在城市密集管网区域,辅助阳极地床选址需围绕规避杂散电流干扰、适配管网布局等核心原则规划,深井阳极的深度和布置间距则要结合土壤电阻率、保护需求等参数精准计算,具体内容如下:
一、辅助阳极地床规避周边市政管道干扰的选址方式
保证安全距离并优化相对位置:阳极地床与被保护管道的垂直距离不宜小于 50 米,与周边市政管道的最小安全距离需结合最大输出电流和土壤电阻率进一步计算确定。同时要避免阳极地床与被保护管道之间存在其他金属市政管道,减少电流分流引发的干扰。若空间受限无法拉开距离,可调整阳极地床方向,使其与被保护管道平行,而与周边干扰市政管道垂直,降低电流对干扰管道的影响程度。
优先选低干扰地质与场地:选址时优先挑选土壤电阻率小于 50 欧姆米的区域,这类区域电流扩散阻力小,无需强电流输出即可实现保护,能缩小杂散电流干扰范围;尽量选土层厚、无块石且地下水位较高的潮湿区域,既便于施工,又能提升电流传导效率。同时避开低洼死水区、有害物质污染区域,以及地铁、高压电缆等深层地下设施周边,防止阳极电流与这些设施相互干扰,间接影响市政管道。
结合管网规划预留缓冲空间:选址前需调研区域近期市政管网发展规划,避免阳极地床建在未来管网扩建的路径上。对于有新增管道计划的区域,应预留足够的电流扩散缓冲带,防止后续新铺管道陷入阳极地床的干扰范围。此外,可优先利用城市边缘闲置地带或废弃井位等空间布置地床,这些区域管网密度低,干扰风险大幅降低。
优先采用深井阳极形式:密集管网区地面金属构筑物多、用地狭窄,深井阳极垂直埋设的方式能减少地面占用空间,且其电场呈三维分布,相比浅埋阳极,杂散电流对水平分布的市政管道干扰更小。若有废弃油水井,还可利用其套管作为深井辅助阳极,既能降低施工成本,又能借助井体结构增强电流输出稳定性,减少干扰扩散。
二、深井阳极深度和布置间距的计算方式
深井阳极深度计算
依据地层电阻率确定基准深度:深井阳极深度核心取决于地层电阻率的垂直分布,需先用不等距法测量不同深度的土壤电阻率。测量时先确定内侧电极间距 a(通常取 5 - 10m),再按公式 b=h - a/2 确定外侧电极与内侧电极的间距 b(h 为测深),最后通过公式 ρ=πR(b + b²/a)计算对应深度 h 的平均土壤电阻率。若 30 米处存在低阻层,30 米即为经济合理的井深;若低阻层位于 50 - 70 米,井深则需调整至 60 米左右,确保阳极主体落在低阻层以降低接地电阻。
预留填料与结构空间:实际井深需比阳极体长度深 800 - 1000mm,以此预留焦炭等回填料的填充空间,保障阳极与土壤的良好导电接触。同时阳极体顶部埋深需≥15 米,底部建议延伸至地下水层以下 2 米,进一步提升电流扩散的稳定性,避免表层土壤电阻率波动影响保护效果。
深井阳极布置间距计算
按保护电流与覆盖范围估算:单口深井阳极的保护范围需结合输出电流和被保护管道需求确定,例如北京某城区燃气管道项目中,埋深 12 米的阳极井单井保护范围达 1.5 公里。布置间距通常按单井保护范围的 80% - 90% 设计,避免出现保护盲区,若单井保护 1.5 公里,间距可设为 1.2 - 1.35 公里左右。
结合土壤电阻率与电流密度修正:参考 NACE SP0169 等行业标准,若土壤电阻率较高,需适当缩小间距以保证电流覆盖;若被保护管道防腐层质量好,可适当加大间距。此外,当土壤电阻率在 50 - 200Ω・m 时,搭配焦炭填料的深井阳极,其间距可结合接地电阻测试结果调整,确保接地电阻控制在合理范围,若测试电阻超标,需缩小间距或增加阳极数量。
适配管网密集度微调:在管网特别密集的核心区域,间距需比常规值缩小 20% - 30%,同时保证相邻阳极井与周边市政管道的间距不小于 80 米,防止多口阳极井的电流叠加后扩大干扰范围。