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摘要：排水工程是城市重要基础设施之一，它的建设直接关系到城市建设发展速度，影响服务区域内的经济效益与环境效益。本文就以曹妃甸为例，介绍沿海地区排水工程建设存在腐蚀、渗漏的若干问题和解决方案。
关键词：沿海地区、排水工程、问题
1前言
曹妃甸工业区位于东经118°38”，北纬 38°55”，距唐山南部海岸18公里，距唐山市90公里，距北京230公里，距天津新港38海里，距唐山王滩港区33海里。工业区前缘岸线为渤海深槽-25m等深线，可建设停靠25万吨至30万吨级大型货轮，是华北地区唯一最接近国际深水航线的天然陆域。
为加速环渤海地区隆起带迅速崛起，缔造中国第三增长极，引领经济发展潮流，曹妃甸作为东北亚对外开放的门戶尤为凸显。曹妃甸项目落地必定要加速基础设施建设，排水工程是曹妃甸重要基础设施之一，它的建设直接关系到曹妃甸的建设发展速度，服务区域内的经济效益与环境效益。
2排水工程防腐蚀因素及技术
2.1 沿海地区排水工程腐蚀因素
1）微生物
引起腐蚀的微生物有很多种，硫酸还原菌、真菌、蓝细菌、硝化细菌、几乎各种厌氧菌、真菌，这些细菌不仅造成混凝土的劣化，对其中的钢筋、铁件也造成强烈的腐蚀[[1]] [[2]，微生物的腐蚀主要是由其腐蚀性代谢产物而造成的[[3]]。例如厌氧状态对钢筋的腐蚀：
缺氧状态下，硫酸盐还原菌产生生物催化作用，使SO42-离子氧化被吸附的氢，从而促使析氢腐蚀顺利进行。整个过程的反应如下：
负极 4Fe-8e = 4Fe2+
8H2O =8H+ +8OH-
正极 8H++8e＝8H（吸附在铁表面上）
SO42-+8HS2-+4H2O+9S2+
Fe2++S2- = FeS（二次腐蚀产物） 3Fe2++6OH- =3Fe(OH)2（二次腐蚀产物）
2）海水盐分腐蚀
海水对混凝土及钢筋都有不同程度的腐蚀性。地下水对混凝土的侵蚀作用主要可归纳为三种：溶出性侵蚀、结晶性侵蚀和化学侵蚀。
氯离子的侵蚀是沿海地区引起钢筋腐蚀的首要因素。氯离子半径小，活性大，进入混凝土到达钢筋表面后，对钢筋表面的钝化膜具有破坏作用，促使钢筋表面电化学反应的进行，而氯离子本身在钢筋腐蚀过程中并不参加反应，只是不停地强化离子通道，降低阴极和阳极之间的电阻，加快电化学反应的过程。
2.2防治技术
1）为保障排水工程及构筑物耐久性，在管道选材及构筑物的设计、施工养护等全方位进行考虑。
2）混凝土的不断硬化和失水以及温度的降低，结构会处于收缩状态，并可能产生裂纹甚至通裂，设计图纸应予以考虑。
3）混凝土的收缩是必然的，如果将收缩控制在特定的部位，并在此部位做好防水处理，那么结构的开裂将得到有效的控制。
4）为防止混凝土的各类收缩及温湿度变形，现浇钢筋混凝土结构每隔30m左右应设一条后浇带。
5）高性能混凝土以其良好的工作性，优异的耐久性得到人们的普遍认可。高性能混凝土并不是混凝土的一种，而是具备某些性能的混凝土，是在普通混凝土的基础上合理掺用矿物掺合料、外加剂而获得，选材料应注意合理选取。
6）曹妃甸地区是填海而形成的，地下土壤中含大量的盐份，土壤中含盐量高，导电性好，为电化学腐蚀提供了优良导体，加速电化学腐蚀的速度，其中对地下管网最大的威胁是氯离子，氯离子穿透力强，能加速涂层的失效和破坏。鉴于上述情况，必须选择一种绝缘性好，化学性质稳定，耐海水腐蚀的防腐材料。环氧煤沥青涂料主要由环氧树脂和煤沥青组成，它既有环氧树脂高强度、高粘接力、化学性质稳定的优点，又具有煤沥青吸水率低、耐微生物、防海生物、防腐性能优异的特性，环氧涂料可以常温施工，施工方便，煤沥青的加入，提高了耐水性并降低了涂料的价格
3 排水工程防渗漏措施
曹妃甸地区是吹沙造地形成陆域，地势平坦，地下水位较高，海水通过检查井及管道开裂处渗入，过量的地下水渗入增加了污水的收集、输送、处理成本，影响了污水处理效果，降低了排水系统运行的安全性，在地质条件较差地段甚至出现溢流造成地面塌陷现象。
