浅谈某水电站工程面板坝趾板基础黄铁矿处理设计

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1、设计与施工水利规划与设计2012年第1期某水电站工程面板坝趾板基础黄铁矿处理设计余华英(新疆水利水电勘测设计研究院乌鲁木齐830o00)【摘要】某地区已有多个水利水电工程库坝区地层发现分布有黄铁矿，黄铁矿在地表氧化环境下所形成的硫酸根离子(SO：一)会对大坝坝基混凝土产生酸蚀作用，从而破坏坝基混凝土结构，降低其强度，给大坝安全带来隐患，某坝址基岩中分布有黄铁矿和黄铁矿的氧化物，对大坝基础混凝土强度存在潜在影响，通过对该工程黄铁矿的分布、成因类型、氧化机理及其对工程的影响，采取相应的设计措施，保证工程的安全。【关键词】黄铁矿硫酸根离子腐蚀性化学灌浆【中图分类号】TV223【文献标识码】B

2、【文章编号】1672—2469(2012)01—0049～03【DOI编码】10．3969／j．issn．1672—2469．2012．01．14杂性，其侵蚀介质的种类及危害性也是多因素综合1工程概况性的，有硫酸盐侵蚀、酸性侵蚀、盐卤侵蚀等，侵蚀介质往往含有多种有害成分。在新疆水利工程中某水电站位于新疆阿勒泰地区的某河上，于遭遇黄铁矿工程地质问题的工程有“635”水利枢2009年开工建设，控制流域面积6056km，水库总纽、喀腊塑克水库，据文献资料报道国内工程建设库容2．32亿m。，正常蓄水位752．00m，水电站装有黄铁矿工程地质问题的工程有湖南镇水电站左坝机容量为160MW，水电站

3、保证出力19．22MW，年肩(浙江)、清江隔河岩水电站两岸坝肩，秦岭铁平均发电量4．95亿kW·h。本水电站属大(2)路隧道。型Ⅱ等工程，由混凝土面板堆石坝、表孔泄洪洞、坝址区附近存在有著名的阿舍勒铜矿，矿带分深孔泄洪洞、发电引水隧洞、压力管道及地面式厂布与区内中基性火山熔岩喷溢喷发及岩浆侵入作用房等建筑物组成，拦河坝为1级建筑物，最大坝高有关。坝址为华力西中期侵入杂岩体(8：。)细粒146．3m。设计洪水频率为100年一遇，校核洪水斜长花岗岩和石炭系下统喀拉额尔齐斯组(C：)频率为2000年一遇。火成岩地层，受阿舍勒铜矿床的影响，在坝址分布2坝址区黄铁矿分布情况的岩石、断裂及节理裂隙

4、内含有黄铁矿。在基岩天然露头的裂隙面和裂隙密集带，有较多黄铁矿氧化坝址区处于某河中下游峡谷段，两岸山体为侵后形成的铁锈色薄膜；在岩石中也有黄铁矿氧化后蚀构造中低山地貌，库区河谷段主要呈V形，两形成的融蚀小孑L，见图l。从I号、V号冲沟地下岸谷坡较陡峻，出露的地层主要有泥盆系、石炭水水质分析结果看，硫酸根离子含量分别达到系、第四系和华力西中期岩浆岩，坝址基岩左岸为595．6mg／L、868．4mg／L，这些应该是黄铁矿氧化斜长花岗岩、右岸为石英斑岩，岩体呈块状构造一形成的。碎裂镶嵌结构。由于西北地区特别是阿勒泰地区地下环境的复作者简介：余华英(1970年一)，女，高级工程师。·49·设计

5、与施工水利规划与设计2012年第1期化学灌浆的处理措施。4趾板基础黄铁矿处理设计黄铁矿要在地表氧化环境下，经氧化过程中产生酸性水，腐蚀混凝土中的水泥。所谓氧化环境的条件，是指岩体中具有一定的空隙，使空气或水(指氧气O。)能够进入交换，与黄铁矿(FeS)接触发生氧化反应生成酸，并有水的流动补充作用，使氧化反应能够持续完成，在这过程中，可生成几十种氧化矿物，产生较高的酸根离子，对工程危害较大。一般工程对于有严重侵蚀性可能的岩层首先采取的办法是回避，因此，工程上受特强侵蚀地下水侵蚀的工程不多见，在美国历史上也发现由于受高图1黄铁矿氧化物及孔隙浓度sO一侵蚀而使混凝土遭破坏的事例，我国有如下几

6、处工程遇到高浓度SO一的侵蚀问题。3坝址区工程地质条件引大入秦工程盘道岭隧洞(1986年9月开工，挡水建筑物为混凝土面板堆石坝，最大坝高历时5年多)进口后段出现的硫酸盐腐蚀(普通146．3m，顶宽8m，坝顶长446m，趾板线长硅酸盐水泥)，SO一的高峰值为6878mg／L。634．5m。上游坝坡1：1．5，下游坝坡马道间1：1．3。克孜尔水库右坝肩排水廊道(1991年施工)钢坝体从上游到下游分别为：上游铺盖区、混凝土面筋}昆凝土严重腐蚀(1999年)，环境水的sO一含量板、垫层区、过渡区、主堆石区、次堆石区。垫层一般为l420～6724．2mg／L，最高为9846．15mg／L。区水平

7、宽4m，其上游固坡采用挤压边墙技术，过目前对强酸性、高浓硫酸盐离子地下水，单纯渡区水平宽4m，主堆石区采用新鲜岩石爆破料。采用抗硫酸盐水泥已无法杜绝其侵蚀性。坝址区下覆基岩以F85为界，左岸及河床左侧混凝土结构受外界侵蚀介质的作用，其侵蚀的岩体为变斜长花岗岩，节理裂隙较少；右岸及河床速率取决于介质的浓度、混凝土的密实度和水泥品右侧岩体为石英斑岩。左岸强风化层厚5—6m，现种。因此，混凝土防腐蚀应从混凝土结构侵蚀的机代河床宽41m，主流偏左侧，右