石油化工钢筋混凝土水池防渗漏措施.pdf

石油化工安全环保技术 P E T R O C H E M I C A L S A F E T Y A N D E N V I R O N ME N T A I P R O T E C T I O N T E C HN O L O G Y 2 0 1 4年 第 3 O卷第 3期 石油化工钢筋混凝土水池防渗漏措施 姜开兴 ( 中国石化工程建设有限公 司，北京 1 0 0 1 0 1 ) 摘要：钢 筋混凝土水池是石 油化工建设 中必不可 少的 内容，水池渗 漏会对其正常使 用 功能和耐久性造成影响，也会对地下水环境产生危害，因而应引起 高度关注。导致水池渗 漏 的原 因包括设计 、混凝土材料 、施 工等诸 因素。重点从这三个方面出发 ，论述 了各阶段 需要 采取的措施和注意事项。从设计阶段 完整收集相关的基础 资料、合理的 受力分析 、综合 的构 造措施，到混凝土材料的选用、外加剂和掺合料的应用、配合比的控制 ，直至对施工阶段 的 技 术要 求，最终实现全过程的防渗漏措施 。 关键词：水池防渗漏设计混凝土材料施工 钢筋混凝土水池是石油化工建设 中必不可少 的内容 ，如清水池 、循 环水池 、污水处理池 、事 故池 、储焦池 、设备地坑等。这些池类结构如果 发生渗漏 ，就会对其正常使用功能和耐久性造成 影响。而且水池多数埋置于地下或半 地下 ，渗漏 后难以察觉，因长期储存有污染介质，会对地下水 环境产生危害。随着 国家对环保的要求越来越高 ， 与防渗漏污染相关的要求也越来越严格，所以应高 度关注该问题。导致水池渗漏的原因包括设计 、混 凝土材料、施工等诸因素，只有从各方面出发，综 合考虑防渗漏措施 ，才能从根本上解决问题。 1 设计 阶段 的防渗漏措施 1 1 水池混凝土抗渗等级的确定 水池因工艺流程 、操作介质不同 ，其防水 等 级有较大差别 ，分为四级 。当工艺有规定 时，按 工艺规定采用 ；工艺无 规定 时，应按结构规范采 用 。根据水池的防水等级 ，以及最 大作用水头与 池壁厚度的比值确定水池混凝土的抗渗等级。 石化建设场地可划分为非污染 防治区 、一般污染 防治区和重点污染防治区。对处于一般污染防治 区和重点污染防治区的水池 ，其混凝土抗渗等级 应不低于 P 8 ，见表 1 。 1 2 水池的强度计算和裂缝验算 首先应收集完整准确的基础资料 ，包括地下 表 1 水池混凝土的抗渗等级 1 I 1 0 I 1 0 水池防水等级 二 、三级 四级 二 、三级 四级 混凝土抗渗 等级 P P 6 P 4 P 8 P 6 注 ：表 中 P 为混 凝土抗 渗 等级 ，系指 龄期 为 2 8 d的混 凝 土 试件 ，施加 i 0 1 MP a水压 后 所 满 足 的不 渗 水 标 准 ；对 处 于 一般 污染 防治 区和 重点 污 染 防治 区的 水池 ，其混 凝 土 抗 渗 等 级应 。 水情况 、工程地质 、抗震设防 、气象条件 、池 内 介质温度以及水池在试水 、运行 、检修等各种工 况下的荷载等。然后对各荷 载工况进行组合 ，通 过合理的力学模 型进行分析，得出符合实 际的内 力及变形结果。应注意的问题 ：1 ) 基础梁 、板计 算所采用的地基假设是否合理 。根据各假设 的适 用条件 ，选择最为符合的理论进行分析。2 ) 支座 假设是 否合理。根据 水池 各连接 构件 的支 承 条 件 ，选择合理的支座假设 ，才能计算 出符合实际 的作用效应。3 ) 极端温湿差 出现的部位及取值 是 否正确。4 ) 荷载组合 中，最不利工况 的选择是 否 正确。注意施工 、闭水试验 、停 产检修各 阶段 的 荷载组合 。 收稿 日期 ：2 0 1 3 0 91 3 。 作者简 介 ：姜 开兴 ，男，2 0 0 8年 毕 业于北 京工 业 大 学土木工程专业，工学硕 士，主要从事石油化工行 业结构设计工作，工程师。