1、鹽湖地區輸電線路基礎防腐處理的辦法講解 目 錄一、小組簡介二、課題選擇三、設定目標四、提出各種方案并確定最佳方案五、制定對策六、對策實施七、效果檢查八、標準化九、總結及下一步打算一、小組簡介小組名稱線 路 結 構 QC 小 組成立時間2000.01.05本次活動注冊時間2008.01.02小組注冊號Z2008-01、Z2009-01、Z2010-01Z2011-01、Z2012-01、Z2013-01活動課題研究鹽湖地區輸電線路基礎防腐處理的新方法課題注冊號K2008-01課題類型創新型活動時間2008.01.122013.06.02活動次數16小組人數11參加率96%小組成員姓 名性別職 稱

2、/職務文 化程 度小 組分 工薛翠娥女高工大 學組長、協調、研制、實施及報告匯總孫菊海男高工/主任大 學技術指導、協調溫靈長男高工/專工大 學技術指導、協調詹 源男高工/專工大 學技術指導、協調、報告校對譚 蓉男高工/專工大 學技術指導、協調強繼峰男工程師研究生研制、分析、報告編制吳亮男工程師大 學現場實施崔宏祥男高工/主任大 學研制、校對實驗結果吳天安男工程師大 學整理資料雷小舟男工程師研究生現場實施、報告編制周 英女工程師大 專QC活動指導小組活動計劃二、課題選擇提出問題 隨著西電東送戰略的加快實施，電力走廊的日益緊張，輸電線路經過鹽湖地區已無法避免，而過鹽湖地區輸電工程卻面臨一些新的問題

3、。我國西部礦藏、石油、化工資源豐富，電力需求量越來越大，電力走廊緊張，輸電線路過鹽湖地區已無法避免，且該地區線路在系統中處于非常重要的位置，其安全運行將關系到整個國家電網的穩定鹽湖地區鹽漬土化學成分復雜，易對輸電線路基礎造成鹽脹、溶陷和對混凝土、鋼筋的腐蝕。而目前針對基礎的防腐處理措施并沒有成熟的經驗，已有的設計方案效果不理想，且施工難度大，工程造價高鹽湖地區輸電工程面臨新問題鹽 湖鹽漬土豎向剖面圖 鹽湖地區輸電線路基礎的防腐設計多年來一直都是一個難題，對輸電線路的維護及安全運行帶來了極大的隱患。鹽漬土-土壤中易溶鹽含量大于0.5%，并具有溶陷、鹽脹、腐蝕等工程特性。輸電線路基礎-鐵塔基礎（現

4、澆柱板式、臺階式）、鋼管桿基礎（灌注樁和臺階式）、水泥桿基礎（拉線盤、卡盤、底盤）。C3A和C3S-為鋁酸三鈣和硅酸三鈣。名詞解釋鹽漬土鐵塔地腳螺栓腐蝕混凝土桿保護層腐蝕 鹽漬土對基礎造成的危害主要源于巖土中的硫酸鹽和氯鹽極易引起地基的溶陷、鹽脹和對混凝土結構及鋼結構的腐蝕性。 小組成員對國內目前鹽湖地區現有輸電線路工程的基礎防腐處理做了調研，結果是做法各異、型式很多，但效果并不理想，這些都是我們調研所拍攝的圖片鹽湖上已建工程腐蝕情況現狀調查 本小組以攻克鹽湖地區輸電線路基礎防腐問題展開活動。建筑材料的抗腐性能難以確定各種防腐設計方案五花八門，但效果均不夠明顯防腐處理方案復雜，施工難度大，使工

5、期和質量難以保證防腐工程量大，耗資太高基礎防腐處理存在問題調研防腐處理要解決的問題防腐材料設計方案防腐效果工程投資防腐材料種類繁多應進行篩選防腐處理方案要簡單易行結構抗腐效果持久問題盡量降低防腐材料和施工費用確定材料的防腐性能降低防腐處理施工難度隔水防水效果問題減輕投資方運行維護成本確定適合課題的材料要做到方便現場施工和操作綜合降低工程造價 大家積極發揮主動性與創造性，運用智慧風暴，集思廣益，群策群力，提出了很多具有創新意識的方法，我們選擇其中三種具有可行性的整理成親和圖所示：基礎的抗腐措施的效果要在實用中得到驗證要通過具體的抗腐實驗進行驗證要確定安全可靠，性能良好的抗腐材料抗腐處理措施應簡單