3.1管材与接口的选取
传统排水管材绝大部分为钢筋混凝土排水管、管道接口采用刚性接口，对于曹妃甸吹沙形成高水位区域、软弱地基刚性接口不太适合，应改为柔性接口，目前大部分钢筋混凝土管和塑料管均采用柔性接口。柔性接口可减少因管道沉降形成裂口，造成大量海水入渗，增加污水流量、盐分浓度致使污水厂难以正常运行。另外沿海地区应采取耐腐蚀、水利条件好、施工工期短、费用低的管材，建议采用高密度聚乙烯、塑钢复合缠绕管。
3.2管道基础
由于地基原因导致管道受力而损害，造成管道渗漏原因有以下三点：
1）当地基的抗剪强度不足以支撑上部结构的自重及附加荷载时，地基就会产生局部或整体剪切破坏。
2）当地基由于上部结构的自重及附加荷载作用而产生过大的压缩变形时，特别是超管道所允许的不均匀沉降时，则会引起管道过量下沉，接口开裂，影响管道正常使用。
3）地基渗漏量或水利比降超过容许值时，会发生水量损失或管涌导致管道破坏。
3.3管道与检查井衔接
管道与检查井衔接处是管道渗水的薄弱环节，应有针对性的采取措施。一般采用管上砌筑井圈形式。对于HDPE管材与井身接口处，可以考虑采用下列措施固化连接[4]：
1）用毛刷或棉纱将管壁的外表面处理干净。
2）均匀涂抹一层聚氯乙烯粘结剂。
3）在上面铺一层干燥的粗砂，固化10-20min。
4）涂素灰浆（水泥油两道）和1:2水泥砂浆。厚度30mm（自管肋面起计）
5）采用M10水泥砂浆调平，再用MU15砖砌120mm高的上半圆拱。
3.4检查井
检查井施工存在众多问题，检查井下部浇注、上不采用砌块或兰砖砌筑。井室砌筑涂抹灰浆不够，腐蚀渗漏严重，致使新建井室长期充水无法使用。
考虑工业园区以疏港交通为主，大车运输主要使用机动车道，根据规范要求，管线均布设于非机动车道，受力较小，建议污水检查井采用塑料排水检查井。
结论：
沿海地区排水工程建设应在满足设计规范的同时，应根据实际情况、因地制宜、具体问题具体分析，力求降低管道沉降、减少渗漏水问题，尽量做到经济合理、施工便利。
关键词：沿海地区、排水工程、问题
1前言
曹妃甸工业区位于东经118°38”，北纬 38°55”，距唐山南部海岸18公里，距唐山市90公里，距北京230公里，距天津新港38海里，距唐山王滩港区33海里。工业区前缘岸线为渤海深槽-25m等深线，可建设停靠25万吨至30万吨级大型货轮，是华北地区唯一最接近国际深水航线的天然陆域。
为加速环渤海地区隆起带迅速崛起，缔造中国第三增长极，引领经济发展潮流，曹妃甸作为东北亚对外开放的门戶尤为凸显。曹妃甸项目落地必定要加速基础设施建设，排水工程是曹妃甸重要基础设施之一，它的建设直接关系到曹妃甸的建设发展速度，服务区域内的经济效益与环境效益。
2排水工程防腐蚀因素及技术
2.1 沿海地区排水工程腐蚀因素
1）微生物
引起腐蚀的微生物有很多种，硫酸还原菌、真菌、蓝细菌、硝化细菌、几乎各种厌氧菌、真菌，这些细菌不仅造成混凝土的劣化，对其中的钢筋、铁件也造成强烈的腐蚀[[1]] [[2]，微生物的腐蚀主要是由其腐蚀性代谢产物而造成的[[3]]。例如厌氧状态对钢筋的腐蚀：
缺氧状态下，硫酸盐还原菌产生生物催化作用，使SO42-离子氧化被吸附的氢，从而促使析氢腐蚀顺利进行。整个过程的反应如下：
负极 4Fe-8e = 4Fe2+
8H2O =8H+ +8OH-
正极 8H++8e＝8H（吸附在铁表面上）
SO42-+8HS2-+4H2O+9S2+
Fe2++S2- = FeS（二次腐蚀产物） 3Fe2++6OH- =3Fe(OH)2（二次腐蚀产物）
2）海水盐分腐蚀
海水对混凝土及钢筋都有不同程度的腐蚀性。地下水对混凝土的侵蚀作用主要可归纳为三种：溶出性侵蚀、结晶性侵蚀和化学侵蚀。
