泵站底板混凝土渗水剥蚀现象的分析处理

任波 范海蛟

摘要：由于多数泵站建设在高程较低的低洼地带，泵站厂房地埋混凝土基础、地板长期受到地下水有害离子的侵蚀和冻融剥蚀，泵站基础混凝土出现了开裂、粉化等问题，直接危及泵站系统的安全运行，本文就泵站混凝土基础、底板的渗漏剥蚀的成因结合相关实例进行了分析，为解决和预防剥蚀问题提供了一些参考意见。

关键词：泵站底板混凝土渗水剥蚀成因分析

1、泵站混凝土基础、地板渗水剥蚀的危害

泵站系统是重要的水利基础设施，在解决洪涝灾害、干旱缺水、水环境恶化等问题中起着不可替代的作用。泵站系统不仅有用于提水的机泵设备以及配套的变配控电系统，同时也有用于输配水的厂房、管道、渠道和闸、函、堰等工程建筑设施。近年来，随着水利科技的发展，泵站安全和技术环境得到了有力改善，自动化管理应用等革新技术日新月异，为有效发挥泵站提灌效益、实现可持续水利发展战略和节水型社会建设目标奠定了坚实基础。

泵站厂房基础及地板防渗问题，是泵站更新改造过程中解决老旧泵站生产安全环境的课题之一。泵站低高程、高扬程的系统特性，随着灌域发展、渠道老化渗漏、地下水位升高，在运行多年后，容易出现泵站地下混凝土基础渗水剥蚀，致使混凝土结构松裂、粉化，内部钢筋锈蚀，地面裂缝，地板渗漏，对泵站安全构成严重威胁。

2、泵站混凝土基础、地板渗水剥蚀的实例

陕甘宁盐环定扬黄工程是国家“八五”重点建设项目之一。是解决陕西定边县、甘肃环县和宁夏盐池县、同心县部分地区人畜饮水、防治地方病、改善生态环境和发展农业灌溉的一项脱贫致富，惠泽于民的扶贫政治工程。工程分三省区共用工程和三省区专用工程，共用工程投资3.03亿元，其中国家补助0.82亿元，三省区自筹2.21亿元，1988年7月动工兴建，1993年投入试运行，1996年9月竣工并通过黄委会的验收。工程设计流量11立方米／秒，其中分配给宁夏盐池县5立方米/秒，宁夏同心县、甘肃环县和陕西定边县各2立方米／秒；设计扬程宁夏盐池灌区452米，陕西定边县526米，甘肃环县651米；设计年供水量1.18亿立方米。共用工程建设泵站12座，安装机组101台（套），总装机容量6.59万千瓦，建成110千伏变电所6座，35千伏变电所4座。干渠总长123.8公里，渠系建筑物113座。工程原规划设计解决三省区38.6万人、132.3万头（只）牲畜的饮水困难问题，发展灌溉面积32.12万亩。专用工程泵站12座，其中宁夏4座，陕西3座，甘肃5座，总装机容量2.56万千瓦，干渠总长480公里。

经过近二十年的运行，共用工程的12座泵站中，有6座泵站混凝土底板和基础出现了严重的渗水剥蚀，局部混凝土基础出现漏筋，混凝土粉化，厂房地面沉陷、裂缝，地面渗漏积水，个别泵站厂房内渗水量超过500立方米/天，侵蚀对设备安全运行构成严重威胁，潮湿的环境对电器安全也造成影响。2009年，经国务院批准并实施的盐环定续建改造工程中，对上述的部分泵站侵蚀渗漏问题进行了处理，使这一问题得到了有效控制。

3、泵站混凝土基础、地板渗漏侵蚀的检测与分析

为了正确地评价和鉴定底板混凝土渗水剥蚀状况，确定产生破坏的原因，为维修加固处理方案的制定和实施提供科学依据，需要通过以下技术手段进行全面检测分析，以制定相应的修补加固处理方案和措施。

3.1、工程技术资料调研。对泵站原设计、施工方案、原材料应用资料等进行全面调查了解，掌握混凝土底板、基础的结构状况、技术性能指标、原材料以及施工质量、运行过程中出现的问题等，形成调查报告，为分析破坏原因提供技术依据。

