直埋热力管道土壤腐蚀与防护

薛利锋

（中铁十八局集团建筑安装工程有限公司，天津300457）

直埋热力管道土壤腐蚀与防护

薛利锋

（中铁十八局集团建筑安装工程有限公司，天津300457）

由于节约能源、环境保护以及城市建设等多方面的需要，因此越来越广泛地运用到了热力管道直埋技术。现在地下管道运行时间变得越来越久，因此人们开始普遍关注其中的土壤腐蚀问题。本文对直埋热力管道土壤腐蚀的特点进行了分析和介绍，并且对预防直埋热力管道土壤腐蚀中需要注意的问题进行了讨论。

直埋；热力管道；土壤腐蚀

现在人们对节约能源环境保护以及城市建设的要求变得越来越高，随着热水直埋管道技术的不断发展，现在出现了大量的钢套钢蒸汽管道直埋技术，并且迅速地应用到了城市集中供热领域中。大量的实践表明，因为早期人们并没有充分地认识到热力管线土壤腐蚀行为的特点，因此导致在几年的时间中埋入地下的管道就出现了不同程度的腐蚀情况。由于有些城市街区是在绿化带或者道路下面埋设热力管道，具有非常大的工程投资量，而且在对其进行损坏维修的时候往往比较困难，同时会产生昂贵的维修费用，再加上企业的正常生产和人们的正常生活会由于停止供热而受到严重的影响，所以必须要充分地重视直埋热力管道土壤腐蚀和防护的作用。

一、对土壤腐蚀性产生影响的主要因素

有很多因素都会影响到土壤的腐蚀，而且各种因素之间也具有比较复杂的交互作用，在这里本文对于热力管道土壤腐蚀相关的因素进行分析和介绍，希望能够在工程中充分地重视这些因素。

1.土壤电阻率的影响

作为一个综合性的因素，土壤电阻率能够将土壤介质的导电能力很好地反映出来，一般土壤如果具有较低的电阻率，就会具有较强的腐蚀性，如果其具有越高的电阻率，其就会具有越强的腐蚀性。然而尽管导致土壤产生腐蚀性的一个非常重要的因素是土壤电阻率，然而并不代表土壤腐蚀性完全是由土壤腐蚀率导致的。

2.水与气的含量

钢的腐蚀率受到的土壤水含量的影响中具有一个最大值，也就是说如果与这个最大值比起来土壤水含量要低，那么土壤的腐蚀性会随着水含量的增加而增加，如果与这个最大值比起来土壤水含量要高，那么土壤的腐蚀性会随着水含量的增加而下降。

3.含盐量

作为电解质的土壤会由于含盐量的增加而增强，导致其电阻率降低，而其腐蚀性则会提升。氧的溶解度，会由于含盐量的提升而降低，这样就会削弱土壤腐蚀的电化学基因及过程，从而减缓钢的腐蚀速度，除此之外，土壤中金属的电极电位也会受到含盐量的影响。

4.土壤的氧化还原电位

作为一个对土壤氧化还原程度强弱进行综合反映的指标，土壤的氧化还原电位如果比较高，那么土壤就会具有越强的氧化性，从而对钢具有越强的腐蚀作用，土壤的氧化还原电位如果比较低，那么土壤就会具有越低的氧化性，从而对钢具有越弱的腐蚀作用。

5.使用材料

碳钢的成分在正常情况下并不会对土壤腐蚀产生较大的影响，然而其热影响区域及焊缝等材料本身的组织变化和结构则在面对土壤腐蚀的时候比较敏感。

二、热力管道土壤腐蚀的特点

热力管道土壤腐蚀性的主要特点一共包括两个方面，首先，热力管道周围的土壤环境出现变化；其次就是热力管道自身的特点。

1.热力管道周围的土壤环境出现变化：一般都是在城镇街区的绿化带或者道路下面对集中供热管道进行敷设，城市地下的各种管线由于城市建设的不断发展而具有越来越错综复杂的特征，同时也具有越来越多的数量。这些管线包括煤气管线、电力管线、通信管线、自来水管线、污水管线以及雨水管线等。为了能够对这些管线进行有效的避让，导致热力管道的走向和埋深处于不断的变化中，这样就使得热力管道出现了不相同的表面温度，而且热力管道所接触的盐浓度、含气量以及含水量等也出现了相应的变化，地下管线中的污水管、自来水管以及雨水管等出现的泄漏事故，会导致土壤出现干湿不稳定的情况，而且突然还会由于污水的泄漏而出现成分不定的腐蚀介质。与此同时，城市高楼大厦、电力及通信等的接地设施也会导致土壤中具有非常多的杂散电流。除此之外，每年冬季北方城市在道路除雪的过程中也会有很多盐分进入到土壤中，这样就使得土壤中的盐浓度存在着很大的差异，因此相对于自然界的其他土壤而言，热力管道所处城市土壤就具有很高的腐蚀性。

2.热力管道自身特点的影响。直埋热力管道往往具有较高的温度，其输送的具有高达300℃的介质温度，而且其也具有60℃的表面温度，因此这样就存在着较大的温差，会导致土壤表面的温度逐渐升高，从而导致出现温差原电池的腐蚀。

