楊再興

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

0 引言

鋼筋混凝土水泥桿與鐵塔相比特點是結(jié)構(gòu)簡單、加工方便，使用的砂、石、水泥等材料便于供應，并且價格便宜，在20世紀80年代被廣泛應用于電力系統(tǒng)。陽煤主供電系統(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，給陽煤供電安全埋下了重大隱患。針對上述情況，我公司經(jīng)研究考察后決定對水泥桿進行防腐、修復、加固改造。該技術(shù)的應用無需線路停電，不影響線路安全運行；無需進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。水泥桿修固技術(shù)的應用，解決了水泥桿腐蝕、破損等問題，增加了水泥桿的使用壽命，確保了陽煤供電線路安全可靠運行。

1 陽煤電網(wǎng)輸配電線路運行概況

陽煤電網(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，主要承擔陽煤本部礦井生產(chǎn)用電、機械制造業(yè)用電、陽煤機關(guān)、醫(yī)院及居民用電等任務。礦區(qū)110 kV變電站、劉家垴35 kV變電站均建于1984年，接帶陽煤礦井用電和陽煤總院用電，屬于一級站Ⅰ類用電負荷。礦劉線分南北雙回，其中礦劉南回耐張水泥桿5級，礦劉北回耐張水泥桿4級。礦劉線輸電線路由于處于山地區(qū)域，長期以來受到風雨侵襲、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，對礦劉線輸電線路的安全運行構(gòu)成了極其嚴重的威脅。

2 水泥桿腐蝕、裂縫原因分析及方案制定

（1）環(huán)境因素：山西陽泉屬于溫帶季風氣候區(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。冬季受來自高緯內(nèi)陸偏北風的影響，盛行極地大陸氣團，寒冷干燥；夏季受極地海洋氣團或變性熱帶海洋氣團影響。近幾年陽煤經(jīng)濟迅速發(fā)展，煤礦開采導致矸石大量堆積，加上機動車排放嚴重及其他酸性污染物排放，導致陽泉地區(qū)酸雨頻發(fā)，給水泥桿帶來了嚴重的破壞，是水泥桿受損的直接原因。

（2）地質(zhì)構(gòu)造因素：陽煤電網(wǎng)輸配電線路多架設于山間，而煤礦采煤造成了地表不同程度的塌陷、開裂、錯臺、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，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、架空導線、架空地線等的清掃、檢查工作為主，對水泥桿的維護和保養(yǎng)較少，維護的方法和措施也不得當，是導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、時間、人力、物力；且遷改期間單回線路運行，增加了供電風險。經(jīng)過多方面的考察，我公司決定采用水泥桿塔修固技術(shù)對破損水泥桿塔進行改造加固。

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)場施工環(huán)境，結(jié)合礦劉線線路各級水泥桿風化腐蝕程度，對該線路水泥電線桿和鋼結(jié)構(gòu)進行了加固防腐。具體施工工藝如下：

（1）首先對水泥桿暴露銹蝕的鋼筋、鐵箍進行打磨除銹，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)氧樹脂作為粘結(jié)劑。該漆膜對底材附著力好，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)氧膠泥修補找平，采用MST-1型修補料修復破損水泥桿，該料強度高，抗?jié)B性能好，滲透可達10 mm，能封閉毛細孔，增加實密性，且塑變大于混凝土，修后不變形，性能優(yōu)越，提高了水泥桿強度。2）采用MST-2水泥過渡劑作為過渡層，該過渡膠料有強勁的粘結(jié)力，可達5.8 MPa（58 kgf/cm2），主要起承接水泥桿與修補劑的粘結(jié)作用，能使修補劑與水泥桿牢牢結(jié)合在一起，成為一體。3）采用MST-3型水泥桿修補劑，主要對水泥桿的裂紋、裂縫、掉塊、掉砂處進行修復，它韌性好、硬度大、結(jié)合力強，成功解決了新、老水泥之間的粘接強度問題。用MST-3型水泥桿修補劑處理舊水泥構(gòu)件的疏松表面，封堵裂紋，可使其不落砂，加強密實性，有明顯的防滲、防腐、增加強度與耐久性的作用。經(jīng)試驗，該材料強度可達170#～200#，不裂紋、不掉塊，耐老化可達25年之久。4）采用MST-4水泥桿封閉料涂刷水泥桿整體，形成保護層，增加水泥桿的整體強度，隔絕有害氣體、酸雨等對水泥桿的侵蝕，起到層層設防的保護作用，可以減免專門的養(yǎng)護，兼有美化功能。

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

（4）針對一些特定的嚴重損壞的水泥桿，先進行鑿毛處理，用角磨機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實的部位。在補漏找平并刷過加固料后，用包角鐵加固，對于每個需要一定長度的角鐵焊接圍裹起來焊接加固，角鐵需提前做除銹防腐處理，再用上述方法進行修復加固。

4 改造效果

水泥桿構(gòu)件的修復有三個關(guān)鍵，一是新舊水泥的粘結(jié)，二是修補料的組成，三是修復部分的養(yǎng)護。用MST-3材料作為過渡層和MST-2作為修補料，以MST-4凈漿為保護層，分別解決了上述三個技術(shù)關(guān)鍵問題。修固改造完畢后（圖2），效果超過預期，我公司決定對礦區(qū)110 kV變電站和劉家垴35 kV變電站全部水泥門型桿構(gòu)件進行修固改造，同樣達到了良好的效果。一年多的試運行驗證了該方案是成功的，經(jīng)測試試驗，其粘結(jié)強度達到1.06 MPa（10.6 kgf/cm2），強度達到200#以上，不裂縫、不掉砂，無需專門養(yǎng)護；操作簡單易行，實用性強，有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。

圖2 修復加固后水泥桿整體情況

5 技術(shù)應用成效及經(jīng)濟效益

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

（2）避免了因改遷桿塔造成的非計劃性停電和經(jīng)濟損失等資源浪費。

（3）使線路破損水泥桿得到了修復和加固，增加了水泥桿的使用壽命。

（4）減少了水泥桿的維護與保養(yǎng)，節(jié)約了運行成本。

（5）確保了陽煤礦區(qū)電網(wǎng)的安全可靠運行。

6 結(jié)語

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，無漏涂、起泡、變色、失光等缺陷，不僅外觀得到了美化，還能實現(xiàn)免維護功能。該輸配電線路水泥桿修固技術(shù)方案實施是成功的，其構(gòu)思新穎，思路正確，達到了國內(nèi)領(lǐng)先水平。該技術(shù)對鋼筋支撐力仍在設計范圍之內(nèi)的破損構(gòu)件均可使用，值得同行業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域推廣和應用。