6、可靠，便于施工努力提高本成果的實用性和抗腐年限，有效解決基礎抗腐問題爭取使成果在同類工程中推廣應用，并獲得成果獎選擇高抬基礎加保護高抬淺埋，要增加混凝土材料量，但可行高抬后為滿足抗傾覆要求，基礎需砌筑保護若要抬高，工程耗材費用及施工費增加較大鹽湖輸電工程基礎防腐處理方法采用對地基進行換土加隔離采用換土，存在當地取土困難，不太合適換土處理只能保證在地下水位以上有效，地下水位會隨季節變化漲幅，基礎仍存在被腐蝕的問題換土處理成本很大，在當地存在賣土難且運輸費用高等問題（要遠距離賣土）對基礎采用抗腐蝕處理對基礎鋼筋刷防腐涂料，增加鋼筋的抗腐性采用抗腐蝕水泥配制混凝土澆制基礎對地基與基礎之間采用隔離措施

7、防止有害介質的侵入增大混凝土水灰比，提高混凝土的密實度與抗滲性親和圖鹽湖輸電工程基礎防腐處理方法課題A選擇高抬基礎加保護課題B采用對地基進行換土加隔離課題C對基礎采用抗腐處理投入成本技術可行性實施難度防腐效果可操作性課題A綜合投資會增加30%以上能解決有50%70%強鹽漬土地段基礎，但還有30%左右是實施（低洼處）1.強鹽漬土地區實施難度一般2.低洼地段還需對基礎進行防腐處理1.增加工程投資太大2.增加后期運行維護成本困難大課題B綜合投資增加30%40%（包括買土及運輸）1.無地下水情況下，可隔離腐蝕介質2.存在買土困難問題3.存在地下水淺的地段仍存在問題1.實施難度大2.淺地下水地段仍需采取

8、措施不夠滿意困難課題C投入的成本約工程投資的15%左右1.投資小2.施工方便3.由于為創新設計，需要實驗及后期的跟蹤改進實施難度小若創新成功，效果會很好具有良好的可操作性根據親和圖得到三種備選課題： 針對課題C，我們小組通過認真的研究分析和結合有關以往工程的經驗，決定要從內防護和外防護兩個方面進行研究，并對內外防腐各提出了以下幾種處理方案：最佳課題C處理方法研究：確定課題 我們QC小組以羅鉀熱電廠110kV輸電線路工程為研究載體，尋求一種適合于鹽湖地區基礎防腐處理的安全、經濟、適用的新方法，并最終確定我們本次QC小組活動課題名稱為：鹽湖地區輸電線路基礎防腐處理的新方法三、設定目標確定課題目標0

9、mm2年腐蝕深度小于0.1mm目標值10mm1年腐蝕深度超過50mm常規值50mm25mm 目標值1（內防護）：一般普通混凝土構件在鹵水中1年時間腐蝕深度超過50mm，我們的目標值定為試塊在鹵水中2年時間腐蝕深度小于0.1mm 。防腐處理目標值柱狀圖 目標值2（外防護）：隔離層接縫處一般情況下3-5個月就會有漏水現象發生，我們的目標為2年時間內隔離層無漏水現象。隔水處理目標值柱狀圖2年0通常值2年無漏水目標值年1年3-5個月發現漏水 內防護提高建筑材料自身抗腐蝕能力。我們結合有關規程規范進行方案研究，對水泥的選擇、混凝土的密實度要求和鋼筋的抗腐等方面確定了對結構自身材料的要求，詳見樹圖方案如下

10、：四、提出各種方案并確定最佳方案內防護方案，主要是從以下幾個方面對子方案進行優化：增加混凝土的密實度增加混凝土的抗裂性提高混凝土的自身抗腐能力普通硅酸鹽水泥普通礦渣水泥抗硫酸鹽水泥混凝土的最大水灰比控制控制基礎外保護層厚度選擇水泥品種增加混凝土的抗腐性混凝土采用高抗性混凝土控制裂縫的產生采用在鋼筋表層刷阻銹劑抑制鋼材腐蝕增加鋼筋的抗腐蝕性鋼筋 我們組合了三個子方案配比如圖所示：內防腐對策方案的選定：內防腐對策方案比選結果方案一方案二方案三根據對鹽湖已建建筑、化工及電力等行業的調查，采用普通硅酸鹽水泥，在不加外防護的情況下，一年混凝土即可被嚴重腐蝕，考慮到外防護一旦泄露，桿塔基礎就會被腐蝕。抗硫

