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[摘 要]本文主要对钢制管道混凝土衬砌过程中出现的空鼓问题进行分析，并针对问题产生的原因所采取的主要预防措施进行阐述。
[关键词]管道；衬砌；空鼓
中图分类号：TU536 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）14-0140-01
一、前言
随着城市缺水问题日益严重，引水工程在国内如雨后春笋般出现，引水工程平原地区主要采用钢制管道进行输水，为使地下管道有较长的寿命，在使用年限内不被腐蚀，管道防腐问题显得尤为重要，在管道防腐过程中采用混凝土进行衬砌更为普遍，钢制管道混凝土防腐主要采用挂钢丝网水泥砂浆或无毒环氧防腐涂料作内部衬砌和外部保护层的施工方法，而内部衬砌大部分为两步进行，首先是挂钢丝网，然后喷射水泥砂浆，厚度一般为10mm（喷至钢丝网以上），第二步为人工压面砂浆，厚度为10mm。在施工中两层砂浆间如果处理不当很容易出现空鼓问题，本文主要针对砂浆空鼓原因及预防进行分析和阐述。
二、工艺简介
首先介绍一下混凝土管道防腐的施工工艺：管件焊接完成后，在管件内外壁距管壁10mm处，焊接不小于φ4mm的钢丝网；然后对管件及钢丝网进行打砂；打砂合格后进行喷射内壁水泥砂浆；喷射水泥砂浆表面清理后，进行内壁下部人工抹水泥砂浆的工作、外壁环氧煤涂抹，当内壁下部人工抹水泥砂浆的终凝后，将管再翻转180°进行此位置时的内壁下部人工抹水泥砂浆工作，同时进行外壁剩余部位的防腐，最后进行养生护。
在喷射和涂抹水泥砂浆的此过程中容易出现问题的是：两层砂浆间出现空鼓、砂浆表面出现裂隙等。
三、产生空鼓、裂隙原因分析与预防
影响防腐层质量的防腐层间出现空鼓、裂隙原因主要主要原因有：原材料、砂浆配合比、和施工工艺的制定、人员素质及工作态度、外界施工环境和养护时间等方面，预防措施也主要针对上述原因进行。
1、原材料
（1）砂的质量情况
砂的细度模数偏大，超、逊径较为严重，砂的含泥量大，砂浆在拌制时，砂石的含泥量如果过大，会影响砂浆粘结力，降低两层砂浆之间的连接，使两层砂浆之间形成“两层皮”现象，容易使外层砂浆开裂，引起空鼓。
为此需要解决砂子超径与含泥量问题，在拌和前将砂进行筛分，达到设计要求，粗细程度和颗粒级配达到设计要求。
（2）水泥标号达不到设计要求
水泥标号偏低，其活性会低于设计值，水泥标号符合标准但存放时间过长，水泥活性也会受到影响，达不到设计要求；水泥保管不善，出现受潮、结块现象，仍用于施工，更无法达不到设计要求。以上三种情况均等同是使用了活性较差的水泥，对砂浆强度造成影响，导致其强度降低造成砂浆强度的降低，引起空鼓。
在施工中，应购进设计标号的水泥，注意存放贮存水泥的地方要注意防雨、防湿，使其不易结块，并且本着“先进先用”的原则，进行使用，使并且存放期不超过三个月。
（3）钢管本身刚度问题
如果采用的钢管壁厚较薄，而管径较大、管节较长长又较大，在钢管翻转过程中钢管就会存在一定程度的塑性变形，因为水泥砂浆为刚性材料，在钢管发生变形后，水泥砂浆也随之发生变形，水泥砂浆变形后，在水泥砂浆薄弱部分引起开裂，两层水泥砂浆之间粘结部位为薄弱位置在两层水泥砂浆之间粘结部位为薄弱位置引起开裂，所以造成水泥砂浆局部出现空鼓。
对钢管自身变形引起的空鼓，可增加壁厚来解决。
2、砂浆配合比
砂浆没按配合比施工主要有以下两方面原因造成的：
（1）在施工中没有严格按照配合比进行拌制砂浆，为了节约水泥用量，随意减少其用量，至使砂浆不能达到设计标号，粘结力差，在表面抹平时，由于原浆不足，工人用干水泥洒在表面进行压光，致使砂浆面层与内部收缩不同步，两层砂浆间发生空鼓。
（2）在施工中，工人为了省力，在进行第二层砂浆抹面时，砂浆内拌和水量增大，改变了配合比的水灰比，使砂浆的流动性及泌水性增大，在水泥水化热时，将出现过多的气泡，使砂浆的强度降低，内部孔隙率增大，第二層砂浆收缩较第一层收缩要大，也使两层间造成了空鼓现象。
