哈密南—鄭州±800kV 特高壓直流輸電工程基礎(chǔ)防腐方案經(jīng)濟(jì)性分析

韓 彬，程克娜

（東北電力設(shè)計(jì)院，長(zhǎng)春 130021）

哈密南—鄭州±800kV特高壓直流輸電工程（以下簡(jiǎn)稱哈鄭工程）是國家實(shí)施“疆電外送”的第一個(gè)特高壓輸電工程，是第二代特高壓直流輸電工程的典型代表，是實(shí)施風(fēng)火電打捆送出的首個(gè)特高壓直流輸電工程，也是西北地區(qū)第一個(gè)特高壓直流輸電工程。該工程輸電線路全長(zhǎng)2 193.02km，途經(jīng)新疆、甘肅、寧夏、陜西、山西、河南等6個(gè)省級(jí)行政區(qū)。

工程所經(jīng)新疆、甘肅、寧夏境內(nèi)（1～14個(gè)標(biāo)段，共2 801基桿塔）均存在鹽漬土腐蝕性地基，工程遇到的腐蝕性地基范圍之廣、線路之長(zhǎng)、腐蝕等級(jí)之高在我國高壓、特高壓線路中都是前所未有的，基礎(chǔ)防腐工程投資對(duì)工程本體投資及經(jīng)濟(jì)性存在著較大影響。工程建設(shè)期間經(jīng)過多次專題論證及業(yè)內(nèi)外專家的評(píng)審，采用了新型鹽漬土腐蝕地區(qū)基礎(chǔ)防腐方案，以下對(duì)新型防腐方案進(jìn)行說明并與以往同類工程采用的基礎(chǔ)防腐方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性比較并得出相應(yīng)結(jié)論。

1 工程腐蝕概況

影響混凝土耐久性的主要因素是硫酸鹽侵蝕和氯離子侵入所致鋼筋銹蝕。硫酸鹽作為混凝土結(jié)構(gòu)的劣化外力，通過與水泥水化產(chǎn)物作用，生成膨脹性的水化產(chǎn)物，當(dāng)發(fā)生膨脹性侵蝕時(shí)，生成的反應(yīng)產(chǎn)物的體積大于參與反應(yīng)的物質(zhì)體積，因而產(chǎn)生膨脹壓力，使混凝土開裂，造成強(qiáng)度損失，最終使混凝土崩裂破壞。而氯離子對(duì)鋼筋銹蝕主要作用為：破壞基礎(chǔ)鋼筋鈍化膜、形成“腐蝕電池”，造成鋼筋銹蝕、保護(hù)層剝落以及順筋裂縫等破壞問題。

哈鄭工程新疆、甘肅、寧夏境內(nèi)（1～14個(gè)標(biāo)段，共2 801基桿塔）存在腐蝕性地基，腐蝕介質(zhì)主要為和Cl－。根據(jù)GB 50021—2001《巖土工程勘察規(guī)范》（2009年版）判定地基土和水對(duì)混凝土強(qiáng)腐蝕約332基，中腐蝕約355 基，弱腐蝕約1 562基；地基土和水對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋強(qiáng)腐蝕約176基，中腐蝕約1 427基，弱腐蝕約583基?？梢姼g范圍及等級(jí)的嚴(yán)重性。

2 以往工程或行業(yè)腐蝕地基基礎(chǔ)防腐措施

以往甘肅河西地區(qū)輸電線路通過腐蝕地基時(shí)，一般采用加大基礎(chǔ)保護(hù)層厚度、使用抗硫酸鹽水泥、調(diào)整水灰比、將混凝土標(biāo)號(hào)調(diào)高到C25等基礎(chǔ)防腐措施。根據(jù)對(duì)該地區(qū)已運(yùn)行線路的調(diào)查，調(diào)查對(duì)象最長(zhǎng)運(yùn)行時(shí)間已有25年，尚未出現(xiàn)因鐵塔基礎(chǔ)被腐蝕破壞而發(fā)生的安全事故。

