证通水运行安全。

2）东平湖担负着黄河遭遇特大洪水时滞蓄部分洪水的任务，济平干渠度汛、防汛调度工作同时受东平湖防汛指挥部门指挥，紧急情况下东平湖可以通过济平干渠分洪。

3）部分闸站未设置检修闸门，如返厂防腐，闸门吊离后闸站功能失效，无法保证不间断通水要求。

4）防腐施工必须做好安全防护措施，确保维修养护人员安全，防止意外落水事故；必须做好环保防护措施，防止施工废料废物进入输水渠道污染水质。

5）在渠道输水或汛期，遇到紧急事件或应急情况，需要闸门及时恢复成正常运行状态。

2.2 防腐处理措施

由于本段工程闸门具有重要作用，进行现场防腐处理为最优选择。与传统钢闸门返厂进行防腐相比，现场防腐技术具有以下优点：

1）鉴于闸门安装工艺限制，大部分闸门均为场内制作、现场拼装，防腐在场内已经完成，安装完毕后对拼装处进行防腐处理，闸站地面以上部分建筑物均在闸门安装完毕后建设，吊装闸门施工难度较大，难以实现闸门返厂防腐处理。

2）闸门现场防腐施工成本低，可节省拆除安装及返厂运费。

3）采用闸门现场防腐方式，施工工期短，每个闸站工期约一周时间，而返厂防腐一扇闸门从拆除、返厂、安装一般需要10～15 d。

4）密切配合渠道通水，对于有检修闸门的闸站，可利用检修闸门辅助挡水、闸门防腐交替施工的方式；对于无检修闸门的闸站，可利用上、下游闸站密切配合进行控水，保证施工闸站上、下游渠道水位平衡，使通水保持在安全稳定区间。

5）现场防腐施工便于业主单位对施工进度、质量的管控，方便现场管理，遇到紧急或应急情况可随时恢复闸门运行。

3 应用实例

3.1 典型施工——玉符河倒虹闸

玉符河是济南市西部的一条山洪河道，济平干渠以穿河倒虹方式穿越玉符河，玉符河倒虹闸2015 年12 月竣工，工程等级Ⅰ等1 级，工程规模大（1）型，三孔平面钢闸门（宽 3.5 m 高 3.0 m），采用螺杆式启闭机（1.5 kW、LS-2×100 kN-SD）。

玉符河倒虹闸防腐施工正值汛前，汛期受黄河水位顶托影响较大，因玉符河倒虹闸特殊的地理位置，施工期间闸前渠道水位不低于3.0 m，为保证渠道流量，防腐施工中开启了4 扇检修闸门调节，利用检修闸门及工作闸门配合调节流量。由于玉符河检修闸门长期室外堆放，止水橡皮老化严重，施工前先更换检修闸门止水橡皮，并将检修门吊运至门槽处。为方便工作闸门检修，在检修闸门上方挑梁处加装轨道40 工字钢吊轨13 m和5 t 电动葫芦1 台。

3.2 除锈防腐施工方案

3.2.1 施工关键线路

材料考察、订货→施工人员、设备材料进场→开工准备→环境防护→拆除闸门附件→防腐处理施工→安装闸门附件→试运行→环境清理。

3.2.2 施工资源配置

钢闸门除锈防腐主要采用6 M3 螺杆空压机1 台，功率37 kW；电动金属热喷涂枪2 把；喷砂设备1 套；无气喷涂设备1 套、橡胶管100 m、石英砂3～5 m3、砂罐1 套；喷砂操作工、金属热喷涂操作工、涂料操作工、防腐蚀质检员等。在确保调水安全运行的前提下，施工安排力求均衡生产、合理配置，保证工程质量，降低施工成本。

3.2.3 施工准备、环境防护

提升闸门离开水面至工作桥面高度，闸门底部出门槽后锁定闸门。门槽顶端铺设架板，再铺设一层帆布，底部做好防护，便于收集废砂和保护人员安全，在四周排架柱上悬挂与闸门等高的防护网，防止污染水源，减少飞沙对周围环境的影响，避免对建筑物的损害，保证人员设备安全。

