海中钢圆筒护岸结构多重防腐保护施工方法与流程

本发明涉及海上人工岛施工领域，具体来说涉及一种海中钢圆筒护岸结构多重防腐保护方法。

背景技术：

采用钢圆筒作为护岸结构，形成护岸后再进行内部填海造岛是海上人工岛施工中的新兴技术。该施工方法具有施工快捷、工厂化制造、对环境影响小等特点。目前公知领域中，所采用的钢圆筒护岸结构均为临时结构，在成岛之后钢圆筒护岸不再起到围护作用，因此并不对该结构的使用寿命进行过高的要求。但如果钢圆筒护岸结构是作为永久结构使用，则要求使用年限长达百年，这对于钢圆筒护岸结构的表面防腐有着极高的要求。

钢圆筒护岸结构包括带有钢副格的钢圆筒护岸，所述的钢圆筒和钢副格的结构可以采用已有结构，如公开号为cn103397650的中国专利公开了“一种大型钢圆筒围堰结构”公开的结构。所述钢圆筒护岸的前侧为海侧(该侧外为海水，即与海水接触侧为海侧)，后侧为陆侧(该侧为岛内回填砂石区域)，在钢圆筒上口陆侧的回填区设有挡浪结构，挡浪结构可采用已有结构，如公开号为cn201040840的中国专利公开的“亲水消浪格型结构防波堤”公开的结构。在钢圆筒陆侧设置阳极井，阳极井结构可采用已有结构，如公开号为cn203769728u的中国专利公开了“一种油田丛式可抽芯式阳极井”公开的结构。钢圆筒和钢副格结构迎水面水下焊接牺牲阳极，牺牲阳极可以采用已有结构，如公开号为“cn204775899u”的中国专利公开的“一种改进的压载舱牺牲阳极与船体的连接结构”公开的结构。

目前公知领域中，对海中钢结构的防腐保护方法多采用涂装防腐涂料或进行阴极保护。但单一的保护措施无法保证海中钢结构，尤其是同一构件不同位置(如泥下区、浪溅区、大气区、回填区等)的防腐要求，这对永久性钢圆筒护岸结构构成极大安全隐患。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服已有技术的不足，提供一种能够有效抑制海中钢圆筒锈蚀，保证结构百年使用寿命的海中钢圆筒护岸结构多重防腐保护施工方法。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明的海中钢圆筒护岸结构多重防腐保护施工方法，包括以下步骤：

(1)在加工钢圆筒护岸结构的钢圆筒和钢副格过程中，在钢圆筒和钢副格外壁以及内壁分别涂覆防腐涂料，海侧的钢圆筒及钢副格外壁上的防腐涂料厚度比陆侧的钢圆筒及钢副格的外壁上的防腐涂料厚度以及钢圆筒及钢副格内壁上的防腐涂料厚度厚；

(2)将多个钢圆筒和钢副格按照设计要求在海上连接为整体构成钢圆筒护岸结构体系；

(3)在每个钢圆筒和钢副格内填充中粗砂至距离钢圆筒以及钢副格上沿一定距离；

(4)在分别距离钢圆筒以及钢副格内壁30-50cm，且从中粗砂至钢圆筒以及钢副格上沿的范围边界处分别设置模板，在模板围成的封闭空间内浇筑封顶混凝土，待封顶混凝土达到设计强度后拆除模板；

(5)在封顶混凝土与钢圆筒和钢副格内壁之间的空隙内浇筑硫磺砂浆使得封顶混凝土和钢圆筒、钢副格内壁紧密相连，所述硫磺砂浆沿钢圆筒内壁呈环状结构并且沿钢副格内壁呈扇环形；

(6)在硫磺砂浆达到设计强度后，利用钢圆筒和钢副格顶部的封顶混凝土和硫磺砂浆作为施工平台，在设计低水位以上、顶标高以下的海侧的钢圆筒及钢副格外壁的涂料上浇筑混凝土使混凝土与钢圆筒和钢副格的外壁紧密相连，所述的混凝土的厚度为25-30cm；