E m a i l ：j i a n g k a i x i n g s e i s l n o p e c c o rn 2 0 1 4年第3 0卷第3期 姜开兴石油化工钢筋混凝土水池防渗漏措施 首先进行强度计算 ，初步确定配筋量 ；然后 据此验算 裂缝 宽 度，如 不满 足要求 ，则对 配筋 率 、钢筋布置 、混凝土强度等级或构件截面尺寸 进行 调 整 ，直 至 满 足。最 大 裂 缝 宽 度 按 下 式 确定 。 、 =1 8 ( 1 5 c+0 1 旦 ) ( 1+ ) S Pt ： 1 1 一 p h j O I 0 ( 2 式 中： 水 池 构 件 的 最 大 裂 缝 宽 度 ，h i m； 按荷载准永久组合计算 的纵向受拉钢 筋应力 ，N m m ； c 最外层钢筋的混凝土保护层厚度 ，mm； 纵向受拉钢筋的公称直径 ，m m； P 。 以有效受拉混凝土截面面积计算 的纵 向受拉钢筋配筋率 ； 纵向受拉钢筋 的表面特征系数 ； E 钢筋的弹性模量 ，N ra m ； 裂缝问纵 向受 拉钢筋应 变不均 匀系数 ( 0 41 0 ) ； 混凝土轴心抗拉强度标准值，N ra m ； ， 按大偏心受拉( 压) 或受弯情况所 采用的系数。 最大裂缝宽度应控制在 0 2 mm或 0 2 5 n l m， 主要取决于水池 的防水等级。 1 3综合构造措施 水池结构实际上是空间体系 ，其 自身条件 和 外界条件的约束都十分复杂，除了通过计算来满 足水池的强度、裂缝宽度要求外，还需要采取一 系列综合性构造措施 ，加强结构 的整体刚度 ，增 强其抗渗漏性能。1 ) 一般壁板 、隔板和底板的厚 度不小于 2 0 0 m m；对处于污染防治区的水池 ，不 小于 2 5 0 m m_ 2 j 。2 ) 配筋按“ 细 而密 ” 的原则 ， 但直径不宜小于 1 0 m m，每米宽度 内不宜少 于 4 根 ，也不宜多于 1 0根 ，满足最小 配筋率。3 ) 敞 口水池壁板的顶端宜设置水平加强筋 ；当敞 口水 池的边长大于2 0 m时，池壁顶端宜加设暗梁 ：当 敞口水池 的边 长大于 3 0 m且水池深度 大于 3 m 时，池壁顶端宜设肋梁。4 ) 转角或孔边作构造筋 加强；壁板与底板的连接处设置腋角，腋角内配 誊 到 置斜 向钢筋。5 ) 当水池长度和宽度 超过规定时 ， 在适 当位置设置变形缝 ，如在砂土或粘性土地基 上 ，普通防水混凝土变形缝最大间距为 2 0 m( 地 面式) 或 3 0 m( 地下式或有保温措施) 。变形缝 需要采取严密的防水措施 ，由止水带 、填缝板和 密封料三部分构成，设缝位置尽量避开构件的应 力集中区。 1 4 防水涂料的应用 随着环保要求 的提高 ，除 了水池混凝 土要满 足 自身的抗渗性能外 ，往往还要结合 防水涂料来 增强水池的抗 渗漏 能力。2 0 1 3年 1 1月新发布的 国家标准 石油化工工程防渗技术规范( G B T 5 0 9 3 4 -2 0 1 3 )规 定，对处 于重点 污染 防治 区的 水池 ，其混凝土除应满足抗渗等级不低于 P 8外 ， 尚需在水池的内表面涂刷水 泥基渗透结 晶型防水 涂料( 当水池尺寸不大 于 2 0 1 T I 时) ，厚度不小于 1 0 m m；或喷涂聚脲防水涂料( 当水池尺寸大于 2 0 m和有防腐要求时) ，厚度不小于 1 5 mi l l 。今 后设计 中要注重 防水涂料 的应用。 2 混凝土材料防渗漏措施 2 1 水泥的选用 当混凝土中掺入硫铝酸钙、氧化钙类膨胀剂 时 ，宜选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥 ；当混 凝土中掺入明矾石膨胀剂时，宜选用普通硅酸盐 水泥或矿渣硅酸盐水 泥；当有抗冻要求时 ，不得 采用火山灰质硅 酸盐水 泥和粉煤灰硅 酸盐水泥。 水泥 中总碱含量应不大于 0 6 。 2 2骨料的选用 混凝土细骨料宜选用 中砂 ，其最大粒径不得 超过 5 mm；混凝土粗骨料应采用颗粒致密坚硬的 卵石或碎石 ，其最大粒径不应大于结构 最大 尺寸 的2 5 ，且不得大于钢筋最小净距的 5 0 ，并不 得大于 4 0 Il i n。 2 3 外加剂和掺合料的利用 减水剂的作用是 减少用水量 ，减小水 灰 比， 改善拌合物和易性 ，防止多余水分引起 的混凝土 孔隙和裂纹。