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，則其耐久性問題會(huì)變得十分突出[2]。近年來，國內(nèi)外對(duì)水工混凝土的侵蝕問題逐漸重視，法國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，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。另據(jù)勘察期間，現(xiàn)場(chǎng)泉水及河水口嘗較咸，水垢嚴(yán)重，無法作為生活飲用水。

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)簡分析(試驗(yàn)成果匯總見表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。