摘要：供水管道是事关人民生活生产的主要设施，但在长年运行过程中，常常遭受腐蚀问题，因此必须做好管道的防腐。本文以某供水管道工程为例，就耕地改造的高新产业园区供水管道的管材防腐措施及施工注意事项进行探讨，通过分析供水管道工程前期面临问题，给出了供水管道防腐处理措施，以供参考。
关键词：供水管道；防腐；安全性
引言
在供水管道工程的管道设计过程中，使用金属管材的管道较多，此类管道凭借承压能力强、运行安全可靠、适应性强等优点，在给水管网中得到了广泛运用。但由于长年的运行中受到物理、化学和微生物等的影响，管道腐蚀严重，这不仅会造成重大的损失，还会造成灾难性重大事故，甚至危及人身安全。因此金属管道的防腐显得尤为重要且急迫。基于此，本文结合某高新产业园区供水管道工程，就供水管道的防腐与施工注意事项进行简要的分析与探讨。
1.工程概况
某高新产业园区供水管道工程，园区规划管道规模DN300～DN800mm，总长度约30km，分期建设施工。工程区域内为2000年至今逐步由农田改造而成的高新区，耕田时间较短，目前该园区的给水管道工程已完成80%的建设，大部分已投入使用。
2.工程前期面临问题分析
耕地改造区最大特点为地基沉降不均匀，地下水水位较高，农药残留导致土地腐蚀性较强等。工程前期设计中面临如下问题。
(1)工程所处地质不均匀沉降较大，易造成管道接头拔脱，进而漏水。
(2)地下水水位较高，具有很强的腐蚀性，易造成管道外壁腐蚀渗漏。
(3)管道输送介质包括生活用水及生产用水，其中其中含有一定余氯对管道内部具有一定腐蚀性。
(4)园区内有河道、高架桥、箱涵交换通道等配套基础设施，需要穿越较多设施。
3.问题处理方法解析
确定该片区内管道管材选用安全性较高及应用广泛的球墨铸铁管和钢管作为主材，对面临的问题进行有针对性的技术调整。
管径＞600mm且穿越市政道路、河道、拐角较大处及河（渠)道时，均采用涂覆钢管，其余部分采用球墨铸铁管。针对设计前期存在问题的分析，使后期设计有的放矢。
3.1地质分析，解决沉降问题
该区域地质主要为冲填土、粉砂、粉质黏土、回填土。场地土类型为软弱场地土、中软场地土，场地类别为Ⅱ类。主要从两部分解决管道不均匀沉降。
(1)加强管道抗沉降能力。球墨铸管道连接选用柔性“T型”胶圈接口，最大允许转角可达到3°，钢管接口采用焊接工艺，通过管道的整体性抵抗不均匀沉降。采用法兰盘连接钢管与球墨铸铁管及给水管件。
(2)加强管道基础处理。由于管道所处土层多为粉砂、粉质黏土，受地下水及不均匀沉降影响，改进本工程管道的基础处理及回填措施。首先，管道基础进行100cm的换填处理，包括10cm砂垫层+60cm毛石+30cm石屑，然后在石屑上做20cm砂垫层基础和150°砂石基础，其余部分回填素土至管顶以上50cm。其中管底及管道两侧压实度≥95%，其余部分≥90%。最后，该部分整体包裹于透水土工布之内，避免地下水浸蚀造成砂流失现象。通过该处理方式有效防止地基沉降和地下水导致流砂的影响，保证管道的安全使用（见图1)。
图1管道基础处理图（cm)
3.2输送介质防腐及地下水腐蚀性问题
工程场区地下水类型为孔隙水，水质成分受残留农药影响。地下水腐蚀性：在长期浸水情况下，地下水对钢筋混凝土结构中钢筋有中腐蚀性，在干湿交替情况下，地下水对钢筋混凝土结构中钢筋有强腐蚀性。工程管道输水介质为生活用水，由于工艺需要添加液氯，对金属管道有一定的腐蚀。
针对该问题，本工程对球墨铸铁管和钢管内外防腐处理进行探讨。
3.2.1球墨铸铁管道防腐处理
球墨铸铁管选材等级上选用级别为K9级。管道试验压力为1.1MPa（见图2)。
(1)管道高性能内防腐。采用聚氨酯（PU)涂层防腐处理，内防腐层厚度≥500μm。聚氨酯涂层相关指标应满足GB50268—2008《给水排水管道工程施工及验收规范》中附录H聚氨酯涂层的要求。同时管道内防腐材料应满足GB/T17219—1998《生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准》中的相应要求。
(2)管道高性能外防腐。采用加厚锌涂层，外覆加厚环氧沥青漆及PE外套，由于该地区土壤比电阻＜700Ω?cm，故锌涂层质量的平均值增加至300g/m2，终饰涂层干膜的平均厚度增加至100μm，再加0.3mmPE套。锌涂层满足ISO8179中相关规定。PE套满足ISO8180的规定。
(3)管道常规防腐。管道内壁底采用内衬水泥砂浆，外壁喷锌后涂刷环氧沥青防腐涂料。
图2球墨铸铁管现场图
3.2.2钢管防腐处理
钢管材质为Q235B，钢管管径≤1000mm时，管材壁厚为10mm；1000mm＜钢管管径≤1200mm时，管材壁厚为12mm。管道工作压力 0.45MPa。管道试验压力为1.1MPa。
防腐前应除去油污、灰渣、氧化铁皮等杂物，采用人工除锈时，其质量标准应达到GB/T8923.1—2011《未涂覆过的钢材表面和全面清除原有涂层后的钢材表面的锈蚀等级和处理等级》中的St3级，喷砂或化学除锈时应达到Sa2.5级（见图3)。
