楊再興

（陽(yáng)泉煤業(yè)（集團(tuán)）股份有限公司發(fā)供電分公司，山西陽(yáng)泉045000）

0 引言

鋼筋混凝土水泥桿與鐵塔相比特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工方便，使用的砂、石、水泥等材料便于供應(yīng)，并且價(jià)格便宜，在20世紀(jì)80年代被廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)。陽(yáng)煤主供電系統(tǒng)建于1984年，至今已有30余年的使用年限。受環(huán)境的影響，水泥桿現(xiàn)已出現(xiàn)不同程度的損壞，給陽(yáng)煤供電安全埋下了重大隱患。針對(duì)上述情況，我公司經(jīng)研究考察后決定對(duì)水泥桿進(jìn)行防腐、修復(fù)、加固改造。該技術(shù)的應(yīng)用無(wú)需線路停電，不影響線路安全運(yùn)行；無(wú)需進(jìn)行線路桿塔遷改新建，節(jié)省了大量的人力、物力，避免了不必要的浪費(fèi)。水泥桿修固技術(shù)的應(yīng)用，解決了水泥桿腐蝕、破損等問(wèn)題，增加了水泥桿的使用壽命，確保了陽(yáng)煤供電線路安全可靠運(yùn)行。

1 陽(yáng)煤電網(wǎng)輸配電線路運(yùn)行概況

陽(yáng)煤電網(wǎng)系統(tǒng)目前包括1座110 kV變電站、30座35 kV變電站，其中發(fā)供電分公司管轄線路22回、110 kV輸電線路4回、35 kV輸配電線路13回、6 kV配電線路5回，主要承擔(dān)陽(yáng)煤本部礦井生產(chǎn)用電、機(jī)械制造業(yè)用電、陽(yáng)煤機(jī)關(guān)、醫(yī)院及居民用電等任務(wù)。礦區(qū)110 kV變電站、劉家垴35 kV變電站均建于1984年，接帶陽(yáng)煤礦井用電和陽(yáng)煤總院用電，屬于一級(jí)站Ⅰ類用電負(fù)荷。礦劉線分南北雙回，其中礦劉南回耐張水泥桿5級(jí)，礦劉北回耐張水泥桿4級(jí)。礦劉線輸電線路由于處于山地區(qū)域，長(zhǎng)期以來(lái)受到風(fēng)雨侵襲、烈日暴曬、大氣污染等多種因素影響，該線路水泥線桿已出現(xiàn)不同程度的風(fēng)化腐蝕、掉塊裂縫等現(xiàn)象，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件也存在銹斑腐蝕，對(duì)礦劉線輸電線路的安全運(yùn)行構(gòu)成了極其嚴(yán)重的威脅。

2 水泥桿腐蝕、裂縫原因分析及方案制定

（1）環(huán)境因素：山西陽(yáng)泉屬于溫帶季風(fēng)氣候區(qū)，夏季高溫多雨，冬季寒冷干燥，冬冷夏熱，雨熱同期。冬季氣溫低于0 ℃，早晚溫差大，夏季雨水較多。冬季受來(lái)自高緯內(nèi)陸偏北風(fēng)的影響，盛行極地大陸氣團(tuán)，寒冷干燥；夏季受極地海洋氣團(tuán)或變性熱帶海洋氣團(tuán)影響。近幾年陽(yáng)煤經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，煤礦開(kāi)采導(dǎo)致矸石大量堆積，加上機(jī)動(dòng)車排放嚴(yán)重及其他酸性污染物排放，導(dǎo)致陽(yáng)泉地區(qū)酸雨頻發(fā)，給水泥桿帶來(lái)了嚴(yán)重的破壞，是水泥桿受損的直接原因。

