地鐵盾構(gòu)區(qū)間預(yù)埋滑槽生銹處理技術(shù)探討

樊建軍

摘要：深圳地鐵9號(hào)線全線盾構(gòu)區(qū)間于2013年開始采用預(yù)埋滑槽新技術(shù)，為國(guó)內(nèi)引進(jìn)預(yù)埋技術(shù)的首條線路。該技術(shù)得到了相關(guān)專家的認(rèn)可，在9號(hào)線的應(yīng)用也很成功。但當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)的滑槽廠家也是第一次生產(chǎn)滑槽產(chǎn)品，在產(chǎn)品的制作、防腐、運(yùn)輸和安裝方面存在經(jīng)驗(yàn)不足的現(xiàn)象，導(dǎo)致在地鐵運(yùn)營(yíng)后部分滑槽存在生銹問題。本文介紹了兩種生銹處理方案，以及生銹的處理結(jié)果，希望對(duì)類似的生銹處理問題提供一定的借鑒作用。

Abstract： The new pre-embedded conduit technology was used in Shenzhen Metro Line 9 since 2013， and Metro Line 9 is the first line which introduced the pre-embedded technology. This technology was approved by related experts and was applied successfully in Line 9. But this was the first time for the civil conduit manufacturing plant to produce conduits， and there was not enough experience in the products manufacturing， anticorrosion， transportation and installation， which led to the problem of erosion of some conduits after the operation the metro Line 9. This article introduces two kinds of erosion solution and the results which is hoped to provide some reference effect for the similar erosion problems.

關(guān)鍵詞：地鐵;預(yù)埋滑槽;生銹;防腐

Key words： metro;pre-embedded conduit;erosion;anticorrosion

中圖分類號(hào)：U455.43? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2019）24-0133-03

0? 引言

城市地鐵建設(shè)中，區(qū)間隧道施工完成后，由于運(yùn)營(yíng)的需要，須在隧道主體結(jié)構(gòu)上懸掛多種管線，以及接觸網(wǎng)和疏散平臺(tái)等構(gòu)件。國(guó)內(nèi)多年來傳統(tǒng)的做法是在隧道結(jié)構(gòu)上打孔進(jìn)行植筋，再安裝支架和各種管線。這種傳統(tǒng)方法最大的弊端是會(huì)對(duì)主體結(jié)構(gòu)造成永久性的破壞，且無法修復(fù)。深圳地鐵9號(hào)線盾構(gòu)區(qū)間創(chuàng)造性的引進(jìn)了預(yù)埋滑槽技術(shù)，克服了傳統(tǒng)方法的缺陷。但當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)的滑槽廠家是第一次生產(chǎn)滑槽產(chǎn)品，在產(chǎn)品的制作、防腐、運(yùn)輸和安裝方面存在經(jīng)驗(yàn)不足的現(xiàn)象，導(dǎo)致在地鐵運(yùn)營(yíng)后部分滑槽存在生銹問題，需要尋找技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理、操作簡(jiǎn)便、效果較好的滑槽生銹處理方案以進(jìn)行銹點(diǎn)修復(fù)。

1? 工程簡(jiǎn)介

1.1 預(yù)埋滑槽應(yīng)用效果介紹

深圳地鐵9號(hào)線盾構(gòu)區(qū)間管片共約23000環(huán)，2013年生產(chǎn)管片時(shí)開始在管片上預(yù)埋滑槽，2016年2季度開始在滑槽上安裝管線等構(gòu)件，于2016年10月底開始試運(yùn)營(yíng)。截止2019年1季度，9號(hào)線安全運(yùn)營(yíng)約30個(gè)月，未出現(xiàn)滑槽松動(dòng)、接觸網(wǎng)掉落、管線脫落、管片結(jié)構(gòu)受損等任何問題，充分證明了滑槽技術(shù)完全可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的打孔技術(shù)。采用預(yù)埋滑槽的盾構(gòu)區(qū)間見圖1。

1.2 滑槽生銹問題簡(jiǎn)介

地鐵9號(hào)線運(yùn)營(yíng)1年后，對(duì)全線的預(yù)埋滑槽進(jìn)行了詳細(xì)統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如下：