(7)采用船上吊装、水下焊接的施工方法，在所述混凝土下方、泥面标高上方之间的海侧的每个钢圆筒及钢副格外壁上分别焊接牺牲阳极块；

(8)在每个陆侧的钢圆筒及钢副格外壁的上部分别焊接一个支架，在所述的支架上涂覆防腐涂料，然后在每一个所述的支架上分别安装参比电极，同时在支架上方与钢圆筒或钢副格的上沿之间均焊接阴极焊点和零位焊点，所述的支架上的防腐涂料的厚度与陆侧的钢圆筒及钢副格的外壁上的防腐涂料厚度一致；

(9)在挡浪结构后侧的岛上挖掘两条电缆沟，在所述的两条电缆沟内分别设置电缆排架；在两条电缆沟之间建造恒电位仪间并在恒电位仪间内安装恒电位仪；在第二条电缆沟后侧的岛上挖掘阳极井并且在阳极井内置预包装阳极体；

(10)将参比电极、零位焊点和阴极焊点的引出导线分别穿过电缆套管向上导引，再穿过挡浪结构，然后沿第一条电缆沟的电缆排架布设后连接恒电位仪，从恒电位仪引出的电缆线沿第二条电缆沟的电缆排架布设，然后引入阳极井与内置预包装阳极体连接。

本发明的有益效果是：

(1)海中钢圆筒护岸结构多重防腐保护措施采用多种方法，从不同角度对海中钢圆筒护岸结构进行防护，能够有效起到海中钢结构的长效防腐作用，实现百年施工寿命的设计要求；

(2)海中钢圆筒护岸结构多重防腐保护措施能够在不影响钢圆筒施工进度的前提下，保证各项防腐措施的有效安装；

(3)钢圆筒和钢副格结构上采用的防腐涂层能够有效保证钢圆筒和钢副格结构在运输、安装过程中的防腐，并能保证在施工过程中及运营前期对钢结构的有效保护；

(4)因钢圆筒和钢副格结构海侧腐蚀要比陆侧腐蚀严重，因此采用的海侧的涂装层厚度为钢圆筒及钢副格结构内侧和陆侧的涂装层厚度的1.5倍，既能保证钢圆筒护岸结构的有效防腐，还能最大限度做到材料的节约；

(5)在钢圆筒和钢副格顶端设置硫磺砂浆在封顶混凝土结构的外侧的结构形式，能有效保证混凝土结构的防水要求，减小钢圆筒和钢副格内壁的腐蚀几率；

(6)在钢圆筒和钢副格结构外侧设置包覆混凝土结构能够有效防止钢圆筒和钢副格结构浪溅区的腐蚀，大幅延长整体结构的使用寿命；

(7)在钢圆筒和钢副格结构海侧设置牺牲阳极，能够利用海水的导电特性，基于电化学原理，有效减少海侧结构的锈蚀；

(8)在钢圆筒和钢副格陆侧设置阳极井，能够有效保证钢圆筒和钢副格结构内侧和陆侧的电子的供应，防止钢结构因失电子而锈蚀；

(9)在电缆沟中设置分类排架，能够保证后续电缆线的分类架设，防止不同电缆线之间的干扰，为后续检修提供方便；

(10)成岛后，在钢圆筒陆侧设置参比电极的支架要长期埋设在陆侧砂石中，因此采用和钢圆筒及钢副格陆侧同等的防腐要求，能够有效的避免支架的锈蚀，起到长效支撑作用。

附图说明

图1为采用本发明方法的海中钢圆筒护岸结构多重防腐保护结构的俯视图；

图2为采用本发明方法的海中钢圆筒护岸结构多重防腐保护结构的侧视图；

图3为采用本发明方法的海中钢圆筒护岸结构多重防腐保护结构的正视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明加以详细说明。

本发明的海中钢圆筒护岸结构多重防腐保护施工方法，包括以下步骤：

(1)在加工钢圆筒护岸结构的钢圆筒1和钢副格2过程中，在钢圆筒1和钢副格2外壁以及内壁分别涂覆防腐涂料；海侧的钢圆筒1及钢副格2外壁上的防腐涂料厚度比陆侧的钢圆筒1及钢副格2的外壁上的防腐涂料厚度以及钢圆筒1及钢副格2内壁上的防腐涂料厚度厚，优选的海侧的钢圆筒1及钢副格2外壁上的防腐涂料厚度是陆侧的钢圆筒1及钢副格2外壁上的防腐涂料厚度以及钢圆筒1及钢副格2内壁上防腐涂料厚度的1.5倍，可在保证防腐质量的同时最大限度节省涂料用量。

