摘 要：本文着重介绍了埋地给水钢，铸铁管道水泥砂浆衬里工程喷涂施工的一般规定、材料选择要求、施工机具的选用、操作工艺方法、质量要求及成品保护。
关键词：材料 机具 工艺 质量 成保
文/于法鑫：沛县防腐保温工程总公司；毕研峰：河北博锐特工程有限公司
1.前言
一般大口径长距离输水钢管具有使用年限长，检修和改造的工程量大且费用高，腐蚀不易察觉的特点。输水钢管内壁防腐蚀的好坏直接影响输水管道的使用年限，因此选择一种原材料易得，施工简便，工程寿命较长，造价低廉的施工方案尤为重要，而水泥砂浆衬里工程施工，满足上述特点。
2.一般规定
2.1水泥砂浆衬里的施工，必须在管道铺设完毕试压合格并按设计要求覆土夯实后进行。衬里施工过程，管道必须处于稳定状态。
2.2管径较小，范围在DN200-DN800 的钢管在施工中也可采用预制法施工，但必须在运输、安装、回填土，特别是在吊装、卸过程中确保水泥砂浆内衬层不被损坏（采用承重吊装带系牢在距钢管中心两侧各约一米处进行吊装、卸，同时严禁滚动、挤压，方可采用预制法施工。
2.3衬里施工前应检查管道的变形状况，其竖向最大变位不应大于设计规定值，且不得大于管径的2%。
2.4衬里施工前，管内壁必须进行清扫，对新埋设的管道应去除松散的氧化皮、浮锈、泥土、焊渣、污物，特别是油脂等附着物；钢管焊接错口偏量不得大于表2.1所规定衬里厚度的三分之一；对旧管道还应去除锈瘤、水垢等附着物。附着物去除后应用水清洗。衬里施工时管内壁不得有结露和积水。
2.5 DN200～DN500的钢、铸铁管道适用离心机械涂衬水泥砂浆（但补口处要严格做好处理，目前，DN300～DN500直径的钢、铸管内壁涂衬补口已采用了摇控机械施工）。
2.6涂衬前管壁应无其它涂料层，以避免异种材料热膨胀，造成脱层现象。
2.7当施工温度低于0℃时，应采取保暖等措施，否则应停止施工。
2.8操作员在地下管内喷衬时，应与外界保持良好的通讯（话）联络方式，以确保发生安全与质量事故时及时得到处理和协助。
2.9水泥砂浆衬里厚度要求。
3.材料要求
3.1应采用符合《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》（GB175-1999）的规定或《矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥》（GB1344-1999） 中矿渣硅酸盐水泥的规定；水泥强度技术指标应在32.5指标以上。
3.2砂颗粒要坚硬、洁净、级配良好。其质量标准及检验方法除应符合《普通混凝土用砂的质量标准检验方法》（JGJ52- 97）外，砂中泥土、云母、有机杂质以及其它有害物质的总重量不应超过包括砂在内总重的4%。
通过1.4mm筛孔的砂粒不应超过2 0 % （ 经多年实践证明： 在管径大于DN1600mm，砂粒能通过1.6mm筛孔的不应超过5%的情况下使用，对其衬层裂缝的减少有所帮助，但并不影响其它性能）； 通过0.297mm筛孔的不应超过55%；通过0.149mm筛孔的不应超过5%。使用前应用筛网筛洗。
3.3砂浆拌合用水，水质必须清洁，不得含有泥土、油类、酸、碱、有机物等影响砂浆衬里质量的物质。宜采用生活饮用水。
3.4采用改进砂浆和易性、密实度和粘结强度的外加剂，必须根据试验鉴定，确定其适用性能及相应掺合量。不允许采用衬里后对通过管内的水质起有害作用和对钢材有腐蚀作用的外加剂。
4.施工机具
4.1内衬机具：筛砂机、洗砂机、搅拌机、湿浆震动机（器、筛）、坍落器、喷水养护器、内壁清理器、高压冲水机（枪）、刮管机等。
4.2喷涂机具：喷涂机、送浆机应根据管径大小而变换机型。喷涂机的喷头4km 内需要更换一次。应配有行走电缆及36V 低压安全照明设备（行灯变压器等），耐压输浆软管。
4.3其它机具：抹子、托板、手推车、管内行走四轮车、衬层标准器、2米直杆尺、灰刀、扁凿、量杯、台称、漆刷、灰桶、铁锹、扫帚等。
4.4检测工具：砂浆涂层测厚仪、小型切割机、小型电钻等。
5.操作工艺
5.1水泥砂浆配比：水泥与砂的重量比为1 ∶ 1 ～ 2；水灰比：水泥与水的重量比为1∶0.46。水泥砂浆的坍落度宜取60～80mm，当管径小于1000mm时，允许提高，但不宜大于100mm。
5.2水泥砂浆必须用机械充分搅拌均匀。为改进砂浆易性，减少汽泡，增加密实度和粘结强度，宜采用湿浆震动筛进行震筛。砂浆稠度应符合衬里的匀质密实度要求。砂浆应在初凝前使用。
