張仲靚

(新疆水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，新疆 烏魯木齊 830000)

若羌河發(fā)源于阿爾金山的阿卡雪山，山區(qū)河段長(zhǎng)96 km，河床平均坡降約20‰，是以冰川積雪和降水為主要補(bǔ)給來(lái)源的山溪性河流。若羌河水庫(kù)所處河道處于中高山區(qū)，降雨稀少，兩岸為陡峭的山體，隨河道向下至出山口，山體高度迅速降低，無(wú)植被覆蓋，是若羌河上唯一的控制性水庫(kù)，其功能為灌溉、防洪、工業(yè)供水，同時(shí)兼顧發(fā)電。

1 地表水與地下水腐蝕性評(píng)價(jià)

壩基基巖主要以中元古界薊縣系(Pt2JX)塔什達(dá)坂群的灰色、灰白色云母石英片巖、砂巖為主，夾侵入花崗巖，根據(jù)各勘察階段在壩址區(qū)鉆孔內(nèi)分別提取水樣進(jìn)行水質(zhì)分析試驗(yàn)見(jiàn)表1，根據(jù)試驗(yàn)成果評(píng)價(jià)如下：

1.1 地表水腐蝕性評(píng)價(jià)

河水水樣中SO42-含量73.8～206.3 mg/L，均小于250 mg/L；Mg2+含量53.1～68.2 mg/L，小于1 000 mg/L，HCO3-含量1.44～2.0 mg/L，表明壩址區(qū)地表水對(duì)混凝土均無(wú)腐蝕性； Cl-含量252.2～258.8 mg/L，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋具弱腐蝕，兩組河水水樣pH值8.10～8.13，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具弱腐蝕；廠址區(qū)河水水樣中SO42-含量284.3 mg/L；Mg2+含量46.7 mg/L，小于1 000 mg/L，HCO3-含量2.85 mg/L，表明廠址地表水對(duì)混凝土具硫酸鹽型弱腐蝕性； Cl-含量211.58 mg/L，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋具弱腐蝕，水樣pH值8.10～8.13，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具弱腐蝕。

1.2 地下水腐蝕性評(píng)價(jià)

壩址地下水(基巖裂隙水)中，SO42-含量4 910.6 mg/L，地下水對(duì)混凝土具硫酸鹽型強(qiáng)腐蝕；Mg2+含量303.3 mg/L，小于1 000 mg/L，HCO3-含量1.71 mmol/L，Cl-含量4 562.4 mg/L，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋具強(qiáng)腐蝕，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具強(qiáng)腐蝕。

廠房河床段地下水(孔隙潛水)中，SO42-含量103.7 mg/L，地下水對(duì)混凝土無(wú)腐蝕；Mg2+含量46.7 mg/L，小于1 000 mg/L，HCO3-含量2.42 mmol/L，Cl-含量200.13 mg/L，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋具弱腐蝕，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具弱腐蝕；階地段地下水中，Mg2+含量38～93.3 mg/L，小于1 000 mg/L，HCO3-含量3.48 mmol/L，Cl-含量736.4～2 481.5 mg/L，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋具中等腐蝕，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具中等腐蝕，SO42-含量282.2～653.2 mg/L，地下水對(duì)混凝土具弱～強(qiáng)腐蝕(圖1)。

圖1 壩址區(qū)鉆孔地下水腐蝕性分布圖

2 地下水強(qiáng)腐蝕性原因分析

2.1 勘察工作量的布置

自項(xiàng)目建議書(shū)階段對(duì)河心鉆孔ZK5的地下水水質(zhì)簡(jiǎn)分析評(píng)價(jià)壩址區(qū)地下水對(duì)混凝土具有硫酸鹽型強(qiáng)腐蝕以來(lái)，各階段均對(duì)壩址區(qū)地下水進(jìn)行復(fù)查，共計(jì)完成水質(zhì)簡(jiǎn)分析9組，壩址區(qū)地層室內(nèi)巖塊試驗(yàn)硫化物及硫酸鹽含量5組，初設(shè)階段為查明壩址區(qū)地下水強(qiáng)腐蝕原因，對(duì)壩址區(qū)ZK16進(jìn)行了分層取水樣進(jìn)行水質(zhì)簡(jiǎn)分析6組，并對(duì)接觸帶巖石進(jìn)行粉碎后泡水(河水和蒸餾水)水質(zhì)簡(jiǎn)分析2組，河水一組，共計(jì)完成水質(zhì)簡(jiǎn)分析9組。試驗(yàn)成果見(jiàn)表1和表2。