①滑槽銹蝕相對(duì)嚴(yán)重的情況約230環(huán)，占全線滑槽數(shù)量約1%。

②滑槽輕微銹蝕的情況約400環(huán)，占全線滑槽數(shù)量約1.74%。

針對(duì)于上述滑槽銹蝕情況，需要制定技術(shù)可靠、操作方便的銹蝕處理方案。

2? 預(yù)埋滑槽生銹原因分析及處理方案擬定

2.1 滑槽生銹主要原因

2013年深圳地鐵9號(hào)線決策開始創(chuàng)新性的應(yīng)用預(yù)埋滑槽技術(shù)后，當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)廠家開始試生產(chǎn)管片預(yù)埋滑槽，在滑槽制作等方面經(jīng)驗(yàn)不足，導(dǎo)致第一批產(chǎn)品存在局部生銹現(xiàn)場(chǎng)，原因分析如下：

①第一批產(chǎn)品在進(jìn)行防腐處理時(shí)，由于沒有類似的經(jīng)驗(yàn)參考，存在防腐工藝方法單一、效果沒有經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)的現(xiàn)象。

②預(yù)埋滑槽的首批產(chǎn)品供貨初期，由于廠家經(jīng)驗(yàn)不足，沒有對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行妥善合理包裝，經(jīng)過長(zhǎng)距離物流運(yùn)輸?shù)念嶔ず蛿D壓，部分預(yù)埋滑槽的局部表面的防護(hù)層被破壞，導(dǎo)致產(chǎn)品被破壞部分的表面防護(hù)能力在使用過程中降低。

③首批預(yù)埋滑槽供貨后，廠家沒有和管片廠現(xiàn)場(chǎng)安裝等環(huán)節(jié)進(jìn)行及時(shí)的技術(shù)溝通，也使得部分滑槽的局部表面防護(hù)層被二次破壞，導(dǎo)致產(chǎn)品被破壞部分的表面防護(hù)能力降低。

2.2 滑槽生銹主要部位

2017年5月和2018年11月地鐵公司組織相關(guān)方對(duì)9號(hào)線預(yù)埋滑槽進(jìn)行了兩次全面的調(diào)查，根據(jù)調(diào)查結(jié)果，隧道中預(yù)埋滑槽的銹蝕部位主要集中分布在隧道底部?jī)蓚?cè)排水溝處以上2m處，隧道中部至頂部基本沒有銹蝕情況。

預(yù)埋滑槽自身的銹蝕位置主要集中在槽道的腳面位置，槽口內(nèi)側(cè)及齒部基本無銹蝕現(xiàn)象。

2.3 預(yù)埋滑槽生銹處理方案擬定

地鐵集團(tuán)組織相關(guān)方在廣泛收集資料的基礎(chǔ)上，初步擬定了兩種滑槽生銹處理方案，如下：

①帶銹防腐底涂+S97耐煙霧面涂的滑槽涂層維護(hù)施工工藝;

②鋅加涂膜鍍鋅的防腐施工工藝。

3? 帶銹防腐底涂+S97耐鹽霧面涂維護(hù)施工工藝

本工藝選擇底涂（專用帶銹防腐蝕涂料）+面涂（專用耐鹽霧防腐蝕涂料）的復(fù)合防腐體系。

3.1 底涂簡(jiǎn)介

專用帶銹防腐蝕涂料是一種適用于各種金屬結(jié)構(gòu)和設(shè)施的一種新型防腐蝕底涂，它是以復(fù)合樹脂為主要成膜物質(zhì)，加入滲透劑、銹蝕轉(zhuǎn)化劑和高效防銹顏料等組成的高固體分涂料，具有優(yōu)良的防腐蝕性能，是一種新型的可帶銹（銹層厚度<50μm）涂裝的防腐蝕底涂，它突破了復(fù)合類涂料一般需要較高除銹等級(jí)的局限，可帶銹涂裝，簡(jiǎn)化了涂裝工藝。該涂料在防腐工程中被廣泛使用，被譽(yù)為“萬(wàn)能底涂”。（表1）