3.2.4 闸门附件拆除及检查

拆除闸门止水橡皮、主轮、侧轮、滑块、压重物等，由于止水橡皮、主侧轮紧固螺栓锈蚀比较严重，需采用氧气—乙炔火焰切割。主、侧轮已不能转动，检查主、侧轮轴头镀层磨损情况，检查轴套磨损情况，已损坏需更换轴套或整体更换，注油处理后重新安装。在主轮试组装完成后进行防腐蚀施工。清理闸门表面杂物，检查闸门各部件表面腐蚀情况，在施工中重点部位着重处理。

3.2.5 防腐处理施工工艺

1）表面预处理——喷砂除锈。依据设计要求，表面处理主要采用喷砂除锈且级别应达到Sa2.5 级，在施工现场作业时局部焊缝无法实施喷砂作业，采用机械除锈（手工电动除锈）方式，除锈级别应达到St3 级。

喷砂主要技术指标：沙子选择精致干燥石英砂，空气湿度不大于80%；空气压力5～6 kg/cm2，喷射角度 30°～70°；喷射距离 15～30 cm。

2）金属热喷涂保护——喷锌。锌在干燥空气中比较稳定，不易变色，在水中及潮湿大气中则与氧或二氧化碳作用生成氧化物或碱性碳酸锌薄膜，可以防止锌继续氧化，起保护作用。为减少不利气候条件对施工的影响，通过调整施工时段、工序间隔时间和遮盖等措施，来保证施工现场空气相对湿度低于85%，环境温度不低于10 ℃。施工期选择尽量缩短喷砂与喷锌工序之间的时间间隔，若间隔时间较长时采用帆布临时遮盖表面等措施缩短工件暴露时间，有效减缓表面退化的程度，为表面预处理创造出有利施工环境。

3）涂料喷涂——底漆喷涂和面漆喷涂。选用优质油漆，采用无气喷涂或人工涂刷工艺。底漆喷涂采用环氧云铁漆，无气喷涂一道，厚度40 μm，在金属热喷涂后最短时间内完成，间隔不能超过2 h。面漆喷涂两道，采用中灰氯化橡胶面漆，无气喷涂，厚度二道80 μm。面漆涂装工艺同底漆涂装工艺要求，前一道涂层表干3～4 h 后再涂装后一道涂层。

4）质量控制及检测。按照SL 105-2007《水工金属结构防腐蚀规范》有关规定，喷涂金属表面颗粒细小均匀，喷涂涂层外观表面颜色一致，无起皮、无气泡、边缘无流挂，表面无针孔。每道工序间必须用采用磁性检测仪对封闭性以及热喷涂材料的涂层进行检测、测厚仪检测涂层厚度。喷砂除锈达到清洁度Sa2，热喷锌厚度120 μm，底漆一道厚度40 μm，面漆二道厚度80 μm，总厚度不小于 240～280 μm。

施工过程中对各种质量指标进行了检测，共检测130 个点次，其中合格点次128 个，合格率达98.4%。

3.2.6 止水更换、安装

1）按照原施工图采购止水橡皮、镀锌螺栓。止水橡皮、螺栓材质要符合原施工图技术要求，止水采用南京某公司生产的水闸密封件，止水橡皮和垫板采用材质SF6674。

2）安装止水橡皮首先将止水橡皮与压板对应，在止水橡皮上划孔、冲孔，修整橡皮连接处，要求缝隙严密、均匀。用螺栓将压板和止水橡皮固定在闸门上，紧固螺栓，使止水橡皮连接处对正，并用专用粘合剂粘结固定。按照图纸技术要求安装，预压量符合规范，主侧轮安装复位，调整至正常工作状态。

3.2.7 闸门调试

闸门试运行：全程启闭闸门2～3 次，确认启闭流畅、无卡阻。

4 结 语

本次济平干渠沿线13 个闸站节制闸钢闸门除锈防腐施工完成54 扇闸门防腐面积1 345.08 m2、止水更换594.8 m、加装电动葫芦及吊轨1 套，有效工期90 d，工程投资103.58 万元。竣工验收后已调水安全运行一年，闸门未出现锈蚀等任何异常状况，防腐处理效果良好，达到原设计要求。

钢闸门现场除锈防腐技术在济平干渠工程中的成功应用，工期短效率高、节省运输拆装成本，在保证施工质量的同时因采用环保除锈、喷漆材料，防护到位，废砂收集及时，降低了水质污染风险。在调水运行或汛期出现紧急情况需要闸门控制时，能保证最短时间内恢复闸门正常运行，有利保障了济平干渠沿线闸站调水安全，具有良好的经济效益和社会效益。