青海省的鹽湖地區(qū)屬于強(qiáng)腐蝕地區(qū)，超強(qiáng)鹽漬土分布廣泛。青海省電力設(shè)計(jì)院在該地區(qū)有多年線路工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)并進(jìn)行了大量的鹽漬土地區(qū)基礎(chǔ)防腐科研課題的研究，從2003年設(shè)計(jì)的110kV 格爾木—察爾汗Ⅱ回線路工程、110kV 青藏鐵路供電工程、察爾汗鹽湖多條線路到330 源—烏—格線路、750kV 烏蘭—格爾木線路工程，前后近8年時(shí)間，共有上百千米強(qiáng)腐蝕鹽漬土地區(qū)的線路鐵塔基礎(chǔ)防腐采用了基礎(chǔ)外包玻璃鋼（FRP）防腐技術(shù)，玻璃鋼具有優(yōu)良的防腐特性，且該技術(shù)并不復(fù)雜，施工簡(jiǎn)單易行，在其他領(lǐng)域應(yīng)用也很廣泛，防腐效果良好，能夠滿足輸電線路工程野外施工的要求。

此外，青海鹽湖鉀肥集團(tuán)公司的建筑住宅、青海格察高速公路的混凝土橋梁、西寧火車站改造工程（含橋梁、地下空間）等項(xiàng)目，所處地區(qū)均為超強(qiáng)鹽漬土地段，基礎(chǔ)防腐都采用了“布袋混凝土灌注樁”施工方案，即在樁基礎(chǔ)混凝土外邊裹上由隔水防腐特殊土工布制作的布袋，隔斷混凝土與鹵水的接觸，從而延長(zhǎng)樁基混凝土的使用壽命。通過近10年的工程實(shí)踐證明，采用防腐蝕、壽命長(zhǎng)、強(qiáng)度高、耐磨損等特性的土工合成防腐袋，隔離鋼筋混凝土與鹽漬土的接觸，能有效地解決鹽漬土（特別是鹽湖鹵水）對(duì)樁體材料的腐蝕性破壞，提高構(gòu)筑物的耐久性和安全性［1－2］。

3 哈鄭線基礎(chǔ)防腐方案

a.弱腐蝕地區(qū)基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30，最大水膠比0.5，最小水泥用量300kg／m3，不再采取其他外防護(hù)措施?；炷翂|層最低強(qiáng)度等級(jí)C20，最小厚度100mm。灌注樁基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度等級(jí)C35，最大水膠比0.45。

b.中等腐蝕地區(qū)基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度等級(jí)C35，最大水膠比0.4，最小水泥用量320kg／m3。開挖基礎(chǔ)表面及其墊層頂面全部采用防腐蝕涂層進(jìn)行防護(hù)，墊層混凝土最低強(qiáng)度等級(jí)C25，最小厚度100mm；掏挖基礎(chǔ)、人工挖孔樁基礎(chǔ)和灌注樁基礎(chǔ)在地面以下500mm 及地面露出部分涂刷表面防腐涂層。

c.強(qiáng)腐蝕地區(qū)基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度等級(jí)C40，最大水膠比0.36，最小水泥用量340kg／m3。開挖基礎(chǔ)表面及其墊層頂面全部采用防腐蝕涂層進(jìn)行防護(hù)，墊層混凝土最低強(qiáng)度等級(jí)C25，最小厚度100mm。

d.灌注樁基礎(chǔ)鋼筋混凝土保護(hù)層最小厚度在中腐蝕地區(qū)為55mm，強(qiáng)腐蝕地區(qū)為65mm，其他基礎(chǔ)保護(hù)層最小厚度為50mm。

e.各等級(jí)混凝土均采用42.5普通硅酸鹽水泥配制；優(yōu)先使用P·I型硅酸鹽水泥；基礎(chǔ)表面防腐蝕涂層采用改性高氯化聚乙烯（HCPE），中等腐蝕地區(qū)涂層干膜厚度不小于200μm，強(qiáng)腐蝕地區(qū)涂層干膜厚度不小于300μm；中、強(qiáng)腐蝕地區(qū)基礎(chǔ)混凝土中需加入粉煤灰、磨細(xì)礦渣、硅灰等礦物摻合料，具體種類、品質(zhì)和摻量通過試驗(yàn)確定，材料配比設(shè)計(jì)參數(shù)見表1。