氯离子的侵蚀是沿海地区引起钢筋腐蚀的首要因素。氯离子半径小，活性大，进入混凝土到达钢筋表面后，对钢筋表面的钝化膜具有破坏作用，促使钢筋表面电化学反应的进行，而氯离子本身在钢筋腐蚀过程中并不参加反应，只是不停地强化离子通道，降低阴极和阳极之间的电阻，加快电化学反应的过程。
2.2防治技术
1）为保障排水工程及构筑物耐久性，在管道选材及构筑物的设计、施工养护等全方位进行考虑。
2）混凝土的不断硬化和失水以及温度的降低，结构会处于收缩状态，并可能产生裂纹甚至通裂，设计图纸应予以考虑。
3）混凝土的收缩是必然的，如果将收缩控制在特定的部位，并在此部位做好防水处理，那么结构的开裂将得到有效的控制。
4）为防止混凝土的各类收缩及温湿度变形，现浇钢筋混凝土结构每隔30m左右应设一条后浇带。
5）高性能混凝土以其良好的工作性，优异的耐久性得到人们的普遍认可。高性能混凝土并不是混凝土的一种，而是具备某些性能的混凝土，是在普通混凝土的基础上合理掺用矿物掺合料、外加剂而获得，选材料应注意合理选取。
6）曹妃甸地区是填海而形成的，地下土壤中含大量的盐份，土壤中含盐量高，导电性好，为电化学腐蚀提供了优良导体，加速电化学腐蚀的速度，其中对地下管网最大的威胁是氯离子，氯离子穿透力强，能加速涂层的失效和破坏。鉴于上述情况，必须选择一种绝缘性好，化学性质稳定，耐海水腐蚀的防腐材料。环氧煤沥青涂料主要由环氧树脂和煤沥青组成，它既有环氧树脂高强度、高粘接力、化学性质稳定的优点，又具有煤沥青吸水率低、耐微生物、防海生物、防腐性能优异的特性，环氧涂料可以常温施工，施工方便，煤沥青的加入，提高了耐水性并降低了涂料的价格
3 排水工程防渗漏措施
曹妃甸地区是吹沙造地形成陆域，地势平坦，地下水位较高，海水通过检查井及管道开裂处渗入，过量的地下水渗入增加了污水的收集、输送、处理成本，影响了污水处理效果，降低了排水系统运行的安全性，在地质条件较差地段甚至出现溢流造成地面塌陷现象。
3.1管材与接口的选取
传统排水管材绝大部分为钢筋混凝土排水管、管道接口采用刚性接口，对于曹妃甸吹沙形成高水位区域、软弱地基刚性接口不太适合，应改为柔性接口，目前大部分钢筋混凝土管和塑料管均采用柔性接口。柔性接口可减少因管道沉降形成裂口，造成大量海水入渗，增加污水流量、盐分浓度致使污水厂难以正常运行。另外沿海地区应采取耐腐蚀、水利条件好、施工工期短、费用低的管材，建议采用高密度聚乙烯、塑钢复合缠绕管。
3.2管道基础
由于地基原因导致管道受力而损害，造成管道渗漏原因有以下三点：
1）当地基的抗剪强度不足以支撑上部结构的自重及附加荷载时，地基就会产生局部或整体剪切破坏。
2）当地基由于上部结构的自重及附加荷载作用而产生过大的压缩变形时，特别是超管道所允许的不均匀沉降时，则会引起管道过量下沉，接口开裂，影响管道正常使用。
3）地基渗漏量或水利比降超过容许值时，会发生水量损失或管涌导致管道破坏。
3.3管道与检查井衔接
管道与检查井衔接处是管道渗水的薄弱环节，应有针对性的采取措施。一般采用管上砌筑井圈形式。对于HDPE管材与井身接口处，可以考虑采用下列措施固化连接[4]：
1）用毛刷或棉纱将管壁的外表面处理干净。
2）均匀涂抹一层聚氯乙烯粘结剂。
3）在上面铺一层干燥的粗砂，固化10-20min。
4）涂素灰浆（水泥油两道）和1:2水泥砂浆。厚度30mm（自管肋面起计）
5）采用M10水泥砂浆调平，再用MU15砖砌120mm高的上半圆拱。
3.4检查井
检查井施工存在众多问题，检查井下部浇注、上不采用砌块或兰砖砌筑。井室砌筑涂抹灰浆不够，腐蚀渗漏严重，致使新建井室长期充水无法使用。
考虑工业园区以疏港交通为主，大车运输主要使用机动车道，根据规范要求，管线均布设于非机动车道，受力较小，建议污水检查井采用塑料排水检查井。
结论：
沿海地区排水工程建设应在满足设计规范的同时，应根据实际情况、因地制宜、具体问题具体分析，力求降低管道沉降、减少渗漏水问题，尽量做到经济合理、施工便利。