青海盐湖盐渍土地区钢制井的应用

(整期优先)网络出版时间:2023-04-18
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青海盐湖盐渍土地区钢制井的应用

许鹏飞

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摘要:青海盐湖地区普遍为盐渍土土质,在盐渍土地区使用传统砖砌和钢筋混凝土阀门井、检查井时,施工周期长,管道与井体的连接处漏水、渗水以及卤水腐蚀井体等问题较为突出。本文对传统砖砌和钢筋混凝土阀门井、检查井的弊端、钢制井的优势等方面进行论述,并结合已建工程的实际经验,推荐钢制井作为在盐渍土地区的阀门井、检查井使用。

关键词:青海盐湖;盐渍土;钢制井

  1. 前言

中国作为负责任的发展中国家,始终坚持以绿色能源的发展、变革为指引方向,积极推出“碳达峰、碳中和”的战略目标。在这种大环境下,新能源汽车已成为中国乃至全世界汽车工业发展的必然趋势,锂离子电池作为新能源汽车的核心部件,其需求量也不断提升,锂资源丰富的青海盐湖更是成为锂项目建设的热点地区。与此同时青海盐湖盐渍土地区项目采用传统砖砌阀门井、检查井,钢筋混凝土阀门井、检查井的弊端也日益突出,经过多次实地走访及相关项目建设的实践经验,最终在青海盐湖某盐渍土地区项目二期建设过程中选择钢制井作为给排水阀门井、检查井使用。

但是国家规范和行业标准都没有明确盐渍土地区采用钢制井的相关说明和做法,钢制井在该地区作为给排水阀门井、污水检查井的应用既是一项技术创新也是经过诸多项目摸索、实践的宝贵经验总结。

  1. 传统砖砌阀门井、检查井在盐渍土地区使用的弊端

传统砖砌阀门井、检查井经过青海盐湖地区多年的应用实践、总结,发现传统砖砌阀门井、检查井并不适用于青海盐湖盐渍土地区。主要是因为青海盐湖多属于盐渍土地区,地下水水位较高且多为含盐量高的卤水。卤水对于传统砌块砖和砂浆基本属于强腐蚀介质,经过多年的实践经验证明,传统砖砌阀门井、检查井使用寿命短,即使井外壁防腐处理再好最多也就坚持2年-3年时间,并且每年都需要维护、检修。因此从使用寿命、维护费用等方面看,传统砖砌阀门井、检查井都不适合在青海盐湖的盐渍土地区使用,传统砖砌阀门井、检查井在盐渍土地区基本不再采用。

  1. 传统钢筋混凝土阀门井、检查井在盐渍土地区使用的弊端

(1)施工周期长、施工步骤繁琐

传统钢筋混凝土阀门井、检查井的工艺流程基本可分为:管道开槽→井基础垫层混凝土→底板和井壁钢筋制作安装→井室混凝土浇注→井室模板拆除→井室现浇混凝土养护、防腐。

1)首先需要进行管槽开挖,开挖时需控制好标高,开挖至设计高程100mm~200mm时采用人工开挖,避免超挖。

2)阀门井、检查井混凝土垫层施工,垫层经验收合格后,才可进行井室模板支撑。

3)底板和井壁钢筋制作安装:钢筋安装前,定位底板钢筋及井壁钢筋位置,主筋绑扎牢固,垂直向上,间距根数应符合设计及规范要求。绑扎底板钢筋的同时绑扎井壁预留钢筋,预留插筋按照井室深度一次到位,并要做到位置准确且与底板筋连接牢固。

4)井室混凝土浇注:浇注模板安装应牢固并易于拆除,拼缝严密。模板安装前应刷脱模剂采用插入式振捣棒振捣,快插慢拔,点距均匀,不漏振。

5)模板拆除应在混凝土强度能保证其表面棱角不因拆模而受损时拆除,拆除时注意对混凝土表面的保护,严防猛砸硬撬。

6)定期采用洒水养护,使其保持湿润,且养护至回填前。养护结束后应对混凝土井体进行防腐处理。

基于以上施工步骤,如果管槽开挖时,遇到地下水位较高,还需要边采取降水措施边进行管槽的开挖。同时阀门井、检查井混凝土垫层施工时,盐渍土地区往往因地质条件差,还需对垫层下土壤进行一定厚度的砂石换填。再加上绑扎钢筋、浇注、拆模、养护、防腐等诸多步骤无形中增加不少人工成本,增加施工周期。

