The Technological Discussion of the Pre-embedded Conduit Erosion Solution in Subway Shield Tunnels
樊建军 FAN Jian-jun
（深圳地铁建设集团有限公司，深圳 518026）
（Shenzhen Metro Group Co.，Ltd.，Shenzhen 518026，China）
摘要：深圳地铁9号线全线盾构区间于2013年开始采用预埋滑槽新技术，为国内引进预埋技术的首条线路。该技术得到了相关专家的认可，在9号线的应用也很成功。但当时国内的滑槽厂家也是第一次生产滑槽产品，在产品的制作、防腐、运输和安装方面存在经验不足的现象，导致在地铁运营后部分滑槽存在生锈问题。本文介绍了两种生锈处理方案，以及生锈的处理结果，希望对类似的生锈处理问题提供一定的借鉴作用。
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.
关键词：地铁；预埋滑槽；生锈；防腐
Key words: metro；pre-embedded conduit；erosion；anticorrosion
中图分类号：U455.43 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2019）24-0133-03
0 引言
城市地铁建设中，区间隧道施工完成后，由于运营的需要，须在隧道主体结构上悬挂多种管线，以及接触网和疏散平台等构件。国内多年来传统的做法是在隧道结构上打孔进行植筋，再安装支架和各种管线。这种传统方法最大的弊端是会对主体结构造成永久性的破坏，且无法修复。深圳地铁9号线盾构区间创造性的引进了预埋滑槽技术，克服了传统方法的缺陷。但当时国内的滑槽厂家是第一次生产滑槽产品，在产品的制作、防腐、运输和安装方面存在经验不足的现象，导致在地铁运营后部分滑槽存在生锈问题，需要寻找技术可行、经济合理、操作简便、效果较好的滑槽生锈处理方案以进行锈点修复。
1 工程简介
1.1 预埋滑槽应用效果介绍
深圳地铁9号线盾构区间管片共约23000环，2013年生产管片时开始在管片上预埋滑槽，2016年2季度开始在滑槽上安装管线等构件，于2016年10月底开始试运营。截止2019年1季度，9号线安全运营约30个月，未出现滑槽松动、接触网掉落、管线脱落、管片结构受损等任何问题，充分证明了滑槽技术完全可以代替传统的打孔技术。采用预埋滑槽的盾构区间见图1。
1.2 滑槽生锈问题简介
地铁9号线运营1年后，对全线的预埋滑槽进行了详细统计，统计结果如下：
①滑槽锈蚀相对严重的情况约230环，占全线滑槽数量约1%。
②滑槽轻微锈蚀的情况约400环，占全线滑槽数量约1.74%。
针对于上述滑槽锈蚀情况，需要制定技术可靠、操作方便的锈蚀处理方案。
2 预埋滑槽生锈原因分析及处理方案拟定
2.1 滑槽生锈主要原因
2013年深圳地铁9号线决策开始创新性的应用预埋滑槽技术后，当时国内厂家开始试生产管片预埋滑槽，在滑槽制作等方面经验不足，导致第一批产品存在局部生锈现场，原因分析如下：
①第一批产品在进行防腐处理时，由于没有类似的经验参考，存在防腐工艺方法单一、效果没有经过实践检验的现象。
②预埋滑槽的首批产品供货初期，由于厂家经验不足，没有对产品进行妥善合理包装，经过长距离物流运输的颠簸和挤压，部分预埋滑槽的局部表面的防护层被破坏，导致产品被破坏部分的表面防护能力在使用过程中降低。
