直埋熱力管道土壤腐蝕與防護

薛利鋒

（中鐵十八局集團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

薛利鋒

（中鐵十八局集團建筑安裝工程有限公司，天津300457）

由于節約能源、環境保護以及城市建設等多方面的需要，因此越來越廣泛地運用到了熱力管道直埋技術。現在地下管道運行時間變得越來越久，因此人們開始普遍關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行了分析和介紹，并且對預防直埋熱力管道土壤腐蝕中需要注意的問題進行了討論。

直埋；熱力管道；土壤腐蝕

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

一、對土壤腐蝕性產生影響的主要因素

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雜的交互作用，在這里本文對于熱力管道土壤腐蝕相關的因素進行分析和介紹，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，土壤電阻率能夠將土壤介質的導電能力很好地反映出來，一般土壤如果具有較低的電阻率，就會具有較強的腐蝕性，如果其具有越高的電阻率，其就會具有越強的腐蝕性。然而盡管導致土壤產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

作為電解質的土壤會由于含鹽量的增加而增強，導致其電阻率降低，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弱進行綜合反映的指標，土壤的氧化還原電位如果比較高，那么土壤就會具有越強的氧化性，從而對鋼具有越強的腐蝕作用，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生較大的影響，然而其熱影響區域及焊縫等材料本身的組織變化和結構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境出現變化；其次就是熱力管道自身的特點。

1.熱力管道周圍的土壤環境出現變化：一般都是在城鎮街區的綠化帶或者道路下面對集中供熱管道進行敷設，城市地下的各種管線由于城市建設的不斷發展而具有越來越錯綜復雜的特征，同時也具有越來越多的數量。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。為了能夠對這些管線進行有效的避讓，導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了相應的變化，地下管線中的污水管、自來水管以及雨水管等出現的泄漏事故，會導致土壤出現干濕不穩定的情況，而且突然還會由于污水的泄漏而出現成分不定的腐蝕介質。與此同時，城市高樓大廈、電力及通信等的接地設施也會導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300℃的介質溫度，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，會導致土壤表面的溫度逐漸升高，從而導致出現溫差原電池的腐蝕。

三、直埋熱力管道的施工和防護措施

（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，使用直埋敷設的方式來對管道接口轉角進行控制。要采取統一開挖和整體放線的方式來進行溝槽施工，對施工過程中遇到的地下障礙物進行統籌調整。

測量放線主要使用全站儀，放測和復核溝槽的中心線。要以管線區內地下障礙物圖為依據，核對施工現場，對地下障礙物的情況進行確認，對管線施工的方案進行確認。

要對溝槽排水的措施方案進行確定，根據本工程的實際情況，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械開挖相結合的方式，并對坡底進行清理。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行破壞，對挖出的障礙物要采取一定的安全保護措施。挖好溝槽之后，要在槽底設置中線樁和腰樁，對高程進行控制。由監理單位、設計單位和建設單位進行共同驗槽，驗槽合格之后就可以進行工作坑的開挖。要用細沙或中砂在槽底進行鋪墊，并對墊層的密度和厚度進行檢查。

（二）直埋熱力管道安裝

1.管道的吊裝運輸

運送至施工現場的直埋熱力管道要通過吊車，進行裝卸，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。按照一定的規格對管道進行堆放，并對管端進行封堵，對管道的規格和數量進行標注，在管頭蒙上苫布，這是為了避免雜物進入管道以及保溫層的浸水。在進行管道下管時，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行檢查。要求管材的內外表面光滑清潔，尺寸和外觀符合相關規定，不存在顏色不均、雜質、凹陷和劃傷，螺紋密封良好。

3.管道安裝

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

4.鋼管焊接

對管道溝槽進行驗收之后，就可以進行鋼管的焊接。要以設計為根據，檢查進入施工現場的接口材料、管材和焊接鋼管，保障質量合格。安裝之前要清除管道上的氧化皮、水和油污，避免產生腐蝕，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，要對其進行覆蓋。主要使用手工電弧焊的方式來進行管道焊接，使用交流電焊機。避免在風雨天氣進行焊接，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行清除。

5.安裝閥門和清掃管道

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

（三）土建施工

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

本文結合施工實例，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措施。在進行直埋熱力管道施工的過程中，要嚴格遵守施工規范，按照施工設計圖進行科學施工，避免由于人為原因而造成的土壤腐蝕，對施工現場的情況進行準確的判斷，針對直埋熱力管道土壤腐蝕的影響因素采取有效的防護措施，保障直埋熱力管道的質量。

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