喷锌防腐技术在王铺节制闸钢闸门加固中的应用

 1. 工程概况.
（1）王铺节制闸位于山东省聊城市东昌府区粱水镇镇王铺村南马颊河干流上，桩号50+800。该闸结构形式为钢筋混凝土开敞式，5孔平板钢闸门，闸门尺寸10m×4.5m。该闸设计防洪流量418立方米/秒，相应闸上水位34.03米，排涝流量277立方米/秒，相应闸前水位于33.15米，设计蓄水量283万立方米。该闸由山东省根治海河指挥部设计，昌潍地区水利局安装队施工，于1970年3月开工，1970年12月建成并投入运行。工程建成后控制流域面积2546平方公里，行洪标准20年一遇，不但可以利用其闸上河道及支流库容起到滞、蓄洪水的作用，还可通过聊城市位山三干渠向徒骇河进行调洪，调洪流量可达100立方米/秒，使其下游30个城镇、10万人口、191万亩耕地免受洪涝灾害，同时年调节水量1800万立方米，有效灌溉面积10万亩，可使堂邑、梁水镇，辛集、丁寨等乡镇98个村庄受益，直接经济效益达900万元，充分发挥了巨大的经济效益和社会效益。
（2）但是由于钢闸门常年被水浸泡，造成锈蚀剥落严重，其锈蚀面积达60%以上，特别是闸门上游面4米以下，下游面2.5米以下由于常年处于水面和空气的临界面，锈蚀更为严重。闸门横梁腹板蚀余厚度最小值为3.36毫米，面板蚀余厚度最小值5.78毫米、一般为6.3～6.7毫米，行走支撑装置及埋固件等亦锈损严重，严重影响了闸门的安全运行。经山东工业大学土木工程系测试中心和以山东工业大学原系主任、教授罗建群为首的水闸安全鉴定专家组评审评定为三类水闸，要求立即对闸门进行除险加固以确保安全。为此在2007年6～8月份经过招、投标等有关程序，由中标单位——山东省江河水利工程公司采用喷锌防腐技术对闸门进行了维修加固。经过一年多运行，效果良好。.


2. 施工过程.
整个施工过程分为三步，首先是闸门喷砂除锈，其次是闸门喷锌，最后闸门刷封闭漆。现详细说明如下：
2.1 闸门 喷砂除锈
2.1.1 设备及前期准备工作。喷砂除锈的设备主要有空气压缩机、砂罐、高压、喷枪、耐高压胶皮黑管和防护衣等，磨料采用天然石英砂。除锈前闸门前后搭脚架以利于施工，机械到位、管道安设好，接好喷枪喷嘴，并对安装完毕后的喷砂除锈设备进行检查和测试，以确保施工安全。
2.1.2 施工过程。首先对闸门的表面尤其是锈蚀较重的锈面进行清理，清除其表面的泥垢、杂物，并对需更换的闸门钢件及时进行更换。
其次用喷砂除锈设备按等级采用sa2等级（即彻底的喷射和抛射除锈）对闸门进行高压喷砂除锈，这里要注意几个问题：一是喷嘴到基体金属表面的距离不宜过大，一般保持在100～300毫米左右；二是喷嘴不要垂直对闸门进行喷射，应与基体表面的法线成15～30度角；三是当喷枪喷嘴孔径因磨损过大时（25%）应及时更换喷嘴；四是压缩机压缩空气压力应不低于0.5mpa。喷砂完毕后，闸门表面应无可见的油脂和泥垢，并且氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物基本已被清除，即使存在残留物也是牢固附着在闸门上的。
最后用高压喷枪喷经过空气滤清器的空气，清除工作面上的灰砂，再用干燥、无油的压缩空气清除浮尘和碎屑，使整个工作面做到清洁明净、有一定的粗糙度、并露出金属光泽，此时基体金属表面不得用手触摸以防再次生锈，同时特别要注意如发现表面被污染或返锈，应重新处理。
2.2 闸门喷锌
2.2.1 设备及施工过程。设备主要有专用高压喷枪、空气压缩机、耐高压胶皮管、氧气瓶、乙炔瓶和工作服。喷锌前做好氧气、乙炔气的就位准备，并调配出合适气压。施工中空气首先进入空气滤清器、再进入压缩机，压缩空气要清洁、干燥且压力不低于0.4mpa，然后将锌丝安装好，开启空气压缩机送气进入高速喷枪，点燃锌丝进行喷锌。这里要注意几点：一是一定要确保喷锌用的压缩空气要清洁、干燥；二是喷枪与工作面距离要适当，一般控制在125～165毫米间，最大不能超过200毫米；三是喷枪移动速度和锌丝走丝速度都不宜过快，喷枪移动速度应控制在300～100毫米/秒，锌丝走丝速度应控制在2～2.2米/分钟。
2.2.2 喷锌的质量控制。喷锌结束后工作面应均匀无杂物、无鼓包、孔洞、凹凸不平、粗颗粒、掉块及裂纹等现象。喷涂层的厚度控制可采用单位面积锌丝用量来粗略控制，并用专用仪器——测厚仪来进行抽检，同时由于喷锌总厚度较大（一般为120～145微米），因而可分两层进行喷涂，但前后两层要交错进行。喷锌涂层的结合性能可采用硬质刀具法检测，即用硬质刀具刃口将涂层切割成方形格子，切割时刀具的刃口与涂层表面要保持垂直，同时要保证涂层基准面必须切割完全，这些工作做完后再在格子涂层表面粘上胶带，用500克负荷压紧，随后手持胶带一端，按与涂层表面垂直的方向迅速将胶带拉开，只有涂层任何部位与基体金属表面未剥离者才视为合格。
2.3 .刷封闭漆。材料选用环氧云铁漆和氯化橡胶面漆。施工前先把工作面上的灰尘清扫干净、再调配好所需油漆，用气泵供气经过高压喷漆枪，先均匀喷涂一遍环氧云铁漆，待其晾干后再涂一遍氯化橡胶面漆。同时注意封闭漆喷涂完毕后必须达到基体金属表面无流挂、表面光滑且锌丝的金属光泽完全被覆盖。..


3. 小结.
王铺节制闸采用喷锌防腐技术共处理加固钢闸门900平方米，投资11.2万元。工程竣工后顺利通过了山东省水利厅有关专家的验收。此方案不但基本解决了钢闸门钢板表层出现的锈蚀剥落严重的状况，消除了工程隐患、达到了除险加固的目的，而且具有施工简捷，投资少的特点，值得在类似工程中借鉴和推广。