（2）地質(zhì)構(gòu)造因素：陽(yáng)煤電網(wǎng)輸配電線路多架設(shè)于山間，而煤礦采煤造成了地表不同程度的塌陷、開(kāi)裂、錯(cuò)臺(tái)、傾斜、凹凸變形等現(xiàn)象，致使桿塔傾斜，拉線受力不均，加快了水泥桿破損、裂縫的破壞程度，是水泥桿受損的主要原因。

（3）人為因素：每年線路停電檢修時(shí)，多以鐵塔的除銹和防腐，鐵塔本身以及絕緣子、金具、線路避雷器、架空導(dǎo)線、架空地線等的清掃、檢查工作為主，對(duì)水泥桿的維護(hù)和保養(yǎng)較少，維護(hù)的方法和措施也不得當(dāng)，是導(dǎo)致水泥桿受損的又一主要原因。

礦劉線水泥桿出現(xiàn)不同程度的破損，鋼筋暴露銹蝕（圖1），已對(duì)供電線路構(gòu)成威脅。如果采用水泥桿遷改新建的方法，需投入大量的資金、時(shí)間、人力、物力；且遷改期間單回線路運(yùn)行，增加了供電風(fēng)險(xiǎn)。經(jīng)過(guò)多方面的考察，我公司決定采用水泥桿塔修固技術(shù)對(duì)破損水泥桿塔進(jìn)行改造加固。

圖1 改造前水泥桿局部受損情況

3 礦劉線水泥桿修固方案

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境，結(jié)合礦劉線線路各級(jí)水泥桿風(fēng)化腐蝕程度，對(duì)該線路水泥電線桿和鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行了加固防腐。具體施工工藝如下：

（1）首先對(duì)水泥桿暴露銹蝕的鋼筋、鐵箍進(jìn)行打磨除銹，除銹完畢后涂刷環(huán)氧鐵紅防銹漆，環(huán)氧鐵紅防銹漆中加入鋁粉，大大提高了其防腐性能，并加入聚酰胺作為固化劑，雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂作為粘結(jié)劑。該漆膜對(duì)底材附著力好，施工性能良好，漆膜柔韌性好，耐水、耐油、耐化學(xué)品性能好。其次將水泥桿缺陷部位及鐵箍用環(huán)氧膠泥填補(bǔ)找平，外用環(huán)氧玻璃鋼兩布三油封閉。

（2）水泥桿表面處理：1）將水泥桿裂紋處及缺陷部位用環(huán)氧膠泥修補(bǔ)找平，采用MST-1型修補(bǔ)料修復(fù)破損水泥桿，該料強(qiáng)度高，抗?jié)B性能好，滲透可達(dá)10 mm，能封閉毛細(xì)孔，增加實(shí)密性，且塑變大于混凝土，修后不變形，性能優(yōu)越，提高了水泥桿強(qiáng)度。2）采用MST-2水泥過(guò)渡劑作為過(guò)渡層，該過(guò)渡膠料有強(qiáng)勁的粘結(jié)力，可達(dá)5.8 MPa（58 kgf/cm2），主要起承接水泥桿與修補(bǔ)劑的粘結(jié)作用，能使修補(bǔ)劑與水泥桿牢牢結(jié)合在一起，成為一體。3）采用MST-3型水泥桿修補(bǔ)劑，主要對(duì)水泥桿的裂紋、裂縫、掉塊、掉砂處進(jìn)行修復(fù)，它韌性好、硬度大、結(jié)合力強(qiáng)，成功解決了新、老水泥之間的粘接強(qiáng)度問(wèn)題。用MST-3型水泥桿修補(bǔ)劑處理舊水泥構(gòu)件的疏松表面，封堵裂紋，可使其不落砂，加強(qiáng)密實(shí)性，有明顯的防滲、防腐、增加強(qiáng)度與耐久性的作用。經(jīng)試驗(yàn)，該材料強(qiáng)度可達(dá)170#～200#，不裂紋、不掉塊，耐老化可達(dá)25年之久。4）采用MST-4水泥桿封閉料涂刷水泥桿整體，形成保護(hù)層，增加水泥桿的整體強(qiáng)度，隔絕有害氣體、酸雨等對(duì)水泥桿的侵蝕，起到層層設(shè)防的保護(hù)作用，可以減免專門的養(yǎng)護(hù)，兼有美化功能。