③首批预埋滑槽供货后，厂家没有和管片厂现场安装等环节进行及时的技术沟通，也使得部分滑槽的局部表面防护层被二次破坏，导致产品被破坏部分的表面防护能力降低。
2.2 滑槽生锈主要部位
2017年5月和2018年11月地铁公司组织相关方对9号线预埋滑槽进行了两次全面的调查，根据调查结果，隧道中预埋滑槽的锈蚀部位主要集中分布在隧道底部两侧排水沟处以上2m处，隧道中部至顶部基本没有锈蚀情况。
预埋滑槽自身的锈蚀位置主要集中在槽道的脚面位置，槽口内侧及齿部基本无锈蚀现象。
2.3 预埋滑槽生锈处理方案拟定
地铁集团组织相关方在广泛收集资料的基础上，初步拟定了两种滑槽生锈处理方案，如下：
①带锈防腐底涂+S97耐烟雾面涂的滑槽涂层维护施工工艺；
②锌加涂膜镀锌的防腐施工工艺。
3 带锈防腐底涂+S97耐盐雾面涂维护施工工艺
本工艺选择底涂（专用带锈防腐蚀涂料）+面涂（专用耐盐雾防腐蚀涂料）的复合防腐体系。
3.1 底涂简介
专用带锈防腐蚀涂料是一种适用于各种金属结构和设施的一种新型防腐蚀底涂，它是以复合树脂为主要成膜物质，加入渗透剂、锈蚀转化剂和高效防锈颜料等组成的高固体分涂料，具有优良的防腐蚀性能，是一种新型的可带锈（锈层厚度＜50μm）涂装的防腐蚀底涂，它突破了复合类涂料一般需要较高除锈等级的局限，可带锈涂装，简化了涂装工艺。该涂料在防腐工程中被广泛使用，被誉为“万能底涂”。（表1）
3.2 面涂简介
面涂为专用耐盐雾防腐蚀涂料，是一种适用于沿海等高盐雾、高湿热地区的各种金属结构和设施的一种新型外防腐蚀涂料，它具有复合树脂优良的耐蚀性和聚氨酯的耐候性，对大气、海水、盐雾、有机溶剂、石油产品的抗蚀能力极强。（表2）
3.3 工艺优势
本该防腐体系具有以下优势：
①底涂是一种新型的可带锈（锈层厚度＜50μm）涂装的防腐蚀底涂，它突破了复合类涂料一般需要较高除锈等级的局限，可带锈涂装，深圳地铁9号线预埋槽道锈蚀后经过简单清理就可进行涂刷，而且具有很强的结合力。
②采用的面涂为耐海洋气候防腐涂料，适合于深圳高湿热地区。
③涂料为自干性涂料，方便快捷。底涂常温下自干时间为4-8小时，面涂常温下自干时间为2-4小时。
本防腐工艺经过1200小时中性盐雾试验，无锈蚀现象发生。
3.4 锈蚀处理工艺
①施工工艺步骤简介。
槽道前处理——底涂配制——底涂施工——底涂检验——面涂配制——面涂施工——面涂检验组成。
②槽道前处理工艺。使用专用清理工具清除槽道表面残旧漆膜、铁锈、氧化皮等杂物，保证表面无杂物；这样可以保证涂料与槽道表面的结合力。
③底涂配置。打开甲组份涂料，利用专用工具正反方向进行充分搅拌，搅拌时间为5-10分钟，乙组份采用手动摇晃，使其均匀，然后根据当天施工使用量，按照比例取相应的甲、乙组份进行配制，再正反搅拌、混合均匀，搅拌均匀后加入适当专用合成稀释剂进行调配，以适合刷涂为宜。
④底涂施工。槽道清理完成后的3个小时内必须进行底涂刷涂完毕，然后采用刷涂工具浸涂涂料，沿槽道轴线方向自上而下进行刷涂，刷涂时尽量做到涂层厚薄均匀，不漏涂，底涂要完全覆盖锈蚀点，当涂料出现积液时，要采用工具进行抹平。（图4）
⑤面涂防锈涂料调配工艺。
打开面涂甲组份涂料，利用专用工具正反方向进行充分搅拌，搅拌时间为5-10分钟，乙组份采用手动摇晃，使其均匀，然后根据当天施工使用量，按照比例取相应的甲、乙组份进行配制，再正反搅拌、混合均匀，搅拌均匀后加入适当专用聚氨酯面漆稀释剂进行调配，以适合刷涂为宜。
