直埋熱力管道土壤腐蝕與防護(hù)

薛利鋒

（中鐵十八局集團(tuán)建筑安裝工程有限公司，天津300457）

直埋熱力管道土壤腐蝕與防護(hù)

薛利鋒

（中鐵十八局集團(tuán)建筑安裝工程有限公司，天津300457）

由于節(jié)約能源、環(huán)境保護(hù)以及城市建設(shè)等多方面的需要，因此越來越廣泛地運(yùn)用到了熱力管道直埋技術(shù)?，F(xiàn)在地下管道運(yùn)行時間變得越來越久，因此人們開始普遍關(guān)注其中的土壤腐蝕問題。本文對直埋熱力管道土壤腐蝕的特點進(jìn)行了分析和介紹，并且對預(yù)防直埋熱力管道土壤腐蝕中需要注意的問題進(jìn)行了討論。

直埋；熱力管道；土壤腐蝕

現(xiàn)在人們對節(jié)約能源環(huán)境保護(hù)以及城市建設(shè)的要求變得越來越高，隨著熱水直埋管道技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)在出現(xiàn)了大量的鋼套鋼蒸汽管道直埋技術(shù)，并且迅速地應(yīng)用到了城市集中供熱領(lǐng)域中。大量的實踐表明，因為早期人們并沒有充分地認(rèn)識到熱力管線土壤腐蝕行為的特點，因此導(dǎo)致在幾年的時間中埋入地下的管道就出現(xiàn)了不同程度的腐蝕情況。由于有些城市街區(qū)是在綠化帶或者道路下面埋設(shè)熱力管道，具有非常大的工程投資量，而且在對其進(jìn)行損壞維修的時候往往比較困難，同時會產(chǎn)生昂貴的維修費(fèi)用，再加上企業(yè)的正常生產(chǎn)和人們的正常生活會由于停止供熱而受到嚴(yán)重的影響，所以必須要充分地重視直埋熱力管道土壤腐蝕和防護(hù)的作用。

一、對土壤腐蝕性產(chǎn)生影響的主要因素

有很多因素都會影響到土壤的腐蝕，而且各種因素之間也具有比較復(fù)雜的交互作用，在這里本文對于熱力管道土壤腐蝕相關(guān)的因素進(jìn)行分析和介紹，希望能夠在工程中充分地重視這些因素。

1.土壤電阻率的影響

作為一個綜合性的因素，土壤電阻率能夠?qū)⑼寥澜橘|(zhì)的導(dǎo)電能力很好地反映出來，一般土壤如果具有較低的電阻率，就會具有較強(qiáng)的腐蝕性，如果其具有越高的電阻率，其就會具有越強(qiáng)的腐蝕性。然而盡管導(dǎo)致土壤產(chǎn)生腐蝕性的一個非常重要的因素是土壤電阻率，然而并不代表土壤腐蝕性完全是由土壤腐蝕率導(dǎo)致的。

2.水與氣的含量

鋼的腐蝕率受到的土壤水含量的影響中具有一個最大值，也就是說如果與這個最大值比起來土壤水含量要低，那么土壤的腐蝕性會隨著水含量的增加而增加，如果與這個最大值比起來土壤水含量要高，那么土壤的腐蝕性會隨著水含量的增加而下降。

3.含鹽量

作為電解質(zhì)的土壤會由于含鹽量的增加而增強(qiáng)，導(dǎo)致其電阻率降低，而其腐蝕性則會提升。氧的溶解度，會由于含鹽量的提升而降低，這樣就會削弱土壤腐蝕的電化學(xué)基因及過程，從而減緩鋼的腐蝕速度，除此之外，土壤中金屬的電極電位也會受到含鹽量的影響。

4.土壤的氧化還原電位

作為一個對土壤氧化還原程度強(qiáng)弱進(jìn)行綜合反映的指標(biāo)，土壤的氧化還原電位如果比較高，那么土壤就會具有越強(qiáng)的氧化性，從而對鋼具有越強(qiáng)的腐蝕作用，土壤的氧化還原電位如果比較低，那么土壤就會具有越低的氧化性，從而對鋼具有越弱的腐蝕作用。

5.使用材料

碳鋼的成分在正常情況下并不會對土壤腐蝕產(chǎn)生較大的影響，然而其熱影響區(qū)域及焊縫等材料本身的組織變化和結(jié)構(gòu)則在面對土壤腐蝕的時候比較敏感。