（3）橫擔(dān)及支撐架等防腐：首先進(jìn)行除銹，其次用環(huán)氧防銹漆涂刷一層底漆兩層面漆來(lái)實(shí)現(xiàn)防腐、保溫改造。

（4）針對(duì)一些特定的嚴(yán)重?fù)p壞的水泥桿，先進(jìn)行鑿毛處理，用角磨機(jī)打磨掉水泥桿炭化的表層，直至露出新的水泥層；剔打水泥桿受損部位皸裂、脫落的水泥層直至堅(jiān)實(shí)的部位。在補(bǔ)漏找平并刷過(guò)加固料后，用包角鐵加固，對(duì)于每個(gè)需要一定長(zhǎng)度的角鐵焊接圍裹起來(lái)焊接加固，角鐵需提前做除銹防腐處理，再用上述方法進(jìn)行修復(fù)加固。

4 改造效果

水泥桿構(gòu)件的修復(fù)有三個(gè)關(guān)鍵，一是新舊水泥的粘結(jié)，二是修補(bǔ)料的組成，三是修復(fù)部分的養(yǎng)護(hù)。用MST-3材料作為過(guò)渡層和MST-2作為修補(bǔ)料，以MST-4凈漿為保護(hù)層，分別解決了上述三個(gè)技術(shù)關(guān)鍵問(wèn)題。修固改造完畢后（圖2），效果超過(guò)預(yù)期，我公司決定對(duì)礦區(qū)110 kV變電站和劉家垴35 kV變電站全部水泥門型桿構(gòu)件進(jìn)行修固改造，同樣達(dá)到了良好的效果。一年多的試運(yùn)行驗(yàn)證了該方案是成功的，經(jīng)測(cè)試試驗(yàn)，其粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)到1.06 MPa（10.6 kgf/cm2），強(qiáng)度達(dá)到200#以上，不裂縫、不掉砂，無(wú)需專門養(yǎng)護(hù)；操作簡(jiǎn)單易行，實(shí)用性強(qiáng)，有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

圖2 修復(fù)加固后水泥桿整體情況

5 技術(shù)應(yīng)用成效及經(jīng)濟(jì)效益

（1）避免了因線路水泥桿破損造成倒桿、陽(yáng)煤電網(wǎng)停電事故發(fā)生。

（2）避免了因改遷桿塔造成的非計(jì)劃性停電和經(jīng)濟(jì)損失等資源浪費(fèi)。

（3）使線路破損水泥桿得到了修復(fù)和加固，增加了水泥桿的使用壽命。

（4）減少了水泥桿的維護(hù)與保養(yǎng)，節(jié)約了運(yùn)行成本。

（5）確保了陽(yáng)煤礦區(qū)電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行。

6 結(jié)語(yǔ)

改造后，水泥桿鋼架結(jié)構(gòu)腐蝕部位徹底除銹并涂刷防銹漆，采用抱箍環(huán)氧玻璃鋼布包封，與外界隔離，防腐效果明顯；水泥構(gòu)架新、舊水泥完美結(jié)合，并整體涂刷防腐漆，無(wú)漏涂、起泡、變色、失光等缺陷，不僅外觀得到了美化，還能實(shí)現(xiàn)免維護(hù)功能。該輸配電線路水泥桿修固技術(shù)方案實(shí)施是成功的，其構(gòu)思新穎，思路正確，達(dá)到了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。該技術(shù)對(duì)鋼筋支撐力仍在設(shè)計(jì)范圍之內(nèi)的破損構(gòu)件均可使用，值得同行業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域推廣和應(yīng)用。