在埋設(shè)井式井內(nèi)陰極保護測試樁時,地質(zhì)條件的適配性直接影響測試樁的穩(wěn)定性、參比電極的有效性及管道保護效果。需從土壤類型、電阻率、含水率、腐蝕性、地形地貌等多維度評估,具體注意事項如下:
一、土壤類型與力學穩(wěn)定性
避開高流動性土壤
1. 避免在流沙層、淤泥質(zhì)土或回填土區(qū)域埋設(shè),此類土壤孔隙率高、壓縮性大,易導致測試井沉降或傾斜。若無法避開,需先進行地基處理:
1. 采用砂石墊層法(鋪設(shè) 300mm 厚級配砂石)并分層夯實,壓實系數(shù)≥0.94;
2. 測試井基礎(chǔ)改用鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ)(厚度≥500mm),增大支撐面積,防止不均勻沉降。
適應硬質(zhì)地層的特殊處理
1. 在巖石層或卵石層施工時,需采用機械鉆孔(孔徑比井體直徑大 200mm),孔壁用水泥砂漿抹平(厚度 20~30mm),避免井體與巖石直接摩擦導致破損。若巖石層含裂隙水,需在井體外側(cè)包裹防水卷材(如 SBS 改性瀝青),防止水分滲透腐蝕井體。
二、土壤電阻率與腐蝕性評估
電阻率對監(jiān)測精度的影響
1. 當土壤電阻率ρ>50Ω·m時,需在測試井周圍設(shè)置降阻措施:
1. 埋設(shè)鎂合金犧牲陽極(規(guī)格 Φ110mm×1500mm),與測試樁間距 3~5m,降低土壤電阻;
2. 采用降阻劑包裹參比電極(如膨潤土基降阻劑,電阻率≤5Ω・m),確保電位信號傳輸穩(wěn)定。
土壤腐蝕性分級應對
1. 測試井體選用316L 不銹鋼或玻璃鋼材質(zhì),內(nèi)壁涂覆環(huán)氧粉末涂層(厚度≥300μm);
2. 參比電極外套增加鈦金屬保護套,防止陶瓷罐被酸性介質(zhì)腐蝕;
3. 井內(nèi)所有金屬部件(如支架、螺栓)需采用鋅鎳合金鍍層,鹽霧測試≥1000 小時無銹蝕。
三、地下水與含水率控制
高水位地區(qū)的防水設(shè)計
1. 地下水位高于測試井底部時,需采取抗浮措施:
1. 井體采用配重式結(jié)構(gòu)(底部澆筑 200mm 厚混凝土配重塊,密度≥2500kg/m³);
2. 井壁設(shè)置止水環(huán)(鋼板厚度≥10mm,間距 500mm),防止地下水滲透;
3. 井底安裝自動排水泵(啟動水位距井底 100mm),避免電極浸泡。
含水率波動的影響
1. 在季節(jié)性干旱地區(qū)(含水率波動≥15%),需確保:
1. 參比電極周圍填料采用保濕型膨潤土(吸水倍率≥300%),維持電解液穩(wěn)定;
2. 測試井周圍埋設(shè)保濕溝(寬 300mm× 深 500mm),填充腐殖土與草炭土混合物,減少水分蒸發(fā)。
四、特殊地質(zhì)災害防范
地震帶的抗震設(shè)計
1. 在地震烈度≥7 度區(qū)域,測試井需滿足:
1. 井體材料選用高強度玻璃鋼(彈性模量≥20GPa),抗沖擊性能≥50J;
2. 采用柔性連接方式:電極支架與井壁間加裝橡膠減震墊(硬度 40 Shore A),導線預留 20% 松弛量,避免震動拉扯;
3. 基礎(chǔ)埋深超過冰凍線以下 500mm,并設(shè)置鋼筋混凝土圈梁(寬度與井體一致),增強整體剛度。
滑坡或塌陷區(qū)的加固
1. 在斜坡地形或采空區(qū)施工時:
1. 先進行地質(zhì)穩(wěn)定性評估,采用微型樁加固法(Φ150mm 混凝土樁,深度≥8m)固定測試井周邊土體;
2. 井體采用傾斜式安裝(傾斜角度≤15°),并在頂部設(shè)置位移監(jiān)測裝置(精度 0.1mm),實時監(jiān)控土體變形。
五、地層雜散電流與電磁干擾
雜散電流區(qū)域的防護
1. 靠近電氣化鐵路、地鐵站等雜散電流源時:
1. 測試井體與管道之間安裝極化電池(如鋅接地電池),抑制雜散電流腐蝕;
2. 參比電極導線采用雙絞屏蔽電纜(屏蔽層接地電阻≤4Ω),并穿鍍鋅鋼管(埋深≥1.5m)敷設(shè),減少電磁干擾。
高礦化度地層的應對
1. 在鹽漬土或油田采出水區(qū)域(礦化度 > 30000mg/L):
1. 參比電極改用固態(tài)聚合物參比電極(如 Ag/AgCl-PVC),避免電解液被高濃度離子污染;
2. 測試井內(nèi)壁涂覆聚四氟乙烯涂層(厚度≥500μm),防止鹵化物結(jié)晶腐蝕。
六、地質(zhì)勘察與施工前準備
詳細勘察要求
1. 施工前需提交地質(zhì)勘察報告,至少包含:
1. 土壤分層情況(每層厚度、含水率、粒徑分布);
2. 地下水位深度及季節(jié)性變化幅度;
3. 土壤 pH 值、Cl⁻、SO₄²⁻含量及電阻率測試數(shù)據(jù)(采用四極法,測試點距≥2m);
4. 周邊 50m 范圍內(nèi)的地質(zhì)災害隱患(如溶洞、斷層)排查結(jié)果。
因地制宜的設(shè)計調(diào)整
1. 根據(jù)勘察結(jié)果調(diào)整測試樁規(guī)格:
1. 軟土地基:井體直徑增大 20%,基礎(chǔ)深度增加 30%;
2. 高腐蝕土壤:參比電極壽命按 3 年設(shè)計(常規(guī)為 5 年),預留更換通道(如井體頂部開設(shè)直徑 300mm 的檢修孔)。