哈密南—郑州±800kV 特高压直流输电工程基础防腐方案经济性分析

韩 彬，程克娜

（东北电力设计院，长春 130021）

哈密南—郑州±800kV特高压直流输电工程（以下简称哈郑工程）是国家实施“疆电外送”的第一个特高压输电工程，是第二代特高压直流输电工程的典型代表，是实施风火电打捆送出的首个特高压直流输电工程，也是西北地区第一个特高压直流输电工程。该工程输电线路全长2 193.02km，途经新疆、甘肃、宁夏、陕西、山西、河南等6个省级行政区。

工程所经新疆、甘肃、宁夏境内（1～14个标段，共2 801基杆塔）均存在盐渍土腐蚀性地基，工程遇到的腐蚀性地基范围之广、线路之长、腐蚀等级之高在我国高压、特高压线路中都是前所未有的，基础防腐工程投资对工程本体投资及经济性存在着较大影响。工程建设期间经过多次专题论证及业内外专家的评审，采用了新型盐渍土腐蚀地区基础防腐方案，以下对新型防腐方案进行说明并与以往同类工程采用的基础防腐方案进行经济性比较并得出相应结论。

1 工程腐蚀概况

影响混凝土耐久性的主要因素是硫酸盐侵蚀和氯离子侵入所致钢筋锈蚀。硫酸盐作为混凝土结构的劣化外力，通过与水泥水化产物作用，生成膨胀性的水化产物，当发生膨胀性侵蚀时，生成的反应产物的体积大于参与反应的物质体积，因而产生膨胀压力，使混凝土开裂，造成强度损失，最终使混凝土崩裂破坏。而氯离子对钢筋锈蚀主要作用为：破坏基础钢筋钝化膜、形成“腐蚀电池”，造成钢筋锈蚀、保护层剥落以及顺筋裂缝等破坏问题。

哈郑工程新疆、甘肃、宁夏境内（1～14个标段，共2 801基杆塔）存在腐蚀性地基，腐蚀介质主要为和Cl－。根据GB 50021—2001《岩土工程勘察规范》（2009年版）判定地基土和水对混凝土强腐蚀约332基，中腐蚀约355 基，弱腐蚀约1 562基；地基土和水对钢筋混凝土结构中的钢筋强腐蚀约176基，中腐蚀约1 427基，弱腐蚀约583基。可见腐蚀范围及等级的严重性。

2 以往工程或行业腐蚀地基基础防腐措施

以往甘肃河西地区输电线路通过腐蚀地基时，一般采用加大基础保护层厚度、使用抗硫酸盐水泥、调整水灰比、将混凝土标号调高到C25等基础防腐措施。根据对该地区已运行线路的调查，调查对象最长运行时间已有25年，尚未出现因铁塔基础被腐蚀破坏而发生的安全事故。

青海省的盐湖地区属于强腐蚀地区，超强盐渍土分布广泛。青海省电力设计院在该地区有多年线路工程设计经验并进行了大量的盐渍土地区基础防腐科研课题的研究，从2003年设计的110kV 格尔木—察尔汗Ⅱ回线路工程、110kV 青藏铁路供电工程、察尔汗盐湖多条线路到330 源—乌—格线路、750kV 乌兰—格尔木线路工程，前后近8年时间，共有上百千米强腐蚀盐渍土地区的线路铁塔基础防腐采用了基础外包玻璃钢（FRP）防腐技术，玻璃钢具有优良的防腐特性，且该技术并不复杂，施工简单易行，在其他领域应用也很广泛，防腐效果良好，能够满足输电线路工程野外施工的要求。

此外，青海盐湖钾肥集团公司的建筑住宅、青海格察高速公路的混凝土桥梁、西宁火车站改造工程（含桥梁、地下空间）等项目，所处地区均为超强盐渍土地段，基础防腐都采用了“布袋混凝土灌注桩”施工方案，即在桩基础混凝土外边裹上由隔水防腐特殊土工布制作的布袋，隔断混凝土与卤水的接触，从而延长桩基混凝土的使用寿命。通过近10年的工程实践证明，采用防腐蚀、寿命长、强度高、耐磨损等特性的土工合成防腐袋，隔离钢筋混凝土与盐渍土的接触，能有效地解决盐渍土（特别是盐湖卤水）对桩体材料的腐蚀性破坏，提高构筑物的耐久性和安全性［1－2］。