解决方法：砂浆配合比要严格按照配合比单进行，避免任意进行更改，一般情况下，砂浆配合比应不小于1：3。搅拌好的水泥砂浆夏天宜2h至3h用完，冬天宜6h至7h内用完。水泥砂浆的稠度，以标准圆锥体沉入度不大于35mm计。在一般的施工现场中较难有这样的条件去控制水灰比。有经验的施工人员，一般用肉眼观察也可以大致控制水灰比的适用范围：观察水泥砂浆的稠度，可用手抓捏水泥砂浆，刚拌好的水泥砂浆，干至成团，稀至不从手中滑掉。
3、施工工艺
喷射混凝土施工工艺可能存在的问题及预防措施：
（1）砂浆搅拌不匀
喷水泥砂浆时砂浆拌和不均匀，造成水泥砂浆各处收缩率不同，在砂浆较薄弱处造成一定程度的空鼓。
为解决拌和料拌和的不均匀性，改手工拌和为用拌和机进行拌和，保证水泥砂浆的均匀性。
（2）喷射砂浆未按操作规程进行
喷射砂浆未按喷射规程进行，喷枪距喷射面大于1m，并且喷枪没有垂直于喷射面，这样就使喷射砂浆的压力不足，与钢管的粘结力不能达到设计要求，并且使反弹率增大，使防腐成本也随之加大。
喷射砂浆按喷射规程进行，喷枪距工件表面不大于1m，并且喷枪尽量垂直于工件表面，喷射人员戴防毒面具。
（3）喷砂浆的厚度不足
在喷水泥砂浆时喷射的水泥砂浆局部高度不足，仅位于钢丝网中下部，在抹水泥砂浆时，局部未将抹面水泥砂浆压实，表面砂浆收缩后，与下部砂浆间存在一定的缝隙。
喷射的水泥砂浆高度要高于钢丝网上方至少2mm以上，在抹面水泥砂浆压实时，要用力抹压，保证其压实度。 （4）接触面处理
喷射水泥砂浆与抹面水泥砂浆间的接触面处理不到位，尤其是第二个抹面位置，抹面时喷射水泥砂浆已经终凝，在施工中对接触面处理不到位，就进行了下一道工序的施工。
在砂浆抹面之前用干净毛刷、压缩空气去除浮砂和灰尘。然后再抹水泥砂浆，最后压面。抹面用的砂浆塌落度不宜过大，抹面时采用木模拍打密实直至压光，以保证抹面砂浆与喷射砂浆良好的结合。
（5）养生不到位
在水泥砂浆施工结束后，没有及时养生，且养护没有采取有效的措施，没有持续性。
为此在抹面后的管口采用苫布封闭（可采用圆形苫布，直径比管径大200mm，然后用铁丝将苫布与钢管固定，在需喷水的一侧预埋小口），设专人进行养护，始终保持管内砂浆潮湿，养护期为7天，如高温季节，适当延长养护期。为保持表面湿润状态，浇水频次为：前三天每天白天2小时一次，夜間至少2次，以后每昼夜4次。并注意避免引起损坏表面状态的情况发生。
4、人员素质方面
人员在上岗前没有进行培训，上岗后又频繁调动工作，工作一段时间，就被调离本岗位，缺少熟练工。人员责任心不强，对空鼓有一定的影响。
人员在入场前进行技术培训，进场后进行技术交底，并且使人员保持相对稳定，采取必要的奖罚措施，提高其施工积极性。
5、外界施工环境
防腐对外界环境比较敏感，对温度和湿度要求较高，如不能达到设计要求的温度和湿度，就会一定程度的增大出现空鼓的机率。
在防腐技术规范中规定“在大风、雨、雾天气及强烈阳光照射下不宜进行室外生产”。根据此条规定，在防腐场地，进行加盖大篷，以解决外界环境的影响。并且在防腐结束后，将管两侧采用苫布封住，对管内部进行喷水，在管内部形成适合于砂浆强度增长的小环境。
6、其它方面
在施工中，除采用以上预防措施外，还可以采用合同、组织、经济的手段进行，其中经济手段是最直接的，也是最有效果的，在一定范围内给予奖励和惩罚，会得到意想不到的效果。
结束语
综上所述，在钢制管道混凝土衬砌施工过程中，管道防腐时防止出现空鼓问题非常重要。在施工过程中要认真分析问题产生的原因并采取有效的预防措施，保证施工质量，使其有较长的寿命，在使用年限内不被腐蚀。
参考文献
[1] 侯秉钧，左春香，王晓民，水泥沙浆防腐衬砌管道出现空鼓问题浅析与预防[J]电网与清洁能源，2009，01-0063-03.