3.2 面涂簡(jiǎn)介

面涂為專用耐鹽霧防腐蝕涂料，是一種適用于沿海等高鹽霧、高濕熱地區(qū)的各種金屬結(jié)構(gòu)和設(shè)施的一種新型外防腐蝕涂料，它具有復(fù)合樹脂優(yōu)良的耐蝕性和聚氨酯的耐候性，對(duì)大氣、海水、鹽霧、有機(jī)溶劑、石油產(chǎn)品的抗蝕能力極強(qiáng)。（表2）

3.3 工藝優(yōu)勢(shì)

本該防腐體系具有以下優(yōu)勢(shì)：

①底涂是一種新型的可帶銹（銹層厚度<50μm）涂裝的防腐蝕底涂，它突破了復(fù)合類涂料一般需要較高除銹等級(jí)的局限，可帶銹涂裝，深圳地鐵9號(hào)線預(yù)埋槽道銹蝕后經(jīng)過簡(jiǎn)單清理就可進(jìn)行涂刷，而且具有很強(qiáng)的結(jié)合力。

②采用的面涂為耐海洋氣候防腐涂料，適合于深圳高濕熱地區(qū)。

③涂料為自干性涂料，方便快捷。底涂常溫下自干時(shí)間為4-8小時(shí)，面涂常溫下自干時(shí)間為2-4小時(shí)。

本防腐工藝經(jīng)過1200小時(shí)中性鹽霧試驗(yàn)，無銹蝕現(xiàn)象發(fā)生。

3.4 銹蝕處理工藝

①施工工藝步驟簡(jiǎn)介。

槽道前處理——底涂配制——底涂施工——底涂檢驗(yàn)——面涂配制——面涂施工——面涂檢驗(yàn)組成。

②槽道前處理工藝。使用專用清理工具清除槽道表面殘舊漆膜、鐵銹、氧化皮等雜物，保證表面無雜物;這樣可以保證涂料與槽道表面的結(jié)合力。

③底涂配置。打開甲組份涂料，利用專用工具正反方向進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，攪拌時(shí)間為5-10分鐘，乙組份采用手動(dòng)搖晃，使其均勻，然后根據(jù)當(dāng)天施工使用量，按照比例取相應(yīng)的甲、乙組份進(jìn)行配制，再正反攪拌、混合均勻，攪拌均勻后加入適當(dāng)專用合成稀釋劑進(jìn)行調(diào)配，以適合刷涂為宜。

④底涂施工。槽道清理完成后的3個(gè)小時(shí)內(nèi)必須進(jìn)行底涂刷涂完畢，然后采用刷涂工具浸涂涂料，沿槽道軸線方向自上而下進(jìn)行刷涂，刷涂時(shí)盡量做到涂層厚薄均勻，不漏涂，底涂要完全覆蓋銹蝕點(diǎn)，當(dāng)涂料出現(xiàn)積液時(shí)，要采用工具進(jìn)行抹平。（圖4）

⑤面涂防銹涂料調(diào)配工藝。

打開面涂甲組份涂料，利用專用工具正反方向進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁瑪嚢钑r(shí)間為5-10分鐘，乙組份采用手動(dòng)搖晃，使其均勻，然后根據(jù)當(dāng)天施工使用量，按照比例取相應(yīng)的甲、乙組份進(jìn)行配制，再正反攪拌、混合均勻，攪拌均勻后加入適當(dāng)專用聚氨酯面漆稀釋劑進(jìn)行調(diào)配，以適合刷涂為宜。

⑥面涂刷涂施工工藝。面涂刷涂前，使用干毛巾進(jìn)行仔細(xì)擦拭，保證表面無雜物、無灰塵，這樣可以保證面漆涂料與底漆涂料表面的結(jié)合力。然后采用刷涂工具浸涂涂料，沿槽道軸線方向自上而下進(jìn)行刷涂，刷涂時(shí)盡量做到涂層厚薄均勻，不漏涂，面涂要完全覆蓋槽道位置，當(dāng)涂料出現(xiàn)積液時(shí)，要采用工具進(jìn)行抹平。（圖5）

4? 鋅加涂膜鍍鋅的防腐施工工藝

4.1 比利時(shí)鋅加涂膜鍍鋅的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)