二、熱力管道土壤腐蝕的特點

熱力管道土壤腐蝕性的主要特點一共包括兩個方面，首先，熱力管道周圍的土壤環(huán)境出現(xiàn)變化；其次就是熱力管道自身的特點。

1.熱力管道周圍的土壤環(huán)境出現(xiàn)變化：一般都是在城鎮(zhèn)街區(qū)的綠化帶或者道路下面對集中供熱管道進(jìn)行敷設(shè)，城市地下的各種管線由于城市建設(shè)的不斷發(fā)展而具有越來越錯綜復(fù)雜的特征，同時也具有越來越多的數(shù)量。這些管線包括煤氣管線、電力管線、通信管線、自來水管線、污水管線以及雨水管線等。為了能夠?qū)@些管線進(jìn)行有效的避讓，導(dǎo)致熱力管道的走向和埋深處于不斷的變化中，這樣就使得熱力管道出現(xiàn)了不相同的表面溫度，而且熱力管道所接觸的鹽濃度、含氣量以及含水量等也出現(xiàn)了相應(yīng)的變化，地下管線中的污水管、自來水管以及雨水管等出現(xiàn)的泄漏事故，會導(dǎo)致土壤出現(xiàn)干濕不穩(wěn)定的情況，而且突然還會由于污水的泄漏而出現(xiàn)成分不定的腐蝕介質(zhì)。與此同時，城市高樓大廈、電力及通信等的接地設(shè)施也會導(dǎo)致土壤中具有非常多的雜散電流。除此之外，每年冬季北方城市在道路除雪的過程中也會有很多鹽分進(jìn)入到土壤中，這樣就使得土壤中的鹽濃度存在著很大的差異，因此相對于自然界的其他土壤而言，熱力管道所處城市土壤就具有很高的腐蝕性。

2.熱力管道自身特點的影響。直埋熱力管道往往具有較高的溫度，其輸送的具有高達(dá)300℃的介質(zhì)溫度，而且其也具有60℃的表面溫度，因此這樣就存在著較大的溫差，會導(dǎo)致土壤表面的溫度逐漸升高，從而導(dǎo)致出現(xiàn)溫差原電池的腐蝕。

三、直埋熱力管道的施工和防護(hù)措施

（一）直埋熱力管道的土方工程施工

直埋熱力管道主要是按照施工要求，使用直埋敷設(shè)的方式來對管道接口轉(zhuǎn)角進(jìn)行控制。要采取統(tǒng)一開挖和整體放線的方式來進(jìn)行溝槽施工，對施工過程中遇到的地下障礙物進(jìn)行統(tǒng)籌調(diào)整。

測量放線主要使用全站儀，放測和復(fù)核溝槽的中心線。要以管線區(qū)內(nèi)地下障礙物圖為依據(jù)，核對施工現(xiàn)場，對地下障礙物的情況進(jìn)行確認(rèn)，對管線施工的方案進(jìn)行確認(rèn)。

要對溝槽排水的措施方案進(jìn)行確定，根據(jù)本工程的實際情況，決定使用排水降水方案。要通過整體降水措施降低開槽部位的地下水，并挖出溝槽兩側(cè)的排水明溝，做好地面防滲措施。在土方開挖時采取人工開挖和機(jī)械開挖相結(jié)合的方式，并對坡底進(jìn)行清理。如果遇到障礙物，要采用人工開挖的方式，不要對坑底原土層進(jìn)行破壞，對挖出的障礙物要采取一定的安全保護(hù)措施。挖好溝槽之后，要在槽底設(shè)置中線樁和腰樁，對高程進(jìn)行控制。由監(jiān)理單位、設(shè)計單位和建設(shè)單位進(jìn)行共同驗槽，驗槽合格之后就可以進(jìn)行工作坑的開挖。要用細(xì)沙或中砂在槽底進(jìn)行鋪墊，并對墊層的密度和厚度進(jìn)行檢查。

（二）直埋熱力管道安裝

1.管道的吊裝運(yùn)輸

運(yùn)送至施工現(xiàn)場的直埋熱力管道要通過吊車，進(jìn)行裝卸，避免裝卸過程中的劃傷和磕碰。要將管道碼放在方木上，將其楔死。按照一定的規(guī)格對管道進(jìn)行堆放，并對管端進(jìn)行封堵，對管道的規(guī)格和數(shù)量進(jìn)行標(biāo)注，在管頭蒙上苫布，這是為了避免雜物進(jìn)入管道以及保溫層的浸水。在進(jìn)行管道下管時，注意使用平衡架柔性寬吊帶，不要讓管道被直接推進(jìn)溝里。

2.檢驗材料

要對直埋熱力管道的附件、閥門、管件、管子和其他材料的出廠合格證進(jìn)行檢查。要求管材的內(nèi)外表面光滑清潔，尺寸和外觀符合相關(guān)規(guī)定，不存在顏色不均、雜質(zhì)、凹陷和劃傷，螺紋密封良好。

