胜利油田土壤盐碱化对工程建设的影响

2014-03-21邹积山中国石化石油工程设计有限公司

油气田地面工程 2014年5期

邹积山中国石化石油工程设计有限公司

胜利油田土壤盐碱化对工程建设的影响

邹积山中国石化石油工程设计有限公司

胜利油田是我国土壤盐碱化最严重的区域之一，由地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋腐蚀性评价结果可见，在长期浸水条件下，除东城外围和河口外围区域地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋具中等腐蚀性外，其他区域为微腐蚀。在该地区选择代表性的区域采取172套地下水样，对各离子定量统计分析研究，结果表明：区域内浅层地下水离子的分布具有离散性，矿化度和Cl-、Mg2+有较好的线性相关性；胜利油田土壤盐碱化分布有很好的空间性；人类活动对土壤盐碱化有显著影响；区内SO42-、Cl-是水体对混凝土结构和钢筋腐蚀性较强的主要原因。在该区进行工程施工时，必须加强混凝土及钢筋抗SO42-、Cl-腐蚀的能力，避免干湿交替和保护层裂缝。

胜利油田；盐碱化；腐蚀；土壤分布特征

1 土壤盐碱化分布特征

胜利油田是我国土壤盐碱化最严重的区域之一，土壤盐碱化严重制约着本区的经济和社会发展，开展土壤盐碱化研究对该地区的开发建设具有重要的现实意义。

按《岩土工程勘察规范（GB50021—2001，2009年版）》第12.1.2条规定，本项目在胜利油田的东营区、河口区、垦利县、广饶县、利津县的二十多个乡镇和地区采取浅层地下水样进行水质分析及腐蚀性评价。钻孔勘察孔深为15～30 m，放置时间不超过24 h，共172份。水样测试指标为易溶盐，包括Cl－、SO42－、CO32－、HCO3－、Ca2+、Mg2+、OH-、pH值等。

1.1 各单因子分析

水质分析结果表明：①区域内浅层地下水离子的分布具有离散性，各种离子的最大值与最小值普遍相差2个数量级以上；②区域内地下水主要腐蚀性离子为Cl-，平均值为4 512.50 mg/L，其次为SO42-、Mg2+，平均值分别为638.58和343.18 mg/L，其他腐蚀性离子浓度可忽略不计，可见区域内土壤盐碱化类型主要为氯土壤盐碱化；③区域内浅层地下水pH值在6.6～9.2之间，为弱碱性～碱性；④地下水矿化度均值为11.5 g/L，为盐水。

1.2 各离子相关性分析

收集172组各离子对应数据并加以整理可得：区域内地下水矿化度和Cl-、Mg2+有较好的线性相关性；与SO42-有一般的线性相关性，见图1。

图1 总矿化度和SO42-相关性

1.3 土壤盐碱化的空间分布相关性

统计实验结果发现：黄三角地区浅层地下水含盐量有很好的空间分布性。在黄河冲积较早的东营区西城、垦利、广饶、利津的地下水的矿化度均值小于5.0 g/L，SO42-小于700 mg/L，Mg2+小于300 mg/L，Cl-小于3 000 mg/L；而新近冲积的仙河镇、河口区、黄河口保护区、东营区东城的矿化度均值大于10.0 g/L，SO42-大于700 mg/L，Mg2+大于450 mg/L，Cl-大于7 000 mg/L。其他离子本区地下水含量基本可忽略不计。人类活动对浅层地下水含盐量有显著影响。河口区为区内最晚冲积形成的，区内地下水矿化度普遍很高，在开发较早、开发程度较高的孤岛镇中心和河口区中心区域，地下水各离子含量和矿化度均值远小于外围地区，但区内地下水矿化度含量均值仍大于3.0 g/L，为盐水。

2 对工程建设腐蚀性影响评价

结合胜利油田地质勘查结果和区域地质资料，本区场地环境类型按Ⅱ类，地层按弱透水层综合判定。水的腐蚀性依据《岩土工程勘察规范（GB50021-2001，2009年版）》有关章节中的判别标准进行判定。

由表1可见，本区决定地下水对混凝土结构的腐蚀性等级的离子是SO42-，其他离子和pH值的腐蚀等级均为微。孤岛镇和河口区中心区域的地下水对混凝土结构的腐蚀性等级为微；西城中心区域、垦利中心区域、广饶、仙河镇、利津、黄河口保护区和西城外围区域地下水对混凝土结构的腐蚀性等级为弱；东城外围和河口外围区域地下水对混凝土结构的腐蚀性等级为中。

表1 地下水对混凝土结构的腐蚀性评价

由地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋腐蚀性评价结果可见，在长期浸水条件下，除东城外围和河口外围区域地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋具中等腐蚀性外，其他区域为微腐蚀。在干湿交替的条件下，区域内地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋都有中等及以上腐蚀性，其中仙河镇、黄河口保护区、东西城外围、河口外围区域还具有强腐蚀性。

统计结果表明，研究区内SO42-、Cl-是水体对混凝土结构和钢筋腐蚀性较强的主要原因。在胜利油田尤其是外围的一些区域进行工程施工时，要提高混凝土的耐久性，保持混凝土的高碱度，必须加强混凝土及钢筋抗SO42-、Cl-腐蚀的能力；遭受侵蚀的钢筋混凝土的钢筋保护层，不得小于5 cm，建筑物的砼外露面的边缘、棱角、沟槽应为圆弧形；避免干湿交替和保护层裂缝，并严格控制施工质量。