(2)将多个钢圆筒1和钢副格2按照设计要求在海上连接为整体构成钢圆筒护岸结构体系；

(3)在每个钢圆筒1和钢副格2内填充中粗砂至距离钢圆筒1以及钢副格2上沿一定距离，可以为0.5-2m，优选的为2m；

(4)在分别距离钢圆筒1以及钢副格2内壁30-50cm，且从中粗砂至钢圆筒1以及钢副格2上沿的范围边界处分别设置模板，在模板围成的封闭空间内浇筑封顶混凝土4，待封顶混凝土4达到设计强度后拆除模板；

(5)在封顶混凝土4与钢圆筒1和钢副格2内壁之间的空隙内浇筑硫磺砂浆3使得封顶混凝土4和钢圆筒1、钢副格2内壁紧密相连，所述硫磺砂浆3沿钢圆筒1内壁呈环状结构并且沿钢副格内壁呈扇环形；

(6)在硫磺砂浆3达到设计强度后，利用钢圆筒1和钢副格2顶部的封顶混凝土4和硫磺砂浆3作为施工平台，在设计低水位以上、顶标高以下的海侧的钢圆筒1及钢副格2外壁的涂料上浇筑混凝土5使混凝土5与钢圆筒1和钢副格2的外壁紧密相连；所述的混凝土5的厚度为25-30cm，可有效防止海水中氯离子对钢圆筒1表面的侵蚀，同时防止过厚的混凝土防护层对钢圆筒1结构造成偏载。

(7)采用船上吊装、水下焊接的施工方法，在所述混凝土5下方、泥面标高上方之间的海侧的每个钢圆筒1及钢副格2外壁上分别焊接牺牲阳极块6；

(8)在每个陆侧的钢圆筒1及钢副格2外壁的上部分别焊接一个支架11，在所述的支架11上涂覆防腐涂料，然后在每一个所述的支架11上分别安装参比电极，同时在支架11上方与钢圆筒1或钢副格的上沿之间均焊接阴极焊点17和零位焊点16，所述的支架11上的防腐涂料的厚度与陆侧的钢圆筒1及钢副格2的外壁上的防腐涂料厚度一致；

(9)在挡浪结构13后侧的岛上挖掘两条电缆沟8-1、8-2，在所述的两条电缆沟8-1、8-2内分别设置电缆排架，以便后续电缆能够分类安放；在两条电缆沟8-1和8-2之间建造恒电位仪间9并在恒电位仪间内安装恒电位仪；在第二条电缆沟8-2后侧的岛上挖掘阳极井10并且在阳极井10内置预包装阳极体；

(10)将参比电极7、零位焊点16和阴极焊点17的引出导线分别穿过电缆套管12向上导引，再穿过挡浪结构13，然后沿第一条电缆沟8-1的电缆排架布设后连接恒电位仪，从恒电位仪引出的电缆线沿第二条电缆沟8-2的电缆排架布设，然后引入阳极井10与内置预包装阳极体连接。

实施例1

(1)在加工钢圆筒护岸结构的钢圆筒1和钢副格2过程中，在钢圆筒1和钢副格2外壁以及内壁分别涂覆防腐涂料；海侧的钢圆筒1及钢副格2外壁上的防腐涂料厚度是陆侧的钢圆筒1及钢副格2外壁上的防腐涂料厚度以及钢圆筒1及钢副格2内壁上防腐涂料厚度的1.5倍；

(2)将多个钢圆筒1和钢副格2按照设计要求在海上连接为整体构成钢圆筒护岸结构体系；

(3)在每个钢圆筒1和钢副格2内填充中粗砂至距离钢圆筒1以及钢副格2上沿2m；

(4)在分别距离钢圆筒1以及钢副格2内壁30cm，且从中粗砂至钢圆筒1以及钢副格2上沿的范围边界处分别设置模板，在模板围成的封闭空间内浇筑封顶混凝土4，待封顶混凝土4达到设计强度后拆除模板；

(5)在封顶混凝土4与钢圆筒1和钢副格2内壁之间的空隙内浇筑硫磺砂浆3使得封顶混凝土4和钢圆筒1、钢副格2内壁紧密相连，所述硫磺砂浆3沿钢圆筒1内壁呈环状结构并且沿钢副格内壁呈扇环形；

