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        壩址區(qū)環(huán)境水對(duì)混凝土和鋼結(jié)構(gòu)侵蝕性影響分析

        2019-12-04 01:18:32王俊平
        水利科技與經(jīng)濟(jì) 2019年11期
        關(guān)鍵詞:侵蝕性壩址腐蝕性

        王俊平

        (新疆伊犁州水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,新疆 伊犁 835000)

        1 概 述

        水工建筑物大多由鋼筋混凝土組成,在水利工程運(yùn)行中,其強(qiáng)度和耐久性都會(huì)有所降低或者受到破壞,而造成破壞的因素除了外力作用,還與長(zhǎng)期受到各種自然破壞作用有關(guān)。自然破壞作用一般可分為物理作用、化學(xué)作用及生物作用等[1]。其中,化學(xué)作用較為凸顯,包括酸、堿、鹽等物質(zhì)的水溶液及氣體對(duì)材料產(chǎn)生的侵蝕作用。研究表明,若水工建筑物處于具有侵蝕性的靜水或流動(dòng)水等環(huán)境條件下,則其耐久性問(wèn)題會(huì)變得十分突出[2]。近年來(lái),國(guó)內(nèi)外對(duì)水工混凝土的侵蝕問(wèn)題逐漸重視,法國(guó)P.Faucon,F(xiàn).Adenot等[3-5]對(duì)混凝土受軟水侵蝕的物理化學(xué)機(jī)理作了較詳細(xì)的論述,取得了較多成果。本文結(jié)合新疆YN水庫(kù)壩址區(qū)環(huán)境水的檢測(cè),分析環(huán)境水對(duì)水工混凝土及鋼結(jié)構(gòu)的侵蝕性的影響,為避免建筑物發(fā)生侵蝕破壞,提高水工建筑物耐久性,提供數(shù)據(jù)支撐。

        2 壩址區(qū)環(huán)境水概況

        2.1 環(huán)境水補(bǔ)給條件及水化學(xué)類型

        2.2 環(huán)境水特征

        影響環(huán)境水的腐蝕性因素較多,主要是受氣候、巖土本身礦物成分、補(bǔ)排徑流條件等影響:

        1) 氣候是決定地殼淺表元素遷移的重要因素,溶濾水的化學(xué)成份反映了氣候的深刻影響,干旱氣候下形成高礦化、以易溶鹽離子為主的地表水和地下水,樞紐區(qū)屬干旱區(qū),蒸發(fā)濃縮作用強(qiáng)烈,溶濾作用不充分,礦化度較高。

        2) 根據(jù)新疆礦產(chǎn)分布位置圖,YN河上游右岸南部約32 km處高中山區(qū)分布有鐵礦點(diǎn)和硫礦點(diǎn)。

        3) 地形對(duì)溶濾作用的影響,是通過(guò)改變地下水徑流條件而起作用的。壩址區(qū)溶濾作用不發(fā)育,巖土中易溶鹽類保存較多,水與巖土接觸時(shí)間長(zhǎng),因此地下水礦化度及易溶鹽離子含量都較高。

        4) 據(jù)鉆孔ZK3揭露,地下水流經(jīng)地表砂礫石層后,地下水水分蒸發(fā),受積鹽作用影響,礦物質(zhì)包裹于砂礫石表層,天然砂礫石由青灰色、紫紅色、灰白色等變?yōu)辄S褐色。據(jù)平硐CPD5揭露,地下水沿洞內(nèi)基巖裂隙匯集于洞底,地下水呈黃褐色黏稠狀液體,平硐內(nèi)所取水樣離子含量均相對(duì)較高。另?yè)?jù)勘察期間,現(xiàn)場(chǎng)泉水及河水口嘗較咸,水垢嚴(yán)重,無(wú)法作為生活飲用水。

        3 腐蝕性評(píng)價(jià)

        壩址區(qū)環(huán)境水為河水、孔隙潛水、泉水和基巖裂隙水,針對(duì)不同類型、不同時(shí)期環(huán)境水分別取樣進(jìn)行水質(zhì)簡(jiǎn)分析(試驗(yàn)成果匯總見(jiàn)表1),表1中取樣時(shí)間為3和6月份。3月份取河水水樣11組、基巖裂隙水水樣10組、泉水水樣9組;6月份取河水水樣3組、基巖裂隙水水樣6組、泉水水樣3組。

        由表1可知:

        1) pH值。所取地表水pH值為6.94~7.95,地下水pH值部分為6.41~6.50,其余地下水pH值為6.51~8.26,根據(jù)腐蝕性界限指標(biāo)(6.5≥P>6.0)[6],可判定地下水對(duì)混凝土具弱腐蝕性。

        表1 壩址區(qū)水質(zhì)簡(jiǎn)分析成果匯總表

        續(xù)表1

        4) Cl-。所取地表水中Cl-含量在104.0~766.8 mg/L之間,根據(jù)腐蝕性界限指標(biāo)(500~500 mg/L),可以判定地表水對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具中等腐蝕性。所取地下水中Cl-含量在390.3~5 083.4 mg/L之間,根據(jù)腐蝕性界限指標(biāo)(>500 mg/L),Cl-含量總體偏高,可以判定地下水對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具中等~強(qiáng)腐蝕性。

        5) Mg2+。所取地表水和地下水中Mg2+含量在32.3~856.5 mg/L之間,根據(jù)腐蝕性界限指標(biāo)(Mg2+<1 000 mg/L),可判定其地表水和地下水對(duì)混凝士無(wú)腐蝕。

        6) 侵蝕性CO2。所取地表水和地下水中,均未檢測(cè)到侵蝕性CO2,根據(jù)腐蝕性界限指標(biāo)(CO2<15 mg/L),可判定地表水和地下水對(duì)混凝土無(wú)腐蝕。

        4 結(jié) 論

        綜合以上判定分析,工程區(qū)地表水對(duì)混凝土具強(qiáng)腐蝕性,對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具中等腐蝕性,對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具中等腐蝕性;地下水對(duì)混凝土具強(qiáng)腐蝕性,對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具強(qiáng)腐蝕性,對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具中等腐蝕性。

        建議防滲帷幕灌漿、固結(jié)灌漿、趾板基礎(chǔ)、面板、閘井、堰基等混凝土水泥采用抗硫酸鹽或磷鋁酸鹽水泥,或者采用普通硅酸水泥摻適量粉煤灰等方式。同時(shí),對(duì)鋼筋及鋼結(jié)構(gòu)須采取防腐措施,能有效抵御環(huán)境水侵蝕危害。

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