11、酸鹽水泥主要是控制水泥中鋁酸三鈣（C3A）的含量，其次是控制硅酸三鈣（ C3S）的含量，就可有效抑制硫酸鹽引起的混凝土膨脹，具有較好的抗硫酸鹽腐蝕性，另外再結合增大混凝土的水灰比增加混凝土的密實度及添加高效抗腐蝕氣密劑等，可有效提高了鋼筋混凝土的自身抗腐能力。查閱資料礦渣混凝土的氯離子滲透量明顯小于普通混凝土，可提高鋼筋的混凝土的耐久性，可延長鋼筋的受腐蝕時間。但是礦渣水泥長期效果還不夠理想，另外環氧涂層鋼筋的成本費較高，增加了工程的造價。內防護方案比較： 通過對防腐材料的系統分析和經濟比較我們決定使用方案三。 外防護主要是隔離腐蝕介質和地下水（鹵水），我們結合建筑、化工等行業的經驗，再根據電

12、力行業桿塔結構的具體特點及工程建設規模和重要性，對外防護（隔水）各提出了四種具體的子方案：陰極保護：向被腐蝕金屬結構物表面施加一個外加電流，被保護結構物成為陰極，從而使得金屬腐蝕發生的電子遷移得到抑制，避免或減弱腐蝕的發生。外加電流陰極保護犧牲陽極保護采用多層玻璃鋼布刷防腐涂料：施工方便簡單，節約防腐材料，且一次成型防腐效果好，采用高抬淺埋基礎后使防腐耐久性更加持久，詳見下圖：采用玻璃鋼模板：主要是存在二次拼接質量難以保證，經常會由于接縫處開裂，發生滲漏現象造成基礎的鋼筋混凝土逐漸腐蝕，結構破壞，另外，材料和施工費用較高。多層玻璃鋼布刷防腐涂料做隔離體玻璃鋼模板做隔離體聚乙烯（PE）套管防腐外

13、護套做隔離體采用聚乙烯（PE）套管：該套管具有抗沖擊性能優異，耐低溫性能好，低溫脆化溫度可達-70；化學穩定性好，耐各種酸、堿、鹽腐蝕；韌性好、耐扭曲、抗地震等特性，防腐套管高出地面100mm。套筒需一次性成型，加工模具復雜，加工費用高，且材料強度不易保證。 防腐設計方案比較分析表（外防護）項目技術特點經濟分析運行維護防腐效果結論方案1采用鋼板焊成桶做隔離體。對鋼桶再進行陰極保護1）工程材料、運行維護、施工費用高2）增加鋅棒后期更換的材料費和施工費。3）施工復雜、周期長4）鋼桶加工復雜且成本高陰極保護需要定期更換鋅棒（5年一次），不利于運行檢修隨著鋅棒的失效，防腐效果會越來越差方案2采用玻璃鋼

14、模板做隔離體。將基礎澆筑在桶內。工程材料及施工費用較低不需要更換材料，但玻璃鋼模板需二次粘接，施工難保證質量，隨著運行時間的增長，運行檢修量增加用玻璃鋼布刷環氧樹脂漆合成玻璃鋼模板，材料抗腐性能好，但隨運行時間增長，二次粘接隔離層會滲漏，混凝土會逐漸被腐蝕方案3采用多層玻璃鋼布刷防腐涂料做隔離體。現場施工，不用切割，可節約防腐材料，工程投資比2方案費用更低，采用高抬淺埋基礎后，可降低工程土方量約60%。現場對主桿和基礎進行防腐處理，一次性成型，隔離層質量容易保證。防腐抗滲效果持久，且施工方便方案4采用聚乙烯（PE）套管套筒需一次性成型，加工模具復雜，加工費用高套筒強度需滿足主桿強度要求，質量難

15、以保證化學穩定性好，耐各種酸、堿、鹽腐蝕，滲效果較好五、制定對策 本QC小組決定鹽湖輸電線路桿塔結構的防腐處理的內防護和外防護均采用方案3中的混凝土和防滲處理進行對策實驗。方案對 策目 標措 施地 點計劃完成時 間負責人1內防護通過試驗和理論計算確定抗硫酸鹽水泥和添加劑的比例 1確定結構自身的抗腐蝕年限大于24個月0腐蝕.2實地工程應用24個月0腐蝕.1開展現場埋試塊實驗；2運用混凝土的氯離子擴散理論模型預測其使用壽命工程現場實驗室2008.05.25至2012.09薛翠娥2外防護通過試驗確定多層玻璃鋼布和環氧樹脂漆隔離體防腐效果 1使多層玻璃鋼布和環氧樹脂漆做隔離體24個月內0滲漏 2實地工

