趙巖松

(大連市水利規(guī)劃設(shè)計院，遼寧大連116021)

0 引言

西中島起步區(qū)位于大連長興島臨港工業(yè)區(qū)西南部的西中島上，是規(guī)劃中的西中島“石化島”的啟動區(qū)，用地面積3 988.29 hm2。

由于進行填海造地，島上原有自然河、溝等泄水通道已被封堵，無法利用，山洪及項目用地排水需通過重新規(guī)劃的防洪、排洪體系排入大海［1］。

西中島區(qū)域淡水資源較為匱乏，所以有效攔蓄淡水資源利用尤為重要。根據(jù)規(guī)劃設(shè)計，利用各排洪渠的容積在非汛期積蓄的淡水，可作為島內(nèi)的市政消防、綠化用水，剩余部分可補充周邊企業(yè)生產(chǎn)用水［2］。

為了在汛期能及時排除多余的洪水，又能在非汛期有效攔蓄珍貴的淡水，修建排洪渠并在其入?？谔幵O(shè)置水閘是比較合理的解決方案。

三號排洪渠位于西中島北部區(qū)域，系多條排洪渠中的1條，排洪渠收集支渠匯水及主渠沿線地塊內(nèi)的雨水后，最終由北部排入葫蘆山灣(渤海)。

為了滿足攔蓄淡水要求，在其入?？谔幵O(shè)計修建“鋼壩”水閘1座，閘門孔口尺寸為20 m×2 m，雙液壓啟閉機啟閉［3］。

本文主要通過工程實例對“鋼壩”水閘在海水環(huán)境中存在的防腐問題及其解決方案加以分析研究。

1 “鋼壩”水閘在海水環(huán)境中存在的問題

海水的主要成分有陽離子Na+，K+，Ca2+，Mg2+和Sr2+5 種，陰離子有 Clˉ，SO42-，Br-，HCO3-(CO32-)，F(xiàn)-5種，其總和占海水鹽分的99.9%。還有海水中生長著品種繁多的甲殼類生物。

正是因為海水的這些特性，所以我們在入?？谔幮藿ㄋそㄖ飼r才會平添了很多麻煩［4］。

以下我們將結(jié)合前面所述的3號排洪渠“鋼壩”水閘工程，談一談在其設(shè)計過程中遇到的一些具體問題:

1.1 海水對水閘鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕問題

海水對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕主要是指混凝土中的膠凝材料與海水中的Clˉ，SO42ˉ發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成容易溶解或沒有膠結(jié)能力的產(chǎn)物，破壞了原有的漿體結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)表面“麻面化”甚至外皮脫落，最終影響整個建筑物結(jié)構(gòu)的耐久性［5］。

1.2 海水對水閘鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕問題

由于“鋼壩”門體本身為鋼結(jié)構(gòu)，所以普通的A3鋼在海水這種堿性溶液中，極易被腐蝕，且速度極快［6］。

1.3 海生生物對結(jié)構(gòu)表面的附著、污損腐蝕問題

海洋是地球生命的搖籃，海洋中的生物真可謂數(shù)量巨大，品種繁多。然而某些生物在我們親近大海的同時卻給我們?nèi)莵砹藰O大的困擾［7］。

在入?？谔幮藿ǖ乃こ袒径继幱诔彼儎訁^(qū)，此區(qū)域及其適合甲殼類生物的生長。當修建好了水閘之后，如不進行處理，很快在其表面便會附著例如藤壺、貝等甲殼類生物。待主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件上“長滿”甲殼類生物后，勢必會影響到結(jié)構(gòu)的正常功用，且嚴重影響景觀效果［8］。

以上問題就是我們在3號排洪渠“鋼壩”水閘工程中針對海水環(huán)境遇到的主要問題，如不加以重視，勢必會影響整個工程的耐久性、經(jīng)濟性、環(huán)保性及景觀性的要求。

2 “鋼壩”水閘在海水環(huán)境中防腐問題的解決方案

為了有效切實解決3號排洪渠“鋼壩”水閘工程在海水環(huán)境中所遇到的諸多問題，在設(shè)計過程中都直接或間接地給出了相應(yīng)的處理措施或建議［9］。

