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岩石环境下接地系统的实施

摘要在山体坑道工程，有时因为工程需要对接地电阻提出比较高的要求，

但因为岩石的电阻率要远远大于土壤的电阻率致使在工程施工时如按正常的施

工方法很难满足要求，我们在长期的坑道施工中，经过多次探索总结，通过进行

垂直接地体与水平接地体相结合，回填田园土与灌注降阻剂方法相结合，成功摸

索出一套行之有效的方法。

关键词岩石工程；接地系统；实施

工程设在以花岗岩为主的山体内，岩土的电阻率近3000Ω·m，距离土壤地

质环境较远。所以给施工带来了一定的难度。我们通过实际勘探，查找当地其他

工程施工经验，并根据以前工程的经验，采用了降阻剂与回填田园土，水平接地

体和垂直接地体相结合的接地方法，并与工程其它系统接地相连接，与工程主钢

筋网系统相连接，保证了该工程的接地要求。

我们充分利用了该工程1000多米长的巷道，我们在巷道的中间采用与巷道

平行的水平接地体。水平接地体采用-50mm×5mm镀锌接地扁钢，设置在水平降

阻剂灌注槽中间，水平降阻剂灌注槽的宽*深为300mm×400mm。槽中设置水平

镀锌扁钢，为减少降阻剂用量在降阻剂灌注槽中回填田园土；在水平接地体灌注

槽底部钻-2500mm深、Φ100mm的垂直接地体降阻剂灌注孔，在其中间设置垂

直接地体-L50mm×50mm×5mm×2725mm镀锌角钢，同样为减少降阻剂用量，在

垂直降阻剂灌注孔中也回填田园土，施工时田园土分层回填夯实，降阻剂也分层

饱和灌注。在大面积空间我们采用“回”字形布置接地体敷设，相应的垂直接地体

也适当加密。经过紧张施工，最后实测工程接地电阻为0.4Ω，取得了理想的效

果。

我们在工程接地电阻的估算时采用了如下算法：

1垂直接地体的接地电阻

1.1单根垂直接地体的接地电阻R（1）⊥

式中：R（1）⊥-单根垂直接地体的接地电阻；

ρ-为岩土的电阻率；

L1-垂直接地体长度（m）；

d1-垂直降阻剂灌注孔直径（m）；

本工程取岩土的电阻率为ρ≈3000Ω·m，垂直接地体长度L1=2.5m，灌注孔直

径d1=0.1m。可以得出：

R（1）⊥=ln=ln=879.52Ω

1.2回填田园土并使用降阻剂后单根垂直接地体接地电阻R（2）⊥=β⊥·R

（1）⊥

式中：R（2）⊥-回填田园土并使用降阻剂后单根垂直接地体接地电阻；

R（1）⊥-单根垂直接地体的接地电阻；

β⊥-回填田园土并灌注降阻剂后垂直接地电阻降低系数。本工程取β⊥=0.15

则：

R（2）⊥=β⊥·R（1）⊥=0.15*879.52=131.93Ω；

1.3多根垂直接地体的总接地电阻R⊥

R⊥=式中：R⊥——多根垂直接地体的总接地电阻，——回填田园土并使

用降阻剂后单根垂直接地体接地电阻，——垂直接地体利用系数，n——垂直接

地体的根数。

本工程取=0.45，共使用108根垂直接地体，故n=108。这样，多根垂直接

地体的总接地电阻为：

R⊥===2。71Ω。

2水平接地体的接地电阻R11

2.1水平接地体置换田园土后接地电阻

=ln，式中：——水平接地体置换田园土后的接地电阻，ρ——为岩土电阻率，

L2——水平接地体总长度（m）

d2——水平接地体等效直径（m）。设降阻剂水平灌注槽的宽为W，高为H，

则等效直径d2为d2=，则=ln=ln=3.55Ω

2.2考虑网格状水平接地装置邻近效应后的水平接地系统的接地电阻

=，式中：——考虑网格状水平接地装置邻近效应后的水平接地系统的接地

电阻，——水平接地体置换田园土后的接地电阻，——邻近效应影响系数（水平

接地体利用系数）

本工程取=0.45，则考虑屏蔽影响后的水平接地体电阻

===7.89Ω

2.3回填田园土并使用降阻剂后的水平接地体的接地电阻R11

R11=，式中：R11——使用降阻剂后的水平接地体的接地电阻，——考虑屏

蔽影响后的水平接地体电阻，β11——回填田园土并使用降阻剂后的水平接地电