16、程應用24個月0滲漏 1開展現場埋試塊；2實驗室中對隔離體進行抗滲透實驗 工程現場實驗室2008.05.25至2012.09吳亮對策實驗方案表確定對策實驗六、對策實施實施項目實施情況實施人員時間地點抗硫酸鹽水泥的抗腐實驗選用C3A含量不同的水泥，以相同的水灰比、水泥用量及配合比，制成混凝土試件，成型后放在三個SO42-溶液的坑內浸泡24個月2010年9月在工程中實地應用24個月，進行了實際檢驗薛翠娥吳 亮強繼峰雷小舟2008.05.25至2012.09工程現場辦公室（1）我們經過組織全組人員對建筑、化工、鐵路等行業的調查發現，這個抗蝕指標，并不能判斷水泥抗硫酸性能，同時也說明只要生產時嚴格控制

17、C3A、C3S等礦物組成，就不一定需要對抗硫酸鹽水泥再規定其抗蝕指標，選用了C3A含量不用的三種水泥，進行實驗室和現場試驗。實施一(內防護對策實施) 1.實驗室試驗（2）根據有關資料查閱得知選用C3A5%，C3S波動在40%60%，結果詳見下表。熟料礦物組成與抗硫酸鹽侵蝕 通過上表資料，說明水泥的抗硫酸鹽侵蝕性能的好壞，主要決定于熟料C3A的含量，其次是C3S的含量。試樣來源礦物組成（%）抗硫酸鹽侵蝕系數C3SCGB2420GB749加華抗硫37.401.791.100.86太原水泥廠50.862.241.140.91峨嵋熟料62.732.541.100.77撫順大壩48.134.470.91

18、0.78耀縣水泥廠52.313.880.880.73江南熟料66.953.600.800.64哈爾濱熟料56.524.960.660.59永登熟料52.973.950.730.67撫順熟料51.174.040.750.65 2.現場浸泡試驗 選用C3A含量不同的水泥，以相同的水灰比、水泥用量及配合比，制成混凝土試件，成型后試體在霧室內養護28天后，放在SO42-的坑內，坑內濃度為： SO42- -60007000mg/L（現場基坑條件）。浸泡到第25個月破型，試驗結果見下表：現場浸泡試驗 試驗結果表明， C3A 5%的水泥浸泡25個月后無明顯腐蝕。由此認為只控制C3A含量的指標就能保證水泥的抗

19、腐蝕性能。樣品來源C3A含量（%）試驗結果太原水泥廠11.4試件尖角處小塊破壞耀縣水泥廠8.4基本完好永登水泥廠3.28完好工程實地應用的校驗效果與試驗結果相同。實施二（外防護對策實施）實施項目實施情況實施人員時間地點對基礎的隔離體進行抗腐蝕實驗1、選用普通硅酸鹽水泥，制成混凝土試件，成型后將試塊表面采用多層玻璃鋼布刷防腐涂料做隔離體后，放在SO42-溶液的坑內浸泡24個月2、2010年9月在工程中實地應用24個月，進行了實際檢驗薛翠娥吳 亮強繼峰雷小舟2008.05.25至2012.09工程現場辦公室現場試驗情況 試驗浸泡到第25個月后破型，結果表明，隔水層表面光滑均無滲漏痕跡，其內部混凝土

20、試塊強度未見減弱。外防護現場浸泡試驗結果試 件防腐層厚度（mm）試驗結果1號2表層完好無泄漏2號3表層完好無泄漏3號4表層完好無泄漏工程實地應用的校驗效果與試驗結果相同。混凝土塊的腐蝕圖片（內防護）隔離層防腐處理圖片（外防護） 目標值1（內防護）：我們目標2年內混凝土表層腐蝕深度小于，通過試塊的2年檢驗和工程實地應用的2年檢驗，結果腐蝕深度均為0mm ，無腐蝕現象。1.0mm半年腐蝕深度超過50mm 實施前目標值2年腐蝕深度小于0.1mm實施后03.0mm2年腐蝕深度為0內防護防腐處理目標值完成情況柱狀圖效果超出目標（一）目標完成情況七、實施效果2年1年2年無漏水目標值實施后2年無漏水3-5個月發現漏水實施前 目標值2（外防護）：我們的目標為年時間2內隔離層無漏水現象，通過試塊的2年檢驗和工程實地應用的2年檢驗，結果