4 腐蝕性地基基礎(chǔ)經(jīng)濟(jì)性分析

4.1 經(jīng)濟(jì)性分析依據(jù)

a.計(jì)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)：《±800kV 特高壓直流工程建設(shè)預(yù)算編制與計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)》（電定［2009］18號(hào)）。

b.定額標(biāo)準(zhǔn)：《±800kV 特高壓直流工程預(yù)算定額》（電定［2009］18 號(hào)）。不足部分參照《1 000 kV 特高壓交流工程預(yù)算定額》第三冊(cè) 送電線路工程（電定［2008］14號(hào)）及《1 000kV 特高壓交流工程預(yù)算定額》第四冊(cè) 調(diào)試工程（電定［2008］14號(hào)）。

c.裝置性材料：《±800kV 特高壓直流工程裝置性材料預(yù)算價(jià)格》（電定［2009］18號(hào)、采用甘肅地區(qū)價(jià)格）。

d.調(diào)整文件：材機(jī)調(diào)整執(zhí)行定額［2013］1號(hào)“關(guān)于發(fā)布電網(wǎng)安裝工程概預(yù)算定額2012年度材機(jī)調(diào)整系數(shù)的通知”；工資性補(bǔ)貼執(zhí)行電定總造［2007］12號(hào)“關(guān)于公布各地區(qū)工資性補(bǔ)貼的通知”；人工工日單價(jià)調(diào)整執(zhí)行定額［2011］39號(hào)《關(guān)于調(diào)整電力建設(shè)工程人工工日單價(jià)的通知》；稅金按3.48%計(jì)算。

表1 哈鄭工程材料配比設(shè)計(jì)參數(shù)

4.2 基礎(chǔ)費(fèi)用測(cè)算比較基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

a.此混凝土投資中含砂石、水泥、防腐材料等材料費(fèi)、混凝土攪拌及澆制費(fèi)用，不含鋼筋、地腳螺栓、土石方挖方費(fèi)用。

b.此混凝土投資中不含鋼筋、地腳螺栓、土石方挖方費(fèi)用。

c.HCPE 防腐單價(jià)120 元／m2（含安裝費(fèi)）；玻璃鋼防腐單價(jià)500元／m2（含安裝費(fèi)）。

d.C35及以上現(xiàn)澆基礎(chǔ)機(jī)械價(jià)差按12 000元／km 計(jì)列。

e.主要材料價(jià)格：P·I型硅酸鹽水泥970.0元／t，粉煤灰470.0元／t，礦渣570.0 元／t，砂120元／m3，碎石150元／m3，普通硅酸鹽水泥500元／t。

經(jīng)過測(cè)算，甘肅地區(qū)腐蝕性地基，無腐蝕、弱腐蝕、中等腐蝕、強(qiáng)腐蝕四種情況下費(fèi)用見表2，其中，哈鄭工程基礎(chǔ)防腐措施防腐涂料6.39萬元，墊層1萬元，使用P·I型硅酸鹽水泥1.91萬元，以往工程基礎(chǔ)防腐措施玻璃鋼防腐26.2萬元。

哈鄭工程全線共4 251 基基礎(chǔ)，混凝土總量423 727m3，平均每基99.67m3，如前所述共2 801基桿塔存在腐蝕性地基，其中強(qiáng)腐蝕約332基、中腐蝕約355基、弱腐蝕約1 562基。從表2可以推算出強(qiáng)腐蝕和中腐蝕情況下，新型基礎(chǔ)防腐方案比傳統(tǒng)基礎(chǔ)防腐方案工程全線可節(jié)約投資約1.02億元。

表2 腐蝕性地基基礎(chǔ)費(fèi)用測(cè)算

5 結(jié)論

哈鄭工程中對(duì)鹽漬土地區(qū)基礎(chǔ)的新型防腐方案，在強(qiáng)、中、弱腐蝕下分別采用C40、C35、C30級(jí)混凝土，并在強(qiáng)、中腐蝕條件下采用外防腐涂HCPE的方法。其費(fèi)用較以往同類工程使用玻璃鋼或布袋樁防腐節(jié)約20%以上，全線可節(jié)約投資約1.02億元，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著，同類工程可以借鑒。

［1］GB 50046—2008，工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［2］GB／T 50476—2008，混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.