(1)管道高性能内防腐。采用聚氨酯（PU)涂层防腐处理，内防腐层厚度≥500μm。在高温下聚氨酯涂层仍具有较高的附着力和压痕硬度，保证涂层的使用长效性。聚氨酯涂层相关指标应满足GB50268—2008《给水排水管道工程施工及验收规范》中附录H聚氨酯涂层的要求。内防腐材料应满足GB/T17219—1998《生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准》中的相应要求。
(2)管道高性能外防腐。采用加强级3PE防腐，即采用3层PE，结构为3层PE加强级防腐，底层为环氧粉末，厚度≥80μm，中间层为胶粘剂，厚度为170～250μm，最外层为聚乙烯。钢管管径≤700mm时，防腐层最小厚度3.2mm。钢管管径＞700mm时，防腐层最小厚度3.7mm。管道外防腐中相关技术参数应满足SY/T0413—2002《埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准》。采用加强级3PE防腐，有极好的化学粘合力,能够抵抗土壤运动、温度变化引起的剪切力。外层为高密度聚乙烯防护层，具有优良的抗潮气性能。
(3)管道常规防腐。钢管内外壁防腐采用环氧煤沥青涂料，防腐等级按普通级一底三面。内外壁防腐质量符合GB50268—2008《给水排水管道工程施工及验收规范》及SY/T0447-2014《埋地钢制管道环氧煤沥青防腐涂层技术标准》
图3涂覆钢管现场图
3.3穿越河道、道路、箱涵等配套基础设施问题
在穿越河道时，为避免深开挖后管道基础过于薄弱问题，本工程均采用管桥穿越，保证管道安全性。在管线穿越箱涵时，采用箱涵中预埋套管通过的方案。
3.4提高园区供水安全性问题
为更好提高园区供水的安全性，在管道制作和施工的技术要求上作出明确规定。
3.4.1避免厂家以次充好
要求管道制作及内外防腐应在同一家厂家内完成。厂家应按照设计要求提供合格管材，并出具质量检验合格证书。
3.4.2加强管道接口检测
钢管焊接坡口形式为V型，焊缝质量等级为Ⅱ级，焊缝质量等级应符合国家标准GB50236—2011《现场设备、工业管道焊接工程施工规范》，焊缝应100%进行超声波检测和30%的X光射线探伤检测抽检。焊缝的探伤采用X光拍片，每条焊缝不低于4张片(含必须检测的丁字缝、管道底部焊缝)。X光拍片按GB/T3323—2005《金属熔化焊焊接接头射线照相》执行,射线透照技术等级为B级。焊缝位置应按照GB50235—2010《工业金属管道工程施工规范》中要求执行。管桥段钢管焊缝位置应满足05S506-1～7中6.5的要求。其余部分均应按照GB50235—2010《工业金属管道工程施工规范》中要求执行。
3.4.3加强管道接口处理
钢管接口焊接后应对焊口处进行内外壁防腐补涂。管道内壁采用熔融粉末涂敷法补口。管道外壁接口采用聚乙烯热收缩套（带)（3层结构)补口工艺，热收缩套（带)的厚度应≥1.5mm，胶层≥0.8mm，其性能指标满足SYT0413—2002《埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准》中相关要求，其检测方法按照SY/T0413—2002《埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准》及SY/T0063—1999《管道防腐层检漏试验方法》实施。管材生产商应具备对DN200～DN1200mm钢管接口的内外接口防腐补涂技术。
4.经济性分析
采用管道高性能防腐后，有效保证园区供水的安全和可靠，但增加工程的建设成本。将本工程2种典型口径管道进行经济比较（见表1)。
表1管道增强防腐价格对比表
由表1可知，高性能防腐对管道整体价格的提升影响较大，管道造价提高32%左右。
结合本工程的实际情况，球墨铸铁管常用常规外防腐，钢管采用高性能防腐。
5.建成效果
该高新产业园区内球墨铸铁管采用常规防腐措施及钢管采用高性能防腐处理后，建成管道已经安全平稳运行多年，未出现管道拔脱或渗漏现象，供水水质保持安全稳定。本工程的建设经验对沉降较大且腐蚀性的地质的埋地供水管道建设具有参考价值。
6.结语
总而言之，防腐处理是保障管道稳定运行、延长使用寿命的重要方式，为避免造成供水管道穿孔、渗漏事故，必须进行科学的防腐处理措施，并注意施工过程中的各个环节。在本工程中，根据耕地改造的特点，采用了球墨铸铁管和钢管，防腐内涂层采用聚氨酯（PU)涂层，外防腐采用富锌涂层、3PE等防腐措施，并经过多年的运行实践，供水管道未出现事故，供水水质安全稳定，因此可表明以上采取的防腐措施都是切实可行的，可为类似供水管道的防腐及施工提供宝贵的经验。
参考文献：
[1] 李星翰. 浅谈给排水管道的防腐施工技术[J]. 城市建设理论研究:电子版, 2014(34).
[2] 乔伟. 关于城市供水管道防腐技术探讨[J]. 民营科技, 2014(3):18-18.
[3] 杨起志, 孙涛, 张雪丽. 高腐蚀条件下供水钢管顶管防腐方案的选择[J]. 供水技术, 2016, 10(5):39-44.
论文作者:吕健聪
论文发表刊物:《防护工程》2018年第1期
论文发表时间:2018/5/18
标签：管道论文; 钢管论文; 涂层论文; 地下水论文; 工程论文; 园区论文; 聚氨酯论文; 《防护工程》2018年第1期论文;