侯德國 ,申 勇 ,薛 強
(1.山東水發(fā)環(huán)保集團有限公司,山東 濟南 250012;2.山東水發(fā)黃水東調工程有限公司,山東 濟南 250014;3.水發(fā)集團有限公司,山東 濟南 250012)
黃水東調應急工程是山東省委、省政府為優(yōu)化全省水資源配置,解決青、煙、濰、威海等膠東四市水資源短缺而決策實施的一項重大戰(zhàn)略性工程,對保障膠東地區(qū)生活、生產、生態(tài)用水安全具有十分重要的意義。黃水東調應急工程利用新建的曹店引黃泵站和已建的麻灣引黃泵站提取黃河水,分別經(jīng)已建的曹店引黃閘、麻灣引黃閘和改造的曹店干渠、麻灣總干渠及四干渠輸水至廣南水庫沉沙池,沉沙后提水入廣南水庫,由新建加壓泵站通過管道輸水經(jīng)濰北第二平原水庫。供水管道采用雙管布設,線路全長63.84km,設計流量15m3/s,年供水量為3.15億m3,工程總投資為33.89億元。
頂管穿越工程有9處,其中穿越河道有3處,分別是穿支脈河、小清河、塌河,頂進距離全長1441m,穿國道、省道、高速等道路7處,分別是羊田路、羊臨路、省道223、省道224、省道226、省道320、濰日高速,頂進距離全長896m。
1)防腐工藝。原設計接口防腐采用環(huán)氧樹脂涂料、環(huán)氧酚醛樹脂涂料、聚氨酯涂料等高分子防腐涂料,采用的是四布六油防腐形式,其施工方式為:①先對接頭鋼管進行除銹打磨,再噴刷防銹底漆。②按照組份調配環(huán)氧瀝青涂料(以下簡稱“涂料”)。③涂刷第1遍涂料,晾干,再涂刷第2遍涂料,然后纏繞第1層玻璃絲布。④涂刷第2遍涂料,纏繞第2層玻璃絲布,依次是:第4遍涂料,第3層布,第5遍涂料,第4層布,涂刷第6遍環(huán)氧煤瀝青涂料,與原涂層搭接區(qū)要有一個平滑的過渡,表面要求平整光滑,不得漏涂。
2)四布六油防腐特點。四布六油防腐施工,要求環(huán)境比較苛刻,即相對濕度≤75%,溫度30℃附近,從防腐開始到防腐層晾干達到頂進強度耗時3d左右,在頂管工作井內環(huán)境無論濕度還是溫度要比常態(tài)環(huán)境惡劣,防腐層要滿足設計強度耗時要多于3d。
1)聚脲材料特點。聚脲是由異氰酸酯組分與聚集化合物組分反應生成的一種彈性體是一種新型無溶劑、無污染的“綠色涂料”。聚脲材料具有如下特點:①快速固化,可在任意曲面噴涂不產生流淌現(xiàn)象,10s凝膠,10min可達強度。②對溫度、濕氣不敏感,施工時不受環(huán)境溫度、濕度的影響。聚脲可在-28℃的低溫環(huán)境下施工,也在潮濕的環(huán)境下施工。③100%固含量,符合環(huán)保要求,在使用和施工過程中氣味小且不刺激,尤其是使用于通風不良的儲罐內壁和管道內壁的防腐施工。④一次施工可達到厚度要求,克服傳統(tǒng)防腐涂料必須多次施工的詬病。⑤聚脲涂層致密、無接縫、可耐受水、海水、酸、堿、鹽、油等介質的長期腐蝕,耐化學介質和土壤侵蝕能力十分突出。⑥機械強度高,伸長率好,抗沖擊性能好,在溫度交變和外力沖擊作用下不易破損,附著力好,在噴砂至Sa2.5級的鋼材上附著力大于10MPa,長期使用不脫落,在戶外長期使用不粉化、不開裂,使用溫度寬,可在-50~+121℃下長期使用。
2)施工方法。接頭防腐改進后的施工工藝采用噴涂聚脲層防腐施工,施工方法:①表面處理。除去金屬、非金屬物的表面雜質,表面保持清潔與干燥,且在4h內涂底漆,防止二次生銹。手動打磨除銹,鋼鐵表面達到St3級,原涂層搭接區(qū)部分用電動鋼絲刷打磨,表面粗糙,無連續(xù)可見光。②涂刷聚脲底漆,無漏涂現(xiàn)象。③底漆指觸表干后涂刷聚脲涂料面漆,涂刷均勻,表干時間5~10min。④連續(xù)涂刷二遍,直至達到要求厚度,涂刷均勻,無漏涂。
傳統(tǒng)防腐(即四布六油防腐)從防腐開始到防腐層晾干達到頂進強度耗時要多于3d。噴涂聚脲層防腐,從防腐開始到防腐層達到可以頂進強度耗時僅需6h。防腐條件受環(huán)境影響比較小。每個接頭能夠節(jié)省時間為66h,整個工程直頂接頭260個,雙管頂進,5個作業(yè)面同時開工。黃水東調應急工程采用聚脲防腐整個工程能夠節(jié)約72d時間。
聚脲在涂料工業(yè)及聚氨酯涂料工業(yè)中的地位獨特,經(jīng)過這些年的努力,原材料和施工設備的新進展均相應擴大了其應用領域,盡管原料成本高,但由于聚脲彈性體材料自身的獨特性能,有較好的其應用前景。