(6)在硫磺砂浆3达到设计强度后，利用钢圆筒1和钢副格2顶部的封顶混凝土4和硫磺砂浆3作为施工平台，在设计低水位以上、顶标高以下的海侧的钢圆筒1及钢副格2外壁的涂料上浇筑混凝土5使混凝土5与钢圆筒1和钢副格2的外壁紧密相连；所述的混凝土5的厚度为25cm；

(7)采用船上吊装、水下焊接的施工方法，在所述混凝土5下方、泥面标高上方之间的海侧的每个钢圆筒1及钢副格2外壁上分别焊接牺牲阳极块6；

(8)在每个陆侧的钢圆筒1及钢副格2外壁的上部分别焊接一个支架11，在所述的支架11上涂覆防腐涂料，然后在每一个所述的支架11上分别安装参比电极，同时在支架11上方与钢圆筒1或钢副格的上沿之间均焊接阴极焊点17和零位焊点16，所述的支架11上的防腐涂料的厚度与陆侧的钢圆筒1及钢副格2的外壁上的防腐涂料厚度一致；

(9)在挡浪结构13后侧的岛上挖掘两条电缆沟8-1、8-2，在所述的两条电缆沟8-1、8-2内分别设置电缆排架，以便后续电缆能够分类安放；在两条电缆沟8-1和8-2之间建造恒电位仪间9并在恒电位仪间内安装恒电位仪；在第二条电缆沟8-2后侧的岛上挖掘阳极井10并且在阳极井10内置预包装阳极体；

(10)将参比电极7、零位焊点16和阴极焊点17的引出导线分别穿过电缆套管12向上导引，再穿过挡浪结构13，然后沿第一条电缆沟8-1的电缆排架布设后连接恒电位仪，从恒电位仪引出的电缆线沿第二条电缆沟8-2的电缆排架布设，然后引入阳极井10与内置预包装阳极体连接。

经测试，多重防腐效果可以保证钢圆筒护岸结构的长效防腐。

实施例2

(1)在加工钢圆筒护岸结构的钢圆筒1和钢副格2过程中，在钢圆筒1和钢副格2外壁以及内壁分别涂覆防腐涂料；海侧的钢圆筒1及钢副格2外壁上的防腐涂料厚度是陆侧的钢圆筒1及钢副格2外壁上的防腐涂料厚度以及钢圆筒1及钢副格2内壁上防腐涂料厚度的1.5倍；

(2)将多个钢圆筒1和钢副格2按照设计要求在海上连接为整体构成钢圆筒护岸结构体系；

(3)在每个钢圆筒1和钢副格2内填充中粗砂至距离钢圆筒1以及钢副格2上沿1.5m；

(4)在分别距离钢圆筒1以及钢副格2内壁50cm，且从中粗砂至钢圆筒1以及钢副格2上沿的范围边界处分别设置模板，在模板围成的封闭空间内浇筑封顶混凝土4，待封顶混凝土4达到设计强度后拆除模板；

(5)在封顶混凝土4与钢圆筒1和钢副格2内壁之间的空隙内浇筑硫磺砂浆3使得封顶混凝土4和钢圆筒1、钢副格2内壁紧密相连，所述硫磺砂浆3沿钢圆筒1内壁呈环状结构并且沿钢副格内壁呈扇环形；

(6)在硫磺砂浆3达到设计强度后，利用钢圆筒1和钢副格2顶部的封顶混凝土4和硫磺砂浆3作为施工平台，在设计低水位以上、顶标高以下的海侧的钢圆筒1及钢副格2外壁的涂料上浇筑混凝土5使混凝土5与钢圆筒1和钢副格2的外壁紧密相连；所述的混凝土5的厚度为30cm；

(7)采用船上吊装、水下焊接的施工方法，在所述混凝土5下方、泥面标高上方之间的海侧的每个钢圆筒1及钢副格2外壁上分别焊接牺牲阳极块6；

(8)在每个陆侧的钢圆筒1及钢副格2外壁的上部分别焊接一个支架11，在所述的支架11上涂覆防腐涂料，然后在每一个所述的支架11上分别安装参比电极，同时在支架11上方与钢圆筒1或钢副格的上沿之间均焊接阴极焊点17和零位焊点16，所述的支架11上的防腐涂料的厚度与陆侧的钢圆筒1及钢副格2的外壁上的防腐涂料厚度一致；