[2] 俞华秀，浅谈水利工程钢结构防腐施工技术[J]中国城市经济，2011，20.
[关键词]管道；衬砌；空鼓
中图分类号：TU536 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）14-0140-01
一、前言
随着城市缺水问题日益严重，引水工程在国内如雨后春笋般出现，引水工程平原地区主要采用钢制管道进行输水，为使地下管道有较长的寿命，在使用年限内不被腐蚀，管道防腐问题显得尤为重要，在管道防腐过程中采用混凝土进行衬砌更为普遍，钢制管道混凝土防腐主要采用挂钢丝网水泥砂浆或无毒环氧防腐涂料作内部衬砌和外部保护层的施工方法，而内部衬砌大部分为两步进行，首先是挂钢丝网，然后喷射水泥砂浆，厚度一般为10mm（喷至钢丝网以上），第二步为人工压面砂浆，厚度为10mm。在施工中两层砂浆间如果处理不当很容易出现空鼓问题，本文主要针对砂浆空鼓原因及预防进行分析和阐述。
二、工艺简介
首先介绍一下混凝土管道防腐的施工工艺：管件焊接完成后，在管件内外壁距管壁10mm处，焊接不小于φ4mm的钢丝网；然后对管件及钢丝网进行打砂；打砂合格后进行喷射内壁水泥砂浆；喷射水泥砂浆表面清理后，进行内壁下部人工抹水泥砂浆的工作、外壁环氧煤涂抹，当内壁下部人工抹水泥砂浆的终凝后，将管再翻转180°进行此位置时的内壁下部人工抹水泥砂浆工作，同时进行外壁剩余部位的防腐，最后进行养生护。
在喷射和涂抹水泥砂浆的此过程中容易出现问题的是：两层砂浆间出现空鼓、砂浆表面出现裂隙等。
三、产生空鼓、裂隙原因分析与预防
影响防腐层质量的防腐层间出现空鼓、裂隙原因主要主要原因有：原材料、砂浆配合比、和施工工艺的制定、人员素质及工作态度、外界施工环境和养护时间等方面，预防措施也主要针对上述原因进行。
1、原材料
（1）砂的质量情况
砂的细度模数偏大，超、逊径较为严重，砂的含泥量大，砂浆在拌制时，砂石的含泥量如果过大，会影响砂浆粘结力，降低两层砂浆之间的连接，使两层砂浆之间形成“两层皮”现象，容易使外层砂浆开裂，引起空鼓。
为此需要解决砂子超径与含泥量问题，在拌和前将砂进行筛分，达到设计要求，粗细程度和颗粒级配达到设计要求。
（2）水泥标号达不到设计要求
水泥标号偏低，其活性会低于设计值，水泥标号符合标准但存放时间过长，水泥活性也会受到影响，达不到设计要求；水泥保管不善，出现受潮、结块现象，仍用于施工，更无法达不到设计要求。以上三种情况均等同是使用了活性较差的水泥，对砂浆强度造成影响，导致其强度降低造成砂浆强度的降低，引起空鼓。
在施工中，应购进设计标号的水泥，注意存放贮存水泥的地方要注意防雨、防湿，使其不易结块，并且本着“先进先用”的原则，进行使用，使并且存放期不超过三个月。
（3）钢管本身刚度问题
如果采用的钢管壁厚较薄，而管径较大、管节较长长又较大，在钢管翻转过程中钢管就会存在一定程度的塑性变形，因为水泥砂浆为刚性材料，在钢管发生变形后，水泥砂浆也随之发生变形，水泥砂浆变形后，在水泥砂浆薄弱部分引起开裂，两层水泥砂浆之间粘结部位为薄弱位置在两层水泥砂浆之间粘结部位为薄弱位置引起开裂，所以造成水泥砂浆局部出现空鼓。
对钢管自身变形引起的空鼓，可增加壁厚来解决。
2、砂浆配合比
砂浆没按配合比施工主要有以下两方面原因造成的：
（1）在施工中没有严格按照配合比进行拌制砂浆，为了节约水泥用量，随意减少其用量，至使砂浆不能达到设计标号，粘结力差，在表面抹平时，由于原浆不足，工人用干水泥洒在表面进行压光，致使砂浆面层与内部收缩不同步，两层砂浆间发生空鼓。
（2）在施工中，工人为了省力，在进行第二层砂浆抹面时，砂浆内拌和水量增大，改变了配合比的水灰比，使砂浆的流动性及泌水性增大，在水泥水化热时，将出现过多的气泡，使砂浆的强度降低，内部孔隙率增大，第二層砂浆收缩较第一层收缩要大，也使两层间造成了空鼓现象。