5.3采用机械在地下长距管中喷衬时， 应注意机械放管内开孔段距，一般应在200m左右，在管内的操作员应严格控制机械的送浆、喷射、行走、抹光等工序的技术要求。
5.4各种管径的衬里厚度及允许偏差可按表2.1采用。当条件不允许机械涂衬，而采用手工涂抹时，应按表2.1规定的衬里厚度应分层涂抹（当厚度在16mm以上时宜分4次涂抹，层与层之间应掌握好适合配比及最佳结合时间），以确保衬里质量 。
5.5当采用机械喷涂施工时，对弯头、三通、特殊管件和邻近闸阀附近管段等可采用手工涂抹。但必须按图5.1分层涂抹。
图5.1 分层涂抹
5.6在补口处，衬层茬宜留坡口涂衬。
6.质量要求
6.1强制性质量标准：
6 . 1 . 1 水泥砂浆抗压强度不得低于30Mpa。
6.1.2应采用42.5或32.5（不同环境条件应采用不同品种及不同标号的水泥）普通水泥、矿渣硅酸盐水泥。在使用中不得有硬块、纸屑等异物，超过贮放期的水泥严禁使用。
6.1.3当管径大于DN1000mm，在条件不允许机械涂衬并且有手工涂抹经验时， 允许手工涂抹，但必须分层抹衬。
6.2其它质量标准：
6.2.1在检测厚度时，宜采用砂浆涂层测厚仪检测，当有主管部门允许或自检对比时可采用钻孔法或截面切割法检测。其厚度允许偏差应符合表2.1的规定。
6.2.2当管径大于或等于DN700mm时， 每100m长管段内抽查2个断面，每个断面上应测上下两个点，若其中一个不合格时，再抽查4个断面，如其中仍有2个点不合格，则检测段不合格。
6.2.3管径小于DN700mm的管道，可取靠近管段两端处检测，每段检测长度宜大于500mm。
6.2.4表面平整度用300mm直尺平行管道轴线测定衬里表面与直尺之间的间隙。管径大于或等于DN700mm时，每100m管段内抽查10处，其中9处的间隙不应大于1.8mm，若不符合时，则再抽测20处，其中18处的间隙不应大于1.8mm，否则为不合格（DN2000mm以外的放至2.0mm）。
6.2.5检查表面粗糙度：机械喷涂施工时，用衬里水泥砂浆做出表面粗糙度符合n值不大于0.012的样板，再按样板比测检验，手工涂抹施工时，以手感光滑无砂粒感检验。当认为需要检验实际n值时，可在管道通水后进行流量试验。
6.2.6衬里因收缩引起裂缝，当其宽度小于或等于1.6mm，且延长管道轴向的长度不大于管道圆周长时可不修补。经水浸加强养护后证明裂缝能自动愈合，可认为合格。
6.2.7表面缺陷（麻面、砂穴、空窝等），每处缺陷不得大于10cm2，单个缺陷的深度根据管径大小不得大于表2.1中厚度偏差的数值。
6.2.8以手锤轻击衬里表面的音响判断空鼓。每处空鼓面积不得大于20cm2。
7.成品保护
7.1管段衬里砂浆达到终凝后，应进行喷水、覆盖、密封或用喷涂封闭型养护剂保持湿润，时间应在7d以上，当采用矿渣硅酸盐水泥时，保持湿润时间不小于14d。
7.2养护期间管段内所有孔洞应严密封闭，当到养护期限后，应及时充水，否则应继续进行养护。
7.3不合格的表面缺陷、裂缝、空鼓等，必须认真修补。修补所用材料、配比等应与原衬里相同，并按照第7.1和7.2的要求及时进行养护。
7.4采用机械喷涂在地面施工时（一般适应管径在DN200～DN800的金属管道），应注意金属管道的稳固，防止震动、滚动，待养护期7～14d时，再按要求吊装、搬动、堆放，但都应处于良好的封堵及养护状态。
7.5采用离心机涂衬水泥砂浆时（一般DN200～DN800）存放点必须稳固，其封堵和养护都应保持良好。
8.结论
8.1机械化作业使水泥砂浆衬里将钢管内壁与水或空气隔离，形成一层致密的保护层，从而抑制了钢管内壁被氧化和腐蚀结垢，相比其它的防腐蚀涂层，水泥砂浆和钢管内壁的粘结力大，因为水泥颗粒的水化作用形成的凝胶体，对钢管内壁产生胶结力；水泥砂浆硬结时体积收缩而紧贴钢管内壁，产生摩擦力；钢管内壁凸凹不平，与水泥砂浆之间产生的机械咬合作用而形成挤压力。以上三种粘结应力的存在，加之水泥砂浆和钢管的热膨胀系数基本一致，使水泥砂浆与钢管内壁紧密结合，不易剥落。在施工中，通过加入添加剂，提高养护期的温度、湿度则可以有效减少施工初期产生的裂缝。水泥砂浆的最终收缩期为1～2年，钢管投入运行后，水泥砂浆长期在水中继续硬结，裂缝自动弥合， 不影响防腐蚀的效果。
8.2水泥砂浆衬里投资约占输水钢管总投资的2～4%，经济合理，值得大力推广应用。