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

2.2 驗(yàn)數(shù)據(jù)分析及評(píng)價(jià)

根據(jù)ZK16分層水樣的水質(zhì)簡(jiǎn)分析試驗(yàn)成果表2可知，第⑥組水樣為全孔地下水，其SO42-含量133.3 mg/L，地下水對(duì)混凝土無(wú)腐蝕；第③④⑤組水樣處于花崗巖與石英砂巖接觸部位，其SO42-含量309.8～473.1 mg/L，地下水對(duì)混凝土具弱～中等腐蝕；

表2 ZK16分層水樣及接觸帶巖石水質(zhì)簡(jiǎn)分析試驗(yàn)成果表

2.3 原因分析

本次統(tǒng)計(jì)了壩址區(qū)所有涉及到地下水的8個(gè)鉆孔進(jìn)行分析，如圖1，地下水無(wú)腐蝕鉆孔3個(gè)(ZK11、ZK13、ZK15)，地下水弱腐蝕鉆孔2個(gè)(ZK12、ZK20)，地下水中等腐蝕鉆孔一個(gè)(ZK16)，地下水強(qiáng)腐蝕鉆孔2個(gè)(ZK5、ZK14)。

由表3和圖2可以看出，鉆孔地下水水質(zhì)簡(jiǎn)分析中SO42-含量與鉆孔穿過(guò)接觸帶次數(shù)呈正比，穿過(guò)接觸帶次數(shù)越多，SO42-含量越高；根據(jù)ZK16分層水樣的水質(zhì)簡(jiǎn)分析試驗(yàn)成果，全孔地下水中SO42-含量133.3 mg/L，花崗巖與石英砂巖接觸部位，其SO42-含量309.8～473.1 mg/L，地下水對(duì)混凝土由無(wú)腐蝕變化為弱—中等腐蝕；

圖2 各鉆孔通過(guò)接觸帶次數(shù)與硫酸根離子含量關(guān)系圖(橫軸為穿過(guò)接觸帶次數(shù)；縱軸為SO42-含量mg/L)

表3 壩址區(qū)各鉆孔通過(guò)接觸帶次數(shù)與硫酸根離子含量關(guān)系表

對(duì)接觸帶巖石進(jìn)行粉碎后泡水水質(zhì)簡(jiǎn)分析試驗(yàn)成果，河水中SO42-含量189.7 mg/L，河水和蒸餾水浸泡接觸帶巖粉5 d后SO42-含量高達(dá)1 657～1 981.2 mg/L，水質(zhì)由無(wú)腐蝕變化為強(qiáng)腐蝕，因此，導(dǎo)致地下水具硫酸鹽型強(qiáng)腐蝕是由于花崗巖與砂巖接觸帶含有硫化物，當(dāng)鉆孔鉆穿接觸帶后，硫化物溶于地下水，致使地下水中SO42-含量超高。

建筑物出口階地段孔隙潛水中SO42-含量較高，分析認(rèn)為，鉆孔揭露的地下水位較河水位略低(如圖3)，該區(qū)地下水主要受大氣降水和河水的補(bǔ)給，大氣降水在補(bǔ)給過(guò)程中溶濾上部高含鹽土層中的鹽分，河水在補(bǔ)給過(guò)程中通過(guò)河床及階地砂礫石層時(shí)，溶解第四系地層中的鹽分，加之該區(qū)地下水排泄不暢，導(dǎo)致地下水SO42-含量較高。

圖3 建筑物出口段地下水補(bǔ)給關(guān)系圖

3 結(jié)語(yǔ)

地下水腐蝕性會(huì)影響混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性、可靠性，嚴(yán)重影響建筑物的安全性，在勘察階段發(fā)現(xiàn)地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具有中強(qiáng)腐蝕性時(shí)，在工程建設(shè)中必須引起足夠的重視，充分查明腐蝕性的類(lèi)別、影響程度、分布范圍等，為設(shè)計(jì)采取相應(yīng)防腐措施提供準(zhǔn)確依據(jù)。