3 哈郑线基础防腐方案

a.弱腐蚀地区基础混凝土强度等级C30，最大水胶比0.5，最小水泥用量300kg／m3，不再采取其他外防护措施。混凝土垫层最低强度等级C20，最小厚度100mm。灌注桩基础混凝土强度等级C35，最大水胶比0.45。

b.中等腐蚀地区基础混凝土强度等级C35，最大水胶比0.4，最小水泥用量320kg／m3。开挖基础表面及其垫层顶面全部采用防腐蚀涂层进行防护，垫层混凝土最低强度等级C25，最小厚度100mm；掏挖基础、人工挖孔桩基础和灌注桩基础在地面以下500mm 及地面露出部分涂刷表面防腐涂层。

c.强腐蚀地区基础混凝土强度等级C40，最大水胶比0.36，最小水泥用量340kg／m3。开挖基础表面及其垫层顶面全部采用防腐蚀涂层进行防护，垫层混凝土最低强度等级C25，最小厚度100mm。

d.灌注桩基础钢筋混凝土保护层最小厚度在中腐蚀地区为55mm，强腐蚀地区为65mm，其他基础保护层最小厚度为50mm。

e.各等级混凝土均采用42.5普通硅酸盐水泥配制；优先使用P·I型硅酸盐水泥；基础表面防腐蚀涂层采用改性高氯化聚乙烯（HCPE），中等腐蚀地区涂层干膜厚度不小于200μm，强腐蚀地区涂层干膜厚度不小于300μm；中、强腐蚀地区基础混凝土中需加入粉煤灰、磨细矿渣、硅灰等矿物掺合料，具体种类、品质和掺量通过试验确定，材料配比设计参数见表1。

4 腐蚀性地基基础经济性分析

4.1 经济性分析依据

a.计费标准：《±800kV 特高压直流工程建设预算编制与计算标准》（电定［2009］18号）。

b.定额标准：《±800kV 特高压直流工程预算定额》（电定［2009］18 号）。不足部分参照《1 000 kV 特高压交流工程预算定额》第三册 送电线路工程（电定［2008］14号）及《1 000kV 特高压交流工程预算定额》第四册 调试工程（电定［2008］14号）。

c.装置性材料：《±800kV 特高压直流工程装置性材料预算价格》（电定［2009］18号、采用甘肃地区价格）。

d.调整文件：材机调整执行定额［2013］1号“关于发布电网安装工程概预算定额2012年度材机调整系数的通知”；工资性补贴执行电定总造［2007］12号“关于公布各地区工资性补贴的通知”；人工工日单价调整执行定额［2011］39号《关于调整电力建设工程人工工日单价的通知》；税金按3.48%计算。

表1 哈郑工程材料配比设计参数

4.2 基础费用测算比较基础数据

a.此混凝土投资中含砂石、水泥、防腐材料等材料费、混凝土搅拌及浇制费用，不含钢筋、地脚螺栓、土石方挖方费用。

b.此混凝土投资中不含钢筋、地脚螺栓、土石方挖方费用。

c.HCPE 防腐单价120 元／m2（含安装费）；玻璃钢防腐单价500元／m2（含安装费）。

d.C35及以上现浇基础机械价差按12 000元／km 计列。

e.主要材料价格：P·I型硅酸盐水泥970.0元／t，粉煤灰470.0元／t，矿渣570.0 元／t，砂120元／m3，碎石150元／m3，普通硅酸盐水泥500元／t。

经过测算，甘肃地区腐蚀性地基，无腐蚀、弱腐蚀、中等腐蚀、强腐蚀四种情况下费用见表2，其中，哈郑工程基础防腐措施防腐涂料6.39万元，垫层1万元，使用P·I型硅酸盐水泥1.91万元，以往工程基础防腐措施玻璃钢防腐26.2万元。

哈郑工程全线共4 251 基基础，混凝土总量423 727m3，平均每基99.67m3，如前所述共2 801基杆塔存在腐蚀性地基，其中强腐蚀约332基、中腐蚀约355基、弱腐蚀约1 562基。从表2可以推算出强腐蚀和中腐蚀情况下，新型基础防腐方案比传统基础防腐方案工程全线可节约投资约1.02亿元。

表2 腐蚀性地基基础费用测算

5 结论

哈郑工程中对盐渍土地区基础的新型防腐方案，在强、中、弱腐蚀下分别采用C40、C35、C30级混凝土，并在强、中腐蚀条件下采用外防腐涂HCPE的方法。其费用较以往同类工程使用玻璃钢或布袋桩防腐节约20%以上，全线可节约投资约1.02亿元，经济效益十分显著，同类工程可以借鉴。

［1］GB 50046—2008，工业建筑防腐蚀设计规范［S］.

［2］GB／T 50476—2008，混凝土结构耐久性设计规范［S］.