3.2、工程质量及环境状况检测

3.2.1检测混凝土表面剥蚀状况。通过检查测量剥蚀面大小、形状、剥蚀深度等，绘制剥蚀平面图。

3.2.2 检测裂缝。主要检查裂缝的宽度、长度、形状和是否贯通，缝内异物以及宽度的变化情况，裂缝现状、裂缝附近状况、裂缝发展状况、是否影响使用、设计资料调查、施工资料调查、使用及环境状态调查等。绘制结构图、平面图、立体图。

3.2.3 检测混凝土碳化及钢筋锈蚀。参照GBJ-82-85“普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法”的有关规定，检测混凝土的碳化深度、钢筋保护层厚度、钢筋锈蚀程度，以确定是否采取相应的防护措施。

3.2.4 检测混凝土强度。参考JGJ/T23-92“回弹法检测混凝土抗压强度技术规程”对底板混凝土分区进行强度无损检测，参照SD105-2005“建筑物混凝土芯样强度试验”方法选择不同部位钻芯取样进行强度检测，两种检测方法结合来评定混凝土的强度。

3.2.5 有害离子含量的检测。根据地域特点检测有害离子。主要检测内容包括：1）地下水状况调查、水质情况特别是SO42-、CL-、K+、Na+含量的检测；2）输水水质情况调查及检测；3）底板混凝土SO42-、CL-、K+、Na+含量的检测；

3.3、剥蚀破坏原因的分析。通过对混凝土现场破坏状况、混凝土技术性能指标以及有害离子含量的综合分析，借助微观显微结构照片，找出泵站底板混凝土破坏的原因，为下一步预防剥蚀破坏、治理混凝土剥蚀奠定基础。

3.4、制定剥蚀破坏修补处理措施和方案。根据泵站底板混凝土产生破坏的起因，针对现场混凝土破坏的实际情况，制定相应的经济可行的加固处理方案和措施。

4、泵站混凝土基础、地板渗水剥蚀的修复处理技术

4.1、根据上述检测分析，制定混凝土剥蚀、裂缝的修复方案。一般采用以下几种方式。

4.1.1充填法：主要用于裂缝处理。即在裂缝开裂部位凿开U型或V型槽，在槽中填充密封材料，材料可用水泥砂浆、环氧砂浆、弹性环氧砂浆等；如果内部钢筋出现锈蚀，则要把钢筋除锈和进行防锈处理后再进行填充。注入法修复

4.1.2 注入法：即通过压力注入或真空吸入砂浆的方法，充填裂缝。材料除上述的几种外还可用水溶性聚氨酯浆材料。

4.1.3 覆盖法：主要用于处理微细裂缝和侵蚀表面，将处理面用钢刷打毛，清洗表面附着物，擦拭干净，然后用树脂充填其表面的孔洞，再用修补材料涂覆表面。通常使用弹性涂膜防水材料、聚合物水泥膏、聚合物薄膜等材料。

4.2、渗漏一般有点渗漏、面渗漏和线渗漏等几种，根据不同的渗漏需要采取不同的处理方式，主要有以下几种。

4.2.1 点渗漏:一般应用直接堵漏法、木楔堵漏、下管堵漏和灌浆堵漏，要根据形成的点渗漏范围、水压大小选择不同的处理方案。

4.2.2 面渗漏：采用表面涂抹覆盖、浇筑混凝土或钢筋混凝土护面、灌浆处理等方式。面渗漏处理要采取降低水位、做好导渗降压等措施。

4.2.3 线渗漏：即变形缝渗漏。有嵌填止水材料密封法、环氧橡胶板封堵法、锚固橡胶板法和灌浆堵漏等方法。

4.3、采取工程技术措施，如设立集水井、降水井，集中排出地下水，降低地下水位等。

总之，减少主厂房渗漏侵蚀破坏，有效提高泵站机组的安全运行率，大大减少机组维修养护费用，提高泵站使用寿命，将有力促进排灌工程更加长久、稳定地为社会服务，增强水利可持续发展和提高工程安全运行保证率。

参考文献：

1、《水工混凝土建筑物修补技术及应用》中国水利水电出版社，作者:黄国兴，出版日期:2000-04-01

2、《中国泵站工程现状及十一五更新改造任务》作者：陈坚 李其等 中国灌溉排水发展中心《水利水电科技进展》2008年 第2期

3、《宁夏盐环定扬水工程续建改造项目技术实施方案》宁夏盐环定扬水管理处 作者 杨志 卜斌等