解决方法：砂浆配合比要严格按照配合比单进行，避免任意进行更改，一般情况下，砂浆配合比应不小于1：3。搅拌好的水泥砂浆夏天宜2h至3h用完，冬天宜6h至7h内用完。水泥砂浆的稠度，以标准圆锥体沉入度不大于35mm计。在一般的施工现场中较难有这样的条件去控制水灰比。有经验的施工人员，一般用肉眼观察也可以大致控制水灰比的适用范围：观察水泥砂浆的稠度，可用手抓捏水泥砂浆，刚拌好的水泥砂浆，干至成团，稀至不从手中滑掉。
3、施工工艺
喷射混凝土施工工艺可能存在的问题及预防措施：
（1）砂浆搅拌不匀
喷水泥砂浆时砂浆拌和不均匀，造成水泥砂浆各处收缩率不同，在砂浆较薄弱处造成一定程度的空鼓。
为解决拌和料拌和的不均匀性，改手工拌和为用拌和机进行拌和，保证水泥砂浆的均匀性。
（2）喷射砂浆未按操作规程进行
喷射砂浆未按喷射规程进行，喷枪距喷射面大于1m，并且喷枪没有垂直于喷射面，这样就使喷射砂浆的压力不足，与钢管的粘结力不能达到设计要求，并且使反弹率增大，使防腐成本也随之加大。
喷射砂浆按喷射规程进行，喷枪距工件表面不大于1m，并且喷枪尽量垂直于工件表面，喷射人员戴防毒面具。
（3）喷砂浆的厚度不足
在喷水泥砂浆时喷射的水泥砂浆局部高度不足，仅位于钢丝网中下部，在抹水泥砂浆时，局部未将抹面水泥砂浆压实，表面砂浆收缩后，与下部砂浆间存在一定的缝隙。
喷射的水泥砂浆高度要高于钢丝网上方至少2mm以上，在抹面水泥砂浆压实时，要用力抹压，保证其压实度。 （4）接触面处理
喷射水泥砂浆与抹面水泥砂浆间的接触面处理不到位，尤其是第二个抹面位置，抹面时喷射水泥砂浆已经终凝，在施工中对接触面处理不到位，就进行了下一道工序的施工。
在砂浆抹面之前用干净毛刷、压缩空气去除浮砂和灰尘。然后再抹水泥砂浆，最后压面。抹面用的砂浆塌落度不宜过大，抹面时采用木模拍打密实直至压光，以保证抹面砂浆与喷射砂浆良好的结合。
（5）养生不到位
在水泥砂浆施工结束后，没有及时养生，且养护没有采取有效的措施，没有持续性。
为此在抹面后的管口采用苫布封闭（可采用圆形苫布，直径比管径大200mm，然后用铁丝将苫布与钢管固定，在需喷水的一侧预埋小口），设专人进行养护，始终保持管内砂浆潮湿，养护期为7天，如高温季节，适当延长养护期。为保持表面湿润状态，浇水频次为：前三天每天白天2小时一次，夜間至少2次，以后每昼夜4次。并注意避免引起损坏表面状态的情况发生。
4、人员素质方面
人员在上岗前没有进行培训，上岗后又频繁调动工作，工作一段时间，就被调离本岗位，缺少熟练工。人员责任心不强，对空鼓有一定的影响。
人员在入场前进行技术培训，进场后进行技术交底，并且使人员保持相对稳定，采取必要的奖罚措施，提高其施工积极性。
5、外界施工环境
防腐对外界环境比较敏感，对温度和湿度要求较高，如不能达到设计要求的温度和湿度，就会一定程度的增大出现空鼓的机率。
在防腐技术规范中规定“在大风、雨、雾天气及强烈阳光照射下不宜进行室外生产”。根据此条规定，在防腐场地，进行加盖大篷，以解决外界环境的影响。并且在防腐结束后，将管两侧采用苫布封住，对管内部进行喷水，在管内部形成适合于砂浆强度增长的小环境。
6、其它方面
在施工中，除采用以上预防措施外，还可以采用合同、组织、经济的手段进行，其中经济手段是最直接的，也是最有效果的，在一定范围内给予奖励和惩罚，会得到意想不到的效果。
结束语
综上所述，在钢制管道混凝土衬砌施工过程中，管道防腐时防止出现空鼓问题非常重要。在施工过程中要认真分析问题产生的原因并采取有效的预防措施，保证施工质量，使其有较长的寿命，在使用年限内不被腐蚀。
参考文献
[1] 侯秉钧，左春香，王晓民，水泥沙浆防腐衬砌管道出现空鼓问题浅析与预防[J]电网与清洁能源，2009，01-0063-03.
[2] 俞华秀，浅谈水利工程钢结构防腐施工技术[J]中国城市经济，2011，20.