3.管道安裝

在管道安裝時，要嚴(yán)格按照施工圖紙進(jìn)行施工，對基礎(chǔ)墊層的標(biāo)高進(jìn)行檢查。為了避免土壤腐蝕，要將管溝內(nèi)的所有積水全部清除，對沙墊層的平整度和標(biāo)高進(jìn)行檢查。對槽底標(biāo)高進(jìn)行復(fù)測，按照設(shè)計要求設(shè)置套管。按照設(shè)計要求執(zhí)行槽上口寬和開槽底寬。在進(jìn)行溝槽開挖時，要保留設(shè)計標(biāo)高以上0.1至0.2米的原狀土，及時排除溝槽內(nèi)的積水。清除溝槽內(nèi)的障礙物，對溝槽進(jìn)行驗收。在溝槽內(nèi)進(jìn)行管道連接，為了避免管道出現(xiàn)過大的拉伸或彎曲，造成管材的劃傷或扭曲，下管時要使用軟帶平穩(wěn)下移。在對管道進(jìn)行試驗并合格之后，就可以進(jìn)行回填。先用面砂填實管底的空隙，一直填到管頂以上的0.4米，而且要進(jìn)行分層搗實。如果回填施工內(nèi)存在積水，要先對積水進(jìn)行抽干，避免產(chǎn)生土壤腐蝕。

4.鋼管焊接

對管道溝槽進(jìn)行驗收之后，就可以進(jìn)行鋼管的焊接。要以設(shè)計為根據(jù)，檢查進(jìn)入施工現(xiàn)場的接口材料、管材和焊接鋼管，保障質(zhì)量合格。安裝之前要清除管道上的氧化皮、水和油污，避免產(chǎn)生腐蝕，保持管道的干燥。避免管道的夾層和裂紋等缺陷，造成管道的腐蝕。為了避免保溫管被焊接時的焊渣燒壞，要對其進(jìn)行覆蓋。主要使用手工電弧焊的方式來進(jìn)行管道焊接，使用交流電焊機(jī)。避免在風(fēng)雨天氣進(jìn)行焊接，選擇合適的焊條型號。完成底部焊接之后要對飛濺物和熔渣進(jìn)行清除。

5.安裝閥門和清掃管道

將閥門封閉之后，做好相應(yīng)的記錄，進(jìn)行閥門安裝，保障閥門安裝的嚴(yán)密性。在安裝的過程中還要對管道進(jìn)行清掃，認(rèn)真地清除管道內(nèi)部的焊渣和其他雜物。最后還要對管道水壓進(jìn)行試驗，檢查管路是否存在滲漏和變形。

（三）土建施工

首先要進(jìn)行基坑的開挖，一般采取局部開挖方法進(jìn)行施工，要制定相應(yīng)的排水方案，不要對基層土造成擾動?；娱_挖深度要以施工場地的地下水條件為依據(jù)，避免產(chǎn)生土壤腐蝕，使用一定的方法降低地下水位。其次，要進(jìn)行墊層施工，適用寬度為100的輕邊槽鋼或鋼模板進(jìn)行支模，保證模板的牢固。第三，要進(jìn)行鋼筋施工，對進(jìn)場的鋼筋進(jìn)行驗收之后，對施工隊進(jìn)行技術(shù)交底，施工隊進(jìn)行鋼筋加工，并驗收成型的鋼筋，對其進(jìn)行綁扎安裝。第四，澆鑄模板，可以使用竹膠模板與組合鋼模支模，并對模板進(jìn)行拼裝和支撐。最后，進(jìn)行混凝土工程施工。主要是檢查和驗收鋼筋和模板，對模板內(nèi)的雜物進(jìn)行清除，用水濕潤墊塊，澆筑混凝土，并進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。為了避免混凝土底部開裂，要在拆除模板之前進(jìn)行自然養(yǎng)護(hù)和保溫養(yǎng)護(hù)，延長拆模時間。

本文結(jié)合施工實例，對直埋熱力管道土壤腐蝕的主要影響因素和特點進(jìn)行了簡要的分析，同時分析了直埋熱力管道土壤腐蝕的防護(hù)措施。在進(jìn)行直埋熱力管道施工的過程中，要嚴(yán)格遵守施工規(guī)范，按照施工設(shè)計圖進(jìn)行科學(xué)施工，避免由于人為原因而造成的土壤腐蝕，對施工現(xiàn)場的情況進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷，針對直埋熱力管道土壤腐蝕的影響因素采取有效的防護(hù)措施，保障直埋熱力管道的質(zhì)量。

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