2.1 針對海水產(chǎn)生腐蝕問題的處理

針對海水對水閘鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕問題，我們提出了兩套方案:

2.1.1 方案1

采用耐海水腐蝕較好且經(jīng)濟性較好的礦渣水泥代替常用的普通硅酸鹽水泥。但由于礦渣水泥用量少，在當?shù)貨]有廠家生產(chǎn)，故此方案行不通。

2.1.2 方案2

采用一定比例外加防腐劑的方法，對膠凝材料及鋼筋加以保護。在近些年，隨著新技術(shù)、新工藝的大量涌現(xiàn)，外加防腐劑在工程中的應(yīng)用實例很多，這為我們提供了有力的參考［10］。

2.2 針對添加外加劑的海水產(chǎn)生腐蝕問題的處理

經(jīng)過查閱大量的資料，最終選用了一種叫“SY—KS多功能抗侵蝕防腐劑”的外加劑，這種防腐劑組份中有一種特殊的高分子聚合物，摻入砂漿或混凝土中，能生成一個完整的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而有效提高了混凝土的抗裂性、護筋性、耐腐蝕性、抗凍性、耐磨性等性能。

正是基于此種外加劑的突出性能，最終確定了方案2為解決“海水對水閘鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕問題”的最終方案。

針對海水對水閘鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕問題，同樣提出了兩套方案:

2.2.1 方案1

建議廠家采用耐海水腐蝕的不銹鋼制作鋼閘門及其附屬構(gòu)件。但由于這種耐海水腐蝕的不銹鋼材料價格非常昂貴，是普通鋼材的近4倍，這個價格是投資方無法接受的，所以此方案被迫放棄。

2.2.2 方案2

建議廠家采用涂層和陰極保護聯(lián)合防腐的工程措施，這種聯(lián)合防腐在很多船身防腐以及供輸水工程中都有廣泛應(yīng)用，是一種較為可靠的防腐措施。

2.3 方案確定

最后確定采用涂層和陰極保護聯(lián)合防腐措施為解決“海水對水閘鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕問題”的最終方案。

針對海生生物對結(jié)構(gòu)表面的附著、污損腐蝕問題，我們經(jīng)過查閱大量工程實例資料，發(fā)現(xiàn)有一種叫做《中核2000》的特種防污涂料，可以有效防止藤壺等甲殼類生物的附著生長。其使用方法是在工程完工后，在建筑物結(jié)構(gòu)外表面涂敷此種涂料，操作起來簡單易行。

3 結(jié)語

通過以上對工程案例遇到的問題及其解決方案的分析研究，相信會給整個工程在耐久性、經(jīng)濟性、環(huán)保性及景觀性等方面帶來可靠的保證。

［1］陳寶華，等.水閘［M］.北京:中國水利水電出版社出版，2003:39-41.

［2］劉細龍，陳福榮.閘門與啟閉設(shè)備［M］.北京:中國水利水電出版社出版，2002:57-59.

［3］李永波.PC—40有機硅混凝土保護劑在水閘防腐處理中的應(yīng)用［J］. 浙江建筑，2010，27(03):46-47.

［4］郭正喜.良洞水庫溢洪道和排洪渠初步設(shè)計［J］.廣東水利水電，2004(05):32-33.

［5］楊開林，汪濤，董興林，等.排水系統(tǒng)入?？谛滦拖芄ぃ跩］. 水利水電科技進展，2007，27(06):69-72.

［6］侯志軍，由寶宏，茹玉英.黃河入海口水沙通量變化規(guī)律［J］. 泥沙研究，2007(05):60-67.

［7］孫忠文.高壓擺噴灌漿技術(shù)在旅順口區(qū)風河入?？谔幍叵陆貪摴こ讨械膽?yīng)用［J］.農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2008，28(02):152-153.

［8］張福然，王海紅.大遼河入?？诘貐^(qū)洪潮遭遇分［J］.東北水利水電，2014(01):47-48.

［9］陳雄波，顧烈平，錢裕，王宗浩.黃河口海洋動力輸沙能力與流路安排研究［J］.人民黃河，2012，34(12):37-40.

［10］丁華.淮河入?？跇屑~工程防滲地下連續(xù)墻施工的質(zhì)量控制［J］.巖土工程界，2003(06):44-46.