(2)井体结构腐蚀的防护复杂

盐湖地区的化学腐蚀非常剧烈,因为该地区晶间卤水中Mg2+和SO42-的含量非常高,其中镁盐比对混凝土的化学腐蚀超过硫酸盐的腐蚀,盐湖及超盐渍土地区对混凝土侵蚀的严重程度为国内外所罕见[1]。因此,在采用传统钢筋混凝土阀门井、检查井时,对于井体结构腐蚀的防护尤为重要,大多遵循基础底部砂石换填、基础底部防腐处理、井外壁防腐处理、回填等复杂性施工流程,对于施工来说流程复杂,要求高、难度大。防腐蚀施工处理不到位时,常常造成含盐卤水渗入防腐层与井体结构之间的空隙,造成卤水腐蚀井体的问题,从而影响传统钢筋混凝土阀门井、检查井的强度及使用寿命。

(3)管道与井体的连接处漏水、渗水

青海盐湖的盐渍土具有较强的腐蚀性,因此室外埋地的给排水管道多采用塑料管。在采用传统钢筋混凝土检查井时,排水管道与检查井的连接处主要水泥砂浆或橡胶密封圈等连接形式,在施工质量不到位或者地面产生较大程度不均匀沉降时,常常在管道与井体的连接处发生漏水、渗水等现象。此外,盐渍土中的盐分在淡水作用下溶解并被水带走,这将导致土壤强度逐渐丧失,从而加剧不均匀沉降的发生,还会导致盐渍土路基或结构层的沉降、孔洞等破坏,严重影响道路或建筑物的安全[2]

  1. 钢制井在盐渍土地区使用的优势

(1)制作工艺简单、密封性好

钢制井采用钢板卷焊或成品钢管直接焊接而成,钢制井的制作不受场地条件限制,提前在加工厂预制或项目现场临时加工的方式均可。钢制井连接管道处预留钢制短管并预留法兰,管道与井壁之间采用焊接,没有缝隙,从根本上避免了管道与井体的连接处漏水、渗水的情况。

(2)防腐做法成熟、适用性高

整个井体内外壁采用与传统成熟的埋地金属管道防腐做法,工艺成熟且适用性高。钢制井均采用特加强级环氧煤沥青防腐,顶部有紫外线照射的井盖位置除环氧煤沥青防腐外再加两遍丙烯酸氯化橡胶面漆。

(3)制作、施工、维护成本低

钢制井加工制作工艺简单、工序少,施工时开挖到设计标高后直接吊装就位、管道对接安装、回填即可完成施工,比传统钢筋混凝土井施工周期短、难度低。又因钢制井采取成熟的防腐做法,钢制井及井内设备寿命延长,减少了后期维修费用。

  1. 钢制井的注意事项

钢制井在制作过程中,焊缝必须保证严密性,如出现漏点就失去其防水、密封效果。钢制井连接管道处预留钢制短管并预留法兰,排水管道管材建议采用塑料给水管道,管道与钢制检查井用法兰连接,且该法兰连接位置应做好防渗、防腐措施。钢制井防腐的施工质量应充分重视,保证盐渍土、卤水对埋地钢材的腐蚀,延长使用寿命。

  1. 结语

目前,钢制井在青海盐湖地区存在诸多实践案例,在某盐渍土地区项目一期建设采用钢筋混凝土检查井,检查井周边及建筑物周围出现诸多地面沉降、塌陷等问题。但该项目二期建设采用钢制井,截止目前正常运行5年,未出现任何异常情况。

综上所述,并结合已建工程的实际经验,推荐钢制井作为在盐渍土地区的阀门井、检查井使用。

参考文献

[1]刘连新. 察尔汗盐湖及超盐渍土地区混凝土侵蚀及预防初探[J]. 建筑材料学报,2001,4(4):395-400. DOI:10.3969/j.issn.1007-9629.2001.04.017.

[2]李鹏. 盐渍化软土路基处治对策研究[J]. 科学与财富,2015,7(z1):464. DOI:10.3969/j.issn.1671-2226.2015.z1.443.