三、直埋热力管道的施工和防护措施

（一）直埋热力管道的土方工程施工

直埋热力管道主要是按照施工要求，使用直埋敷设的方式来对管道接口转角进行控制。要采取统一开挖和整体放线的方式来进行沟槽施工，对施工过程中遇到的地下障碍物进行统筹调整。

测量放线主要使用全站仪，放测和复核沟槽的中心线。要以管线区内地下障碍物图为依据，核对施工现场，对地下障碍物的情况进行确认，对管线施工的方案进行确认。

要对沟槽排水的措施方案进行确定，根据本工程的实际情况，决定使用排水降水方案。要通过整体降水措施降低开槽部位的地下水，并挖出沟槽两侧的排水明沟，做好地面防渗措施。在土方开挖时采取人工开挖和机械开挖相结合的方式，并对坡底进行清理。如果遇到障碍物，要采用人工开挖的方式，不要对坑底原土层进行破坏，对挖出的障碍物要采取一定的安全保护措施。挖好沟槽之后，要在槽底设置中线桩和腰桩，对高程进行控制。由监理单位、设计单位和建设单位进行共同验槽，验槽合格之后就可以进行工作坑的开挖。要用细沙或中砂在槽底进行铺垫，并对垫层的密度和厚度进行检查。

（二）直埋热力管道安装

1.管道的吊装运输

运送至施工现场的直埋热力管道要通过吊车，进行装卸，避免装卸过程中的划伤和磕碰。要将管道码放在方木上，将其楔死。按照一定的规格对管道进行堆放，并对管端进行封堵，对管道的规格和数量进行标注，在管头蒙上苫布，这是为了避免杂物进入管道以及保温层的浸水。在进行管道下管时，注意使用平衡架柔性宽吊带，不要让管道被直接推进沟里。

2.检验材料

要对直埋热力管道的附件、阀门、管件、管子和其他材料的出厂合格证进行检查。要求管材的内外表面光滑清洁，尺寸和外观符合相关规定，不存在颜色不均、杂质、凹陷和划伤，螺纹密封良好。

3.管道安装

在管道安装时，要严格按照施工图纸进行施工，对基础垫层的标高进行检查。为了避免土壤腐蚀，要将管沟内的所有积水全部清除，对沙垫层的平整度和标高进行检查。对槽底标高进行复测，按照设计要求设置套管。按照设计要求执行槽上口宽和开槽底宽。在进行沟槽开挖时，要保留设计标高以上0.1至0.2米的原状土，及时排除沟槽内的积水。清除沟槽内的障碍物，对沟槽进行验收。在沟槽内进行管道连接，为了避免管道出现过大的拉伸或弯曲，造成管材的划伤或扭曲，下管时要使用软带平稳下移。在对管道进行试验并合格之后，就可以进行回填。先用面砂填实管底的空隙，一直填到管顶以上的0.4米，而且要进行分层捣实。如果回填施工内存在积水，要先对积水进行抽干，避免产生土壤腐蚀。

4.钢管焊接

对管道沟槽进行验收之后，就可以进行钢管的焊接。要以设计为根据，检查进入施工现场的接口材料、管材和焊接钢管，保障质量合格。安装之前要清除管道上的氧化皮、水和油污，避免产生腐蚀，保持管道的干燥。避免管道的夹层和裂纹等缺陷，造成管道的腐蚀。为了避免保温管被焊接时的焊渣烧坏，要对其进行覆盖。主要使用手工电弧焊的方式来进行管道焊接，使用交流电焊机。避免在风雨天气进行焊接，选择合适的焊条型号。完成底部焊接之后要对飞溅物和熔渣进行清除。

5.安装阀门和清扫管道

将阀门封闭之后，做好相应的记录，进行阀门安装，保障阀门安装的严密性。在安装的过程中还要对管道进行清扫，认真地清除管道内部的焊渣和其他杂物。最后还要对管道水压进行试验，检查管路是否存在渗漏和变形。

（三）土建施工

首先要进行基坑的开挖，一般采取局部开挖方法进行施工，要制定相应的排水方案，不要对基层土造成扰动。基坑开挖深度要以施工场地的地下水条件为依据，避免产生土壤腐蚀，使用一定的方法降低地下水位。其次，要进行垫层施工，适用宽度为100的轻边槽钢或钢模板进行支模，保证模板的牢固。第三，要进行钢筋施工，对进场的钢筋进行验收之后，对施工队进行技术交底，施工队进行钢筋加工，并验收成型的钢筋，对其进行绑扎安装。第四，浇铸模板，可以使用竹胶模板与组合钢模支模，并对模板进行拼装和支撑。最后，进行混凝土工程施工。主要是检查和验收钢筋和模板，对模板内的杂物进行清除，用水湿润垫块，浇筑混凝土，并进行养护。为了避免混凝土底部开裂，要在拆除模板之前进行自然养护和保温养护，延长拆模时间。

本文结合施工实例，对直埋热力管道土壤腐蚀的主要影响因素和特点进行了简要的分析，同时分析了直埋热力管道土壤腐蚀的防护措施。在进行直埋热力管道施工的过程中，要严格遵守施工规范，按照施工设计图进行科学施工，避免由于人为原因而造成的土壤腐蚀，对施工现场的情况进行准确的判断，针对直埋热力管道土壤腐蚀的影响因素采取有效的防护措施，保障直埋热力管道的质量。

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