4.1.1 鋅加涂膜鍍鋅顆粒

①鋅粉。

原子化法提煉，粒徑：3-5 μm;干膜鋅含量= 96%;鋅粉純度 = 99.995，無鉛、鎘等重金屬。

②中性樹脂：導(dǎo)電、無毒、無害。

③芳香溶劑：石腦油溶劑。

4.1.2 鋅加涂膜鍍優(yōu)點(diǎn)

①長(zhǎng)效的防腐性能。

1）耐中性鹽霧性能測(cè)定：9500小時(shí)。

2）腐蝕速率是熱鍍鋅的1/3（浸泡鹽溶液中腐蝕速率）。

熱浸鍍鋅 = 0.110mm/年。

鋅加涂膜鍍鋅 = 0.035mm/年。

②涂層性能好。

1）涂層附著力良好，檢測(cè)結(jié)果：0-1級(jí)（劃格法），6.5-10.1MPa（拉拔法）。

2）優(yōu)良的柔韌性（Φ1mm）和抗沖擊性（50mm）。

3）優(yōu)異的耐磨性能：0.0451g（500g，1000轉(zhuǎn)）。

4）優(yōu)異的耐濕熱性能，涂層使用溫度：-40℃-150℃。

5）可焊接，小于60μm的涂層不影響焊接質(zhì)量。

6）獨(dú)特的重融性，無限制可復(fù)涂，無需去除舊涂層。

4.2? 鋅加涂膜鍍鋅的施工性能和產(chǎn)品性能

4.2.1 施工性能

①鋅加涂膜鍍鋅為單組分包裝，施工簡(jiǎn)單、維修方便。可采用（有氣/無氣）噴涂、刷/輥涂、浸涂、靜電噴涂等方式。

②對(duì)表面處理要求不高，維修可帶銹涂裝（St 2級(jí)）。

③干燥迅速，在10～15分鐘即可觸干（23℃以下），可在潮濕的金屬表面上涂裝，可在相對(duì)濕度≤95%的條件下進(jìn)行涂裝施工。

4.2.2 產(chǎn)品性能

①活性陰極保護(hù)。

②涂層干膜中全鋅含量96±1%，單組份有機(jī)冷涂鋅。

③鋅加涂膜鍍鋅不是油漆，不形成封閉漆膜，永不脫落，永不粉化。

④鋅加具有獨(dú)特的重融性，上道和下道鋅加涂層融合成，為一道均勻的冷鍍鋅層。

4.3 比利時(shí)鋅加涂膜鍍鋅產(chǎn)品的工藝流程

現(xiàn)場(chǎng)部分出現(xiàn)銹蝕的預(yù)埋滑槽，比利時(shí)鋅加涂膜鍍鋅產(chǎn)品的工藝流程如下：

①使用砂輪機(jī)、漆工鏟，去除銹蝕區(qū)域起殼油漆層;

②使用拋光機(jī)、砂布，打磨銹蝕區(qū)域的金屬銹漬;

③使用清洗除銹劑對(duì)打磨區(qū)域仔細(xì)清洗灰層附著物;

④使用棉紗布對(duì)清洗表面擦拭;

⑤使用比利時(shí)鋅加涂膜鍍鋅產(chǎn)品進(jìn)行表面噴涂。

5? 滑槽生銹處理效果

地鐵公司組織相關(guān)方擬定了帶銹防腐底涂+S97耐煙霧面涂的滑槽涂層維護(hù)方案，以及鋅加涂膜鍍鋅的防腐方案后，組織專家進(jìn)行了論證，得到了專家的認(rèn)可后，分別在隧道內(nèi)對(duì)兩種方案進(jìn)行了試驗(yàn)。試驗(yàn)效果相對(duì)較好，兩種方案試驗(yàn)完畢在1年后進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)處理過的部位均未發(fā)生再次生銹現(xiàn)象，表觀質(zhì)量也較好。（圖7）

6? 結(jié)語(yǔ)

預(yù)埋滑槽技術(shù)在國(guó)內(nèi)城市地鐵中的應(yīng)用越來越廣泛，滑槽的制作工藝更加規(guī)范化，防腐技術(shù)也越來越進(jìn)步，生銹的現(xiàn)象將逐漸減少。對(duì)于地鐵工程中出現(xiàn)的少量的、局部的生銹現(xiàn)象，可以參考本文中的兩種處理方案選擇采用，希望對(duì)類似工程起到借鑒作用。

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