混凝土电杆风沙防护怎么做?老张在西北荒漠跑了十年线路,说风沙是电杆的头号敌人,防护不到位,电杆几年就露筋。沙漠地区的风沙环境恶劣,干旱少雨、温差剧烈、风沙频繁,对电杆的侵蚀速度和内地完全不是一个量级。
沙漠地区的气候特点是年降水量少,一般不足二百毫米,蒸发量却高达两千毫米以上。空气极度干燥,混凝土中的水分蒸发快,如果养护不好,表面容易干缩开裂。白天太阳直射,电杆表面温度可达六十摄氏度以上,晚上又降到十几度甚至几度,热胀冷缩的循环应力,加速混凝土表面劣化。但最厉害的,还是风沙。
风沙对电杆的破坏,主要是磨蚀和埋蚀两种。磨蚀是风吹着沙粒打在电杆表面,像砂纸一样打磨,混凝土表面的水泥浆被磨掉,骨料暴露,再磨下去骨料也脱落,电杆表面越来越粗糙,壁厚越来越薄。埋蚀是风沙在电杆根部堆积, burying the base,埋深了还好,最怕的是时埋时露,埋的时候根部潮湿,露的时候水分蒸发,干湿交替加速混凝土碳化和钢筋锈蚀。
风沙磨蚀的速度,跟风速、沙粒硬度、沙粒浓度有关。沙漠边缘地区,年平均风速每秒四到五米,大风天阵风每秒二十米以上,电杆迎风面的磨蚀深度,每年可达零点五到一毫米。听起来不多,但十年就是五到十毫米,电杆壁厚本来也就五十毫米左右,磨掉十分之一到五分之一,承载力明显下降。而且磨蚀是不均匀的,迎风面磨得快,背风面磨得慢,电杆截面变成椭圆形,受力性能恶化。
针对磨蚀,防护措施有几种。表面涂刷防磨涂料,比如环氧树脂漆、聚氨酯漆,在电杆表面形成保护膜,隔离沙粒直接冲击。涂料要定期维护,一般三到五年重涂一次。另外一种方法是在电杆下半部,从地面到三米高左右,缠绕玻璃纤维布或者玻璃钢护套,这种材料耐磨性好,而且有一定弹性,沙粒冲击时缓冲能量。护套用不锈钢箍固定,上下两道,防止风吹脱落。
电杆基础的防护,重点是防沙埋和防冲刷。沙漠地区风沙流动频繁,电杆周围容易形成沙丘或者风蚀坑。沙丘移动埋住电杆,增加电杆的埋深,但沙丘是不稳定的,风一吹又跑了,电杆忽深忽浅,根部受力复杂。风蚀坑则让电杆根部暴露,埋深不足,容易倾斜甚至倒杆。
基础的固定措施,可以在电杆周围设置草方格沙障或者石方格沙障。草方格用麦草、稻草扎成一米乘一米的方格,埋在沙地里,降低近地面风速,固定流沙。石方格用卵石或者碎石铺成,效果更持久,但成本高。沙障的面积,电杆周围至少五米乘五米,形成保护区。沙障的高度十五到二十厘米,太高了挡风效果好但用料多,太低了容易被沙埋。
电杆的埋深,在沙漠地区要比标准适当加深。因为沙土松散,内摩擦角小,抗拔力差,埋深不够容易在大风时倾斜。一般加深百分之二十到三十,比如十二米杆标准埋深两米,沙漠地区埋深二米四到二米六。埋好后,基础周围用戈壁碎石或者砾石回填,不要用细沙,细沙容易被风吹走,形成空洞。
底盘和卡盘的配置要加强。沙漠地区土壤承载力低,电杆底部容易下沉,加底盘分散压力。底盘面积比内地大百分之二十左右。卡盘增加抗倾覆能力,直线杆一般上下两道卡盘,间距一米五。卡盘埋深要够,不能浅埋,浅了大风一来电杆根部像撬棍一样撬动,卡盘不起作用。
混凝土电杆本身的质量,是风沙防护的基础。混凝土强度等级不低于C40,水灰比不大于零点四,坍落度小一点,保证密实度。粗骨料用硬度高的花岗岩或者石英岩,不要用石灰岩,石灰岩硬度低,风沙磨蚀下骨料先掉了。水泥用普通硅酸盐水泥,强度四十二点五级以上,不要用早强水泥,早强水泥水化热高,在沙漠高温下更容易开裂。
电杆脱模后的养护,沙漠地区尤其重要。内地可以洒水养护,沙漠缺水,洒水不现实。可以用喷涂养护剂的方法,在电杆表面形成薄膜,锁住水分。养护剂在脱模后马上喷,喷两遍,确保覆盖均匀。如果没有养护剂,用湿麻袋或者湿草帘包裹电杆,白天太阳大时多浇几次水,保持湿润,至少养护十四天。养护不足,混凝土表面强度低,风沙一磨就掉。
电杆表面的处理,出厂前打磨光滑,减少风沙附着的凹凸面。表面光滑,沙粒不容易停留,磨蚀相对轻。出厂时表面涂刷一层防碱封闭底漆,防止混凝土泛碱,同时为后续防护涂料提供良好的附着基础。底漆干透后再涂面漆,面漆选耐候性好的丙烯酸漆或者氟碳漆,颜色选浅色系,白色或者浅灰色,反射阳光,降低电杆表面温度,减少热应力。
运行中的检查维护,每半年一次。看电杆表面的涂层有没有脱落、起泡、粉化,脱落的及时补漆。看玻璃钢护套有没有松动、破损,松动的重新固定,破损的更换。看电杆根部有没有被沙埋或者风蚀暴露,沙埋的清理到设计埋深,暴露的及时回填加固。检查基础周围的沙障,有没有被沙埋或者吹毁,损坏的及时修补。
老张的经验,混凝土电杆在沙漠地区,防护投入不能省。一基电杆多花几百块做防护,能用三十年;不做防护,十年就露筋报废,重修一基要几千块,还得停电。账要算长远,不能只看眼前省那几个钱。
总之,沙漠地区电杆防沙,表面要防磨、基础要固沙、埋深要加、材质要硬、养护要足、检查要勤。风沙无情,防护有心,电杆才能在大漠里站得住。