(9)在挡浪结构13后侧的岛上挖掘两条电缆沟8-1、8-2，在所述的两条电缆沟8-1、8-2内分别设置电缆排架，以便后续电缆能够分类安放；在两条电缆沟8-1和8-2之间建造恒电位仪间9并在恒电位仪间内安装恒电位仪；在第二条电缆沟8-2后侧的岛上挖掘阳极井10并且在阳极井10内置预包装阳极体；

(10)将参比电极7、零位焊点16和阴极焊点17的引出导线分别穿过电缆套管12向上导引，再穿过挡浪结构13，然后沿第一条电缆沟8-1的电缆排架布设后连接恒电位仪，从恒电位仪引出的电缆线沿第二条电缆沟8-2的电缆排架布设，然后引入阳极井10与内置预包装阳极体连接。

经测试，多重防腐效果可以保证钢圆筒护岸结构的长效防腐。

实施例3

(1)在加工钢圆筒护岸结构的钢圆筒1和钢副格2过程中，在钢圆筒1和钢副格2外壁以及内壁分别涂覆防腐涂料；海侧的钢圆筒1及钢副格2外壁上的防腐涂料厚度是陆侧的钢圆筒1及钢副格2外壁上的防腐涂料厚度以及钢圆筒1及钢副格2内壁上防腐涂料厚度的1.5倍；

(2)将多个钢圆筒1和钢副格2按照设计要求在海上连接为整体构成钢圆筒护岸结构体系；

(3)在每个钢圆筒1和钢副格2内填充中粗砂至距离钢圆筒1以及钢副格2上沿2m；

(4)在分别距离钢圆筒1以及钢副格2内壁40cm，且从中粗砂至钢圆筒1以及钢副格2上沿的范围边界处分别设置模板，在模板围成的封闭空间内浇筑封顶混凝土4，待封顶混凝土4达到设计强度后拆除模板；

(5)在封顶混凝土4与钢圆筒1和钢副格2内壁之间的空隙内浇筑硫磺砂浆3使得封顶混凝土4和钢圆筒1、钢副格2内壁紧密相连，所述硫磺砂浆3沿钢圆筒1内壁呈环状结构并且沿钢副格内壁呈扇环形；

(6)在硫磺砂浆3达到设计强度后，利用钢圆筒1和钢副格2顶部的封顶混凝土4和硫磺砂浆3作为施工平台，在设计低水位以上、顶标高以下的海侧的钢圆筒1及钢副格2外壁的涂料上浇筑混凝土5使混凝土5与钢圆筒1和钢副格2的外壁紧密相连；所述的混凝土5的厚度为28cm；

(7)采用船上吊装、水下焊接的施工方法，在所述混凝土5下方、泥面标高上方之间的海侧的每个钢圆筒1及钢副格2外壁上分别焊接牺牲阳极块6；

(8)在每个陆侧的钢圆筒1及钢副格2外壁的上部分别焊接一个支架11，在所述的支架11上涂覆防腐涂料，然后在每一个所述的支架11上分别安装参比电极，同时在支架11上方与钢圆筒1或钢副格的上沿之间均焊接阴极焊点17和零位焊点16，所述的支架11上的防腐涂料的厚度与陆侧的钢圆筒1及钢副格2的外壁上的防腐涂料厚度一致；

(9)在挡浪结构13后侧的岛上挖掘两条电缆沟8-1、8-2，在所述的两条电缆沟8-1、8-2内分别设置电缆排架，以便后续电缆能够分类安放；在两条电缆沟8-1和8-2之间建造恒电位仪间9并在恒电位仪间内安装恒电位仪；在第二条电缆沟8-2后侧的岛上挖掘阳极井10并且在阳极井10内置预包装阳极体；

(10)将参比电极7、零位焊点16和阴极焊点17的引出导线分别穿过电缆套管12向上导引，再穿过挡浪结构13，然后沿第一条电缆沟8-1的电缆排架布设后连接恒电位仪，从恒电位仪引出的电缆线沿第二条电缆沟8-2的电缆排架布设，然后引入阳极井10与内置预包装阳极体连接。

经测试，多重防腐效果可以保证钢圆筒护岸结构的长效防腐。