膨胀剂和防水剂能使混凝土产生膨 胀 ，对钢筋施加一定 的预应力 ，从而起 到补偿混 凝土收缩的作用。掺合料是 与水泥细度相同的粉 石 油化 工安全环保技 术 2 0 1 4年 第 3 0卷第 3期 状材料，可以替代一部分水泥，降低水化热，防 止拌合物发生离析，提高混凝土 的密实性 ，减少 混凝土温度裂纹和收缩裂纹。 2 4配合 比控制 配合 比控制十分重要 ，它是保证混凝土质量 的关键。应严格控制水灰 比，尽量采用低水化热 的水泥 ，适当加入外加剂和掺合料。混凝 土的砂 率宜为 3 5 一 4 0 ，灰砂比宜为 1 ： 21 ： 2 5 ，水 灰 比宜小于 0 5 。配合 比应严格 按 普通混凝土 配合比设计规程 ( J G J 5 5 2 0 1 1 )进行设计，确 保混凝土的各项性能指标满足要求。 3 施工阶段的防渗漏措施 施工质量好坏，与 昆 凝土水池渗漏的预防和 控制有直接关系。施工阶段应严格执行设计要求 及相关施工规范 。 3 1 混凝土的浇注、振捣及养护 3 1 1 混凝土的浇注 浇注混凝土时必须保 证分层连续进行 ，分层 厚度宜控制在 4 0 05 0 0 m m，且保证上层混凝土 在下层混凝土初凝之前浇注完毕 。同时为防止混 凝土的离析 ，应确保混凝 土 自由倾落高度不大于 2 m，如超过2 m，应使用串桶或溜槽下料。 3 1 2 混凝土的振捣 昆凝土的振捣应充分细致 ，不得遗漏 。投料 和振捣应形成一定的顺序，在下层混凝土初凝之 前，将上层混凝土浇筑完毕，振捣上层时捣固棒 插入下层混凝土中5 01 0 0 mm，以保证两层 昆凝 土结合牢 固。投 料后应从底层 开始 ，快插慢拔 ， 渐渐上移进行振捣 ，以免混凝 土离析。应严格控 制振捣时间 ，过短不易振实，过长则可 能引起离 析 ，以混凝土表面开始泛浆 ，不 冒气泡并且不再 显著下沉为准 。 3 1 3 混凝土的养护 混凝 土 的养护 非 常重要 ，浇 注完 毕后 应在 1 2 h内进行覆盖并保湿养护，养护时间不得少于 1 4 d ，并控制养护温度。良好的养护可以减小混 凝土凝 固过 程 中产生 的温度 应力 ，避免 产生裂 缝，从而防止发生渗漏。 3 2 重点部位的处理 3 2 1 施工缝的处理 池壁不应留垂直施 工缝 。当混凝土不能一次 浇注完毕 ，需要时可以设置水平施工缝 。施工缝 应设在池底板上面或腋脚上面不小于 3 0 0 mi l l 处 。 施工缝处应设置止水带 ，止水带标 高应在 同一平 面上。接灌混凝土前 ，应清除钢筋 与止水带上的 浮浆 ，清洗干净并保持湿润状态。 3 2 2 穿壁套管的处理 穿壁套管与翼环应连续满焊，并做好防腐处 理。穿壁套管处防水层施工前 ，应将套 管内表面 清理干净 。套管内的管道安装完毕后 ，应在两管 之间嵌入 内衬材料 ，端部用密封材料填缝。套管 周围的混凝土要求振捣密实，以防渗漏。 3 2 3穿壁螺栓的处理 水池施工时 ，用于固定池壁模板 的螺栓必须 穿过混凝土结构时，可采用工具式螺栓或螺栓加 堵头 ，同时螺栓应加焊止水环。拆模后应将螺栓 两端留下的凹槽用水泥砂浆抹压平整。 4 结语 综上所述 ，在石油化工建设 中，防止钢筋混 凝土水池发生渗漏的措施 ，包括设计 、混凝土材 料 、施工 三个方面。只有精心设计 ，精 心选材 ， 精心施工，三位一体，从各方面采取切实有效的 措施，才能从根本上消除隐患，满足水池正常使 用和安全环保的要求。 参考文献 ： 1 S I- I T 3 1 3 2 -2 0 1 3石 油化工钢筋混凝土水 池结构设计规 范 s 北京： 中国石化 出版社 ，2 0 1 3：1 8 2 0 2 中石化洛阳工程有限公 司G B T 5 O 9 3 4 2 0 1 3石油化 工工程 防渗技 术规 范 S 北京 ：中国计划 出版社 ，2 0 1 3 ：1 5 - 1 6 3 1 S H T 3 5 3 5 -2 0 1 2石油化 工混凝 土水池工 程施工及验收规 范 s北 京：中 国石 化 出版社 ，2 0 1 2：2 7