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论文题目：钻孔安装接地极可行性分析

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钻孔安装接地极可行性分析

摘要：在石灰岩层地质条件下，接地工程采用竖直钻孔安装垂直接地极施工方法的技术可行性、防腐可靠性、导电可靠性、施工方法可行性的论证分析 关键词：钻孔、接地极、石灰岩层

接地装置是一种安全保护措施，主要由接地极和接地线组成，其作用是将电气故障产生的危害电流、静电荷以及建筑物遭到雷击时产生电流导入大地，从而避免触电和可能产生的火灾爆炸事故以及防止建筑物受到雷击损坏等。其中接地极是接地装置的核心部分，它由一组或几组与大地密切接触的金属导体或导体群构成，主要是为了瞬间释放和疏散引入的电流，从而达到保障安全的作用。

防雷接地工程由***公司设计，其安装方式为距建筑物外墙边缘3.5米，室外地坪下0.8米敷设接地母线，垂直接地极沿接地母线围绕建筑物四周均匀布置。

依据勘探报告，地质情况依次为地表覆盖风化石灰岩颗粒，平均厚度约400mm；石灰岩颗粒下方覆盖约2500mm厚整体石灰岩层，最下方是黏土层（详见附图A）。在此地质状况下无法采取常规的挖沟至地坪下0.8m然后在沟底竖直向下击打接地极的方法进行接地极安装。

为了解决这一难题，我方拟采取竖直钻孔安装垂直接地极方法进行接地工程施工（详见附图B）。现就竖直钻孔安装垂直接地极施工方法做如下可行性研究与分析：

一.钻孔安装垂直接地极导电可靠性分析

经勘察测得本区域石灰岩层平均厚度为2.5m，使用钻孔机很容易钻透石灰岩层至最下方黏土层。图纸设计垂直接地极长度为2.5m，接地极顶标高为室外地坪下0.8m底标高为室外地坪下3.3m，因此钻孔安装垂直接地极，其下端部约有0.4m镀锌角钢穿越石灰岩层埋入黏土层，接地极导电泄流为尖端泄流，所以钻孔穿越石灰岩层安装垂直接地极符合其泄流保护原理,满足其导电可靠性。竖直钻孔安装垂直接地极后，用素土填充压实接地极与石灰岩层间的空隙，可以使接地极与石灰岩层之间形成过渡层，降低层间接触电阻，同时素土具有较强吸湿保湿能力，会使接地极周围以及附近石灰岩层的电阻率进一步降低，从而形成一个电阻率变化平缓的低电阻区域，有利于电荷疏散减小电位差，从而避免形成跨步电压危及安全，满足其导电安全性。

二.钻孔安装垂直接地极防腐可靠性分析

由于接地极采用热镀锌角钢制作而成，其镀锌层具有致密性、化学保护性等物理性质与化学性质，且相对稳定可靠。热镀锌保护层为Zn、Fe合金结构，根据电化学腐蚀原理，锌的电位比铁的电位低，在自然环境下会形成牺牲阳极保护阴极的电化学反应，而锌作为阳极从而使作为阴极的铁受到保护。所以即使镀锌保护层有小的损伤，其角钢铁基体也不会受到腐蚀。

钻孔安装垂直接地极后，在孔洞与接地极的间隙填充素土压实，接地极周围填充的素土无化学腐蚀性介质，直接避免了接地极与石块岩层接触而受到岩层中化学物质的腐蚀。

接地极与接地母线连接部位的防腐蚀能力直接影响接地极的耐用性，为了提高接地极的耐用性，现对接地极与接地母线的焊接部位进行如下处理：第一步为焊后除锈打磨平整，除锈等级必须达到规范要求等级；第二步涂刷沥青防锈漆，涂刷范围要彻底覆盖焊接部位以及焊接过程中对接地极镀锌层造成损伤的部位，待底漆干燥且性能稳定后再涂刷沥青面漆保护层，从而保证接地极焊接部位具有较强的耐腐蚀性。

经分析采取钻孔安装垂直接地极方法，其接地极防腐性能良好可靠。

三.钻孔安装垂直接地极的钻孔技术可行性分析

由于钻孔机具灵活、机动，完全能够保障在净化装置岩层石块地质的任何位置进行接地极安装所需孔洞的钻孔作业，并且钻孔机具的钻探深度能够自由调节，可以保证在此类工况下的接地极埋设深度，此外钻孔所需钻头规格种类多，以目前市场上所供应岩土钻头，其强度性能完全能够钻透此类石灰岩地质，同时钻孔直径容易控制，可以将钻孔直径扩大到120mm以上，从而保证孔洞与接地极之间有足够间隙填充素土，达到接地所需工况保证接地极的安装质量。可见钻孔安装垂直接地极技术能够满足现场施工要求。四.钻孔安装垂直接地极施工方法可行性分析

根据施工图纸及现场条件，目前可行的接地极安装方法主要为：基坑大开挖换土安装接地极施工方法、更换水平接地模块施工方法、钻孔安装接地极施工方法三种。现对三种接地极安装方法作如下分析：

1.基坑大开挖换土安装接地极施工方法

采取基坑大开挖换土安装接地极施工方法，则需从自然地坪向下开挖深度为3.3m的基坑才能安装接地极，如此施工又因图纸设计接地极与建筑物外墙边缘只有3.5m距离，而受到建筑物在场地和空间上限制无法采取机械开挖，若采用人工开挖施工周期长，将影响后续工程施工，不利于工程进度管理；此外因本工程设计图纸中接地极距离建筑物外墙边缘只有3.5m，若采取大开挖基坑再计算放坡系数后其开挖面积较大，容易挖到建筑物基础、承台等，进而影响建筑物主体结构安全性，所以从技术上不可行；同时基础大开挖后渣土需要清运、回填素土需要采购，无形中致使成本升高，经济上不合理。

2.更换水平接地模块施工方法

本工程图纸设计接地极是长度为2.5m的镀锌角钢（规格为∠50×50×5）。若更换为水平接地模块，即使水平接地模块具有很强的保湿、吸湿性和稳定的导电性，满足我方施工区域地质条件，但是若安装水平接地模块，则需申请变更图纸，再则图纸变更后需重新设计，此项工作手续繁杂、周期长不利于工程进度管理；且图纸变更后接地模块采购不仅增加采购成本，招标、供货消耗时间无形中致使工期拖延，影响工程整体进度。

3.钻孔安装垂直接地极施工方法

钻孔安装垂直接地极施工方法的钻孔技术对孔洞的位置、孔洞的成形等都不受限制，且钻孔速度快，通过对钻孔机具性能参数分析和咨询钻孔设备技术人员，预计每钻一个孔洞需要的时间约四十分钟左右，对整个工程的施工进度几无影响。此外钻孔价格低廉且钻孔后灌注素土方量少，明显能够节约成本、方便现场施工。

综上所述，在石灰岩层复杂地质条件下，钻孔安装垂直接地极施工方法是一项技术上可行、成本上可控、对工程进度又无影响的一种行之有效的施工方法。参考文献：

1.《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB50169-2006

建设部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行 2.《防雷接地工程设计图集》 12D10 中国建材工业出版社发行 3.***公司设计***接地施工图纸 4.***公司***地质勘察报告