[发明专利]一种水利水电工程溶出型侵蚀析钙量评价方法

说明书

本发明公开了一种水利水电工程溶出型侵蚀析钙量评价方法，首先对防渗帷幕出水点进行现场调查，现场实测出水点的pH值、流量，取代表性水样，包括渗漏水、幕前水和库水；再将代表性水样送实验室进行水质简分析，得到幕前地下水的HCO₃^‑含量；然后计算某处渗漏水的防渗帷幕Ca(OH)₂溶出型侵蚀质量；最后将防渗帷幕后所有渗漏点侵蚀量相加，获得工程渗控系统的溶出型侵蚀总量；根据防渗帷幕单位长度的侵蚀量与该段防渗帷幕的水泥浆灌入量进行比较，评估防渗帷幕的溶出型侵蚀水平，并对防渗帷幕的可靠性进行评估。本发明原理清晰，操作简便，对强碱化渗漏水的防渗帷幕可靠性和水工建筑物安全评价简单有效。

技术领域

本发明涉及一种水利水电工程溶出型侵蚀析钙量评价方法，属于水利水电材料科学技术领域。

背景技术

已建成的各类水库在运行期间，在大坝坝基、廊道或排水沟等地都存在不同程度白色钙质析出物沉积现象。丰满水电站老坝坝体年溶蚀量达到10.64吨/年,其中钙离子溶蚀量约占31.4％～34.1％(据吴中如，大坝服役状态的合评判方法)；东风水电站防渗帷幕灌浆廊道每年清理白色钙质析出物数以吨计。

含混凝土和水泥材料的水库大坝、洞室、防渗帷幕等结构和设施的溶出型侵蚀是渗流水溶解并带走水泥石中的Ca(OH)₂，降低了水泥石中的Ca²⁺离子浓度，并导致水泥水化产物中Ca²⁺离子和其他离子的溶出。这种水泥石的溶蚀现象，使混凝土或地质加固体强度和抗渗性降低。混凝土其他的一些耐久性问题，如碱集料反应、碳化和钢筋锈蚀、冻融循环破坏等都与渗透性密切相关，可以说抗渗性是保证混凝土大坝结构安全、耐久性的重要条件，更是防渗帷幕存在的目的。

溶出型侵蚀的定量计算评价有一些研究成果，通过分析幕后排水孔地下水与其补给源(通常为坝前库水)的水质，计算出Ca²⁺的浓度差，然后根据某个周期时间段(例如一年)，可推算出总的析钙量，从而从量上来反映出基础帷幕的侵蚀度(杨永祥，坝基帷幕体防渗效果及其时效多指标评价体系研究；彭鹏，大坝基础帷幕体防渗效果评价方法综述)。其中钙离子的来源包含了岩体介质中的钙成分的溶解，反应复杂，不易查清，不完全是防渗帷幕中水泥结石的溶出，计算结果的误差较大。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种水利水电工程溶出型侵蚀析钙量评价方法。为水工建筑物和防渗帷幕运行可靠性评价研究提供必要的支撑。

本发明的技术方案：

一种水利水电工程溶出型侵蚀析钙量评价方法，该方法的评价过程按以下步骤进行：

步骤一、对防渗帷幕出水点进行现场调查，现场实测出水点的pH值、流量，取代表性水样，包括渗漏水、幕前水和库水；

步骤二、将代表性水样送实验室进行水质简分析，得到幕前地下水的HCO₃^-含量；

步骤三、根据公式

计算某处渗漏水的防渗帷幕Ca(OH)₂溶出型侵蚀质量；

步骤四、将防渗帷幕后所有渗漏点侵蚀量相加，获得工程渗控系统的溶出型侵蚀总量；根据防渗帷幕单位长度的侵蚀量与该段防渗帷幕的水泥浆灌入量进行比较，评估防渗帷幕的溶出型侵蚀水平，并对防渗帷幕的可靠性进行评估。

前述方法中，所述步骤二中的代表性水样指幕前地下水，如果没有取得幕前地下水，可用库水的HCO₃^-含量代替。