深圳湾市政排水管材与水文地质条件适用性分析*
2021-06-08李文龙袁辉洲汪小雄
李文龙 袁辉洲 汪小雄
(深圳职业技术学院,广东 深圳 518000)
管材的应用与发展是市政排水管网系统建设的关键因素,管材选择成为当前市政排水管网建设面临的重要问题,市政排水管材的选择要结合水文地质条件,综合考虑多方因素。
1 深圳湾及其临近区域水文地质条件分析
水文地质条件是选择管材的一个非常重要的因素,特别是对于敷设于城市地下的市政排水管道,需要考察管道敷设所在位置的地下水的腐蚀性、地下水位情况、地质土壤等因素。深圳市地处滨海地区,地下水位较高,并且城市很多区域都受到海水咸潮的侵蚀,敷设在这样城市地下的市政排水管道需要重点考虑管道的抗海水腐蚀性能和管道的抗浮性能。深圳湾地区流域地势北高南低,沿岸地势平坦。
根据近期深圳市市政工程设计院有限公司在该区域的地质勘查报告[1],深圳湾及其临近区域地质构造表现为硅化破碎带,构造岩主要由硅化岩和碎裂岩组成,根据区域地质资料及野外地质钻探揭露,本区域未发现有断层及破碎带通过,拟研究区域属基本稳定区域;岩层特征自上而下依次为:第四系人工填土层(Q4ml)、第四系海陆交互沉积层(Q4mc)、第四系残积土层(Qel),下伏基岩为蓟县系-青白口系混合花岗岩(Jx-QbY),人工填土层大致厚度为2m~10m,标高范围大致为-4.40m~4.5m;海陆交互沉积层大致厚度为10m左右,标高范围大致为-5.0m~-15.0m;残积土层厚度大致5m~20m,标高大致范围-24m~-8.0m。一般市政排水管道敷设的主要深度都在上面三层的标高范围内,所以第四层的数据就省略了。
2 地下水腐蚀性
深圳湾地区典型的环境水腐蚀近期勘测报告[2]见表1。
根据表1的腐蚀性评价,本场地地下水、地表水腐蚀性综合评价如下:
a.地下水及涨潮时地表水对混凝土结构具有弱腐蚀性,退潮时地表水对混凝土结构无腐蚀性;
b.地下水及涨潮时地表水对钢筋混凝土结构中的钢筋具有中腐蚀性,退潮时地表水对钢筋混凝土结构中的钢筋具有弱腐蚀性;
c.地下水及涨潮时地表水对钢结具有中腐蚀性,退潮时地表水对钢结构具有弱腐蚀性。
表1 环境水的腐蚀性评价表
3 地下水位以上地质土壤
深圳湾地区典型的地下水位以上土样的近期腐蚀性勘测报告[2]见表2。
根据表2的腐蚀性评价,本探测场地按Ⅲ类环境考虑,场地地层渗透性类别为B类(弱透水层),本场地地下水位以上土壤的腐蚀性综合评价如下:
a.按环境类型判定地下稳定水位以上的土壤对混凝土结构具有微腐蚀性;
b.按地层渗透性地下稳定水位以上的土壤对混凝土结构具有微腐蚀性。
c.地下稳定水位以上的土壤对钢筋混凝土结构中钢筋具有中腐蚀性;对钢结构(按pH值)具有微腐蚀性。
4 结语
深圳湾区域的地下水位以上土壤环境对混凝土只是具有微弱腐蚀性,对钢筋混凝土管道中的钢筋具有中腐蚀性,对钢结构也具有微腐蚀性。因此敷设在地下水位以上的市政排水管道,建议可以采用钢筋混凝土管,亦可以采用强化防腐的钢管,或者是环刚度和抗压能力强的全塑管材。
表2 地下水位以上土样的腐蚀性评价表
对于敷设在地下水位以下的管道,因为深圳湾区域的地下水对混凝土和钢筋混凝土管道具有一定的腐蚀性,但对混凝土属于弱腐蚀性,对钢筋的腐蚀介于弱腐蚀性和中腐蚀性之间。因此从地下水的腐蚀性来看,本区域最好采用抗腐蚀性能良好的全塑新型管材,但需要重点考察全塑管材的抗浮性能和抗压性能。如果采用混凝土管或钢筋混凝土管,则建议采用级别高的混凝土管或者强化防腐处理的钢筋混凝土管;如果采用球墨铸铁管,则需要进行良好防腐处理;而容易产生腐蚀的钢管则不建议敷设在此区域。