[00244004]固原地区城乡饮水安全水源工程软岩特性及技术研究
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面议
类型：
非专利
技术成熟度：
正在研发
交易方式：
许可转让
联系人：
张益民
所在地：宁夏回族自治区银川市
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技术详细介绍
（1）宁夏固原地区（宁夏中南部）城乡饮水安全水源工程区腐蚀性水土的分布和特征
通过全面调查、测试与试验等工作，查明了宁夏固原地区（宁夏中南部）城乡饮水安全水源工程区腐蚀性水土的分布和特征。该工程输水线路穿越了多种地貌和岩性区段，以及多个相对独立的地表水系和地下水文地质单元，环境条件多样。沿线土壤成因、岩性、含盐量、透水性、电磁特性差异较大，其腐蚀性方面也具有明显差异。本课题查明了研究区腐蚀性水土的分布和特征。
（2）宁夏中南部地区腐蚀性水土的形成机制
通过调查、试验与综合分析，查明了宁夏中南部地区腐蚀性水土的形成机制。
1）土壤及松散层潜水
该地区第四系松散层腐蚀性土壤的形成，与多种因素有关。区域广泛分布的白垩系岩石中含有石膏，通过风化、搬运等形式形成的松散沉积层仍含有石膏成分。干旱、半干旱地区长期而强烈的蒸发作用，对于浅表层盐分的集聚也起到了一定作用。地下水中的硫酸盐，主要源于形成过程中对土壤盐分的溶滤作用。
2）风化带、构造发育带腐蚀性基岩地下水
风化带、构造发育带地下水腐蚀性较强，其成因为：风化岩体渗透性相对较强，大气降水、松散覆盖层孔隙潜水与基岩裂隙水之间水力联系密切，浅表层土壤及风化岩中的硫酸盐被下渗的地下水溶滤进入基岩含水体。对于构造发育带，其成因类似，即：陡倾角的断层沟通了各含水层，造成浅部地下水中富含的盐分进入深部基岩地下水。
3）深部基岩地下水
相对于地表水、覆盖层地下水、浅层基岩地下水而言，基岩深部的地下水腐蚀性明显较弱。其原因在于，工程区岩层属缓倾角地层，倾角一般小于25°，薄层状的砂岩夹泥灰岩及泥页岩垂直层面方向渗透性很差，具有隔水作用，富含盐分的松散层潜水、浅部基岩地下水难以下渗，补给深部地下水。深层基岩地下水中的硫酸根离子主要来源于岩体中的石膏。微风化、新鲜岩体和完整性较好的岩体，石膏脉大部分被严密包裹在岩体中，无法与地下水接触，难以溶入地下水，造成大部分地段硫酸盐含量不高。
由于石膏分布及其与地下水接触、溶解、释放的随机性，造成不同地段地下水中硫酸盐含量和腐蚀性变化大，规律性差。
（3）水土腐蚀对水工隧洞及输水管道的主要危害、作用机理及控制因素
1）水土腐蚀危害的宏观表现：混凝土结构出现云朵状起层、松散、剥落、露筋以及裂缝、渗漏，混凝土及钢结构断面损失，腐蚀后的结构强度显著降低。危害程度一般可分为四级：轻微、中等、严重以及非常严重。
2）水土腐蚀的速率：在不采取抗腐蚀措施的情况下，混凝土和钢结构出现明显腐蚀破坏现象的时间普遍较短，慢者数年，快者数月即出现明显不良表现。
3）提出了不同围岩类别支护措施。掉块和小型塌方是围岩的主要破坏方式之一，是一次支护的重点。开挖后应及时施工锚杆和挂钢筋网，钢筋网间距宜≤10cm×10cm，能够控制大部分和较大块度的掉块问题；通过模拟分析钢架间距与隧洞围岩最大变形量之间的关系，针对Ⅳ2类围岩，钢拱架较优的支护间距为1～1.2m；Ⅴ类围岩以0.8m左右较优，最大不宜超过1m。
4）地下水对围岩工程特性的恶化作用非常敏感，特别是第三系砂质泥岩。施工中应及时排除积水，尤其要避免洞内长期积水。隧洞围岩在施工碾压下易破碎、泥化，强度显著降低，可能造成钢拱架等支护结构变形、失稳，失去支撑作用；泥化的洞底围岩必须清除，将增加永久衬砌工程量。因此，必须对隧洞底板及时采取硬化加固措施。
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