⑥面涂刷涂施工工艺。面涂刷涂前，使用干毛巾进行仔细擦拭，保证表面无杂物、无灰尘，这样可以保证面漆涂料与底漆涂料表面的结合力。然后采用刷涂工具浸涂涂料，沿槽道轴线方向自上而下进行刷涂，刷涂时尽量做到涂层厚薄均匀，不漏涂，面涂要完全覆盖槽道位置，当涂料出现积液时，要采用工具进行抹平。（图5）
4 锌加涂膜镀锌的防腐施工工艺
4.1 比利时锌加涂膜镀锌的特点和优点
4.1.1 锌加涂膜镀锌颗粒
①锌粉。
原子化法提炼，粒径：3－5 μm；干膜锌含量= 96％；锌粉纯度 = 99.995，无铅、镉等重金属。
②中性树脂：导电、无毒、无害。
③芳香溶剂：石脑油溶剂。
4.1.2 锌加涂膜镀优点
①长效的防腐性能。
1）耐中性盐雾性能测定：9500小时。
2）腐蚀速率是热镀锌的1/3（浸泡盐溶液中腐蚀速率）。
热浸镀锌 = 0.110mm/年。
锌加涂膜镀锌 = 0.035mm/年。
②涂层性能好。
1）涂层附着力良好，检测结果：0-1级（划格法），6.5-10.1MPa（拉拔法）。
2）优良的柔韧性（Φ1mm）和抗冲击性（50mm）。
3）优异的耐磨性能：0.0451g（500g，1000转）。
4）优异的耐湿热性能，涂层使用温度：-40℃-150℃。
5）可焊接，小于60μm的涂层不影响焊接质量。
6）独特的重融性，无限制可复涂，无需去除旧涂层。
4.2 锌加涂膜镀锌的施工性能和产品性能
4.2.1 施工性能
①锌加涂膜镀锌为单组分包装，施工简单、维修方便。可采用（有气/无气）喷涂、刷/辊涂、浸涂、静电喷涂等方式。
②对表面处理要求不高，维修可带锈涂装（St 2级）。
③干燥迅速，在10～15分钟即可触干（23℃以下），可在潮湿的金属表面上涂装，可在相对湿度≤95%的条件下进行涂装施工。
4.2.2 产品性能
①活性阴极保护。
②涂层干膜中全锌含量96±1%，单组份有机冷涂锌。
③锌加涂膜镀锌不是油漆，不形成封闭漆膜，永不脱落，永不粉化。
④锌加具有独特的重融性，上道和下道锌加涂层融合成，为一道均匀的冷镀锌层。
4.3 比利时锌加涂膜镀锌产品的工艺流程
现场部分出现锈蚀的预埋滑槽，比利时锌加涂膜镀锌产品的工艺流程如下：
①使用砂轮机、漆工铲，去除锈蚀区域起壳油漆层；
②使用抛光机、砂布，打磨锈蚀区域的金属锈渍；
③使用清洗除锈剂对打磨区域仔细清洗灰层附着物；
④使用棉纱布对清洗表面擦拭；
⑤使用比利时锌加涂膜镀锌产品进行表面喷涂。
5 滑槽生锈处理效果
地铁公司组织相关方拟定了带锈防腐底涂+S97耐烟雾面涂的滑槽涂层维护方案，以及锌加涂膜镀锌的防腐方案后，组织专家进行了论证，得到了专家的认可后，分别在隧道内对两种方案进行了试验。试验效果相对较好，两种方案试验完毕在1年后进行检查，发现处理过的部位均未发生再次生锈现象，表观质量也较好。（图7）
6 结语
预埋滑槽技术在国内城市地铁中的应用越来越广泛，滑槽的制作工艺更加规范化，防腐技术也越来越进步，生锈的现象将逐渐减少。对于地铁工程中出现的少量的、局部的生锈现象，可以参考本文中的两种处理方案选择采用，希望对类似工程起到借鉴作用。
参考文献：
[1]T/CAMET 02003-2017，城市轨道交通预埋槽道及套筒技术标准[S].
[2]GB50212-2002，建筑防腐蚀工程施工及验收规范[S].
[3]GB50157-2013，地铁设计规范[S]. |
