某排洪渠入海口处“钢坝”水闸防腐方案研究

赵岩松

(大连市水利规划设计院，辽宁大连116021)

0 引言

西中岛起步区位于大连长兴岛临港工业区西南部的西中岛上，是规划中的西中岛“石化岛”的启动区，用地面积3 988.29 hm2。

由于进行填海造地，岛上原有自然河、沟等泄水通道已被封堵，无法利用，山洪及项目用地排水需通过重新规划的防洪、排洪体系排入大海［1］。

西中岛区域淡水资源较为匮乏，所以有效拦蓄淡水资源利用尤为重要。根据规划设计，利用各排洪渠的容积在非汛期积蓄的淡水，可作为岛内的市政消防、绿化用水，剩余部分可补充周边企业生产用水［2］。

为了在汛期能及时排除多余的洪水，又能在非汛期有效拦蓄珍贵的淡水，修建排洪渠并在其入海口处设置水闸是比较合理的解决方案。

三号排洪渠位于西中岛北部区域，系多条排洪渠中的1条，排洪渠收集支渠汇水及主渠沿线地块内的雨水后，最终由北部排入葫芦山湾(渤海)。

为了满足拦蓄淡水要求，在其入海口处设计修建“钢坝”水闸1座，闸门孔口尺寸为20 m×2 m，双液压启闭机启闭［3］。

本文主要通过工程实例对“钢坝”水闸在海水环境中存在的防腐问题及其解决方案加以分析研究。

1 “钢坝”水闸在海水环境中存在的问题

海水的主要成分有阳离子Na+，K+，Ca2+，Mg2+和Sr2+5 种，阴离子有 Clˉ，SO42-，Br-，HCO3-(CO32-)，F-5种，其总和占海水盐分的99.9%。还有海水中生长着品种繁多的甲壳类生物。

正是因为海水的这些特性，所以我们在入海口处修建水工建筑物时才会平添了很多麻烦［4］。

以下我们将结合前面所述的3号排洪渠“钢坝”水闸工程，谈一谈在其设计过程中遇到的一些具体问题:

1.1 海水对水闸钢筋混凝土结构的腐蚀问题

海水对钢筋混凝土结构的腐蚀主要是指混凝土中的胶凝材料与海水中的Clˉ，SO42ˉ发生化学反应，生成容易溶解或没有胶结能力的产物，破坏了原有的浆体结构，从而导致结构表面“麻面化”甚至外皮脱落，最终影响整个建筑物结构的耐久性［5］。

1.2 海水对水闸钢结构的腐蚀问题

由于“钢坝”门体本身为钢结构，所以普通的A3钢在海水这种碱性溶液中，极易被腐蚀，且速度极快［6］。

1.3 海生生物对结构表面的附着、污损腐蚀问题

海洋是地球生命的摇篮，海洋中的生物真可谓数量巨大，品种繁多。然而某些生物在我们亲近大海的同时却给我们惹来了极大的困扰［7］。

在入海口处修建的水利工程基本都处于潮水变动区，此区域及其适合甲壳类生物的生长。当修建好了水闸之后，如不进行处理，很快在其表面便会附着例如藤壶、贝等甲壳类生物。待主要结构构件上“长满”甲壳类生物后，势必会影响到结构的正常功用，且严重影响景观效果［8］。

以上问题就是我们在3号排洪渠“钢坝”水闸工程中针对海水环境遇到的主要问题，如不加以重视，势必会影响整个工程的耐久性、经济性、环保性及景观性的要求。

2 “钢坝”水闸在海水环境中防腐问题的解决方案

为了有效切实解决3号排洪渠“钢坝”水闸工程在海水环境中所遇到的诸多问题，在设计过程中都直接或间接地给出了相应的处理措施或建议［9］。

2.1 针对海水产生腐蚀问题的处理

针对海水对水闸钢筋混凝土结构的腐蚀问题，我们提出了两套方案:

2.1.1 方案1

采用耐海水腐蚀较好且经济性较好的矿渣水泥代替常用的普通硅酸盐水泥。但由于矿渣水泥用量少，在当地没有厂家生产，故此方案行不通。

2.1.2 方案2

采用一定比例外加防腐剂的方法，对胶凝材料及钢筋加以保护。在近些年，随着新技术、新工艺的大量涌现，外加防腐剂在工程中的应用实例很多，这为我们提供了有力的参考［10］。

2.2 针对添加外加剂的海水产生腐蚀问题的处理

经过查阅大量的资料，最终选用了一种叫“SY—KS多功能抗侵蚀防腐剂”的外加剂，这种防腐剂组份中有一种特殊的高分子聚合物，掺入砂浆或混凝土中，能生成一个完整的网络结构，从而有效提高了混凝土的抗裂性、护筋性、耐腐蚀性、抗冻性、耐磨性等性能。

正是基于此种外加剂的突出性能，最终确定了方案2为解决“海水对水闸钢筋混凝土结构的腐蚀问题”的最终方案。

针对海水对水闸钢结构的腐蚀问题，同样提出了两套方案:

2.2.1 方案1

建议厂家采用耐海水腐蚀的不锈钢制作钢闸门及其附属构件。但由于这种耐海水腐蚀的不锈钢材料价格非常昂贵，是普通钢材的近4倍，这个价格是投资方无法接受的，所以此方案被迫放弃。

2.2.2 方案2

建议厂家采用涂层和阴极保护联合防腐的工程措施，这种联合防腐在很多船身防腐以及供输水工程中都有广泛应用，是一种较为可靠的防腐措施。

2.3 方案确定

最后确定采用涂层和阴极保护联合防腐措施为解决“海水对水闸钢结构的腐蚀问题”的最终方案。

针对海生生物对结构表面的附着、污损腐蚀问题，我们经过查阅大量工程实例资料，发现有一种叫做《中核2000》的特种防污涂料，可以有效防止藤壶等甲壳类生物的附着生长。其使用方法是在工程完工后，在建筑物结构外表面涂敷此种涂料，操作起来简单易行。

3 结语

通过以上对工程案例遇到的问题及其解决方案的分析研究，相信会给整个工程在耐久性、经济性、环保性及景观性等方面带来可靠的保证。

［1］陈宝华，等.水闸［M］.北京:中国水利水电出版社出版，2003:39-41.

［2］刘细龙，陈福荣.闸门与启闭设备［M］.北京:中国水利水电出版社出版，2002:57-59.

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［5］杨开林，汪涛，董兴林，等.排水系统入海口新型消能工［J］. 水利水电科技进展，2007，27(06):69-72.

［6］侯志军，由宝宏，茹玉英.黄河入海口水沙通量变化规律［J］. 泥沙研究，2007(05):60-67.

［7］孙忠文.高压摆喷灌浆技术在旅顺口区风河入海口处地下截潜工程中的应用［J］.农业与技术，2008，28(02):152-153.

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