勝利油田土壤鹽堿化對工程建設的影響

鄒積山 中國石化石油工程設計有限公司

勝利油田土壤鹽堿化對工程建設的影響

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勝利油田是我國土壤鹽堿化最嚴重的區域之一，由地下水對鋼筋混凝土結構中的鋼筋腐蝕性評價結果可見，在長期浸水條件下，除東城外圍和河口外圍區域地下水對鋼筋混凝土結構中的鋼筋具中等腐蝕性外，其他區域為微腐蝕。在該地區選擇代表性的區域采取172套地下水樣，對各離子定量統計分析研究，結果表明：區域內淺層地下水離子的分布具有離散性，礦化度和Cl-、Mg2+有較好的線性相關性；勝利油田土壤鹽堿化分布有很好的空間性；人類活動對土壤鹽堿化有顯著影響；區內SO42-、Cl-是水體對混凝土結構和鋼筋腐蝕性較強的主要原因。在該區進行工程施工時，必須加強混凝土及鋼筋抗SO42-、Cl-腐蝕的能力，避免干濕交替和保護層裂縫。

勝利油田；鹽堿化；腐蝕；土壤分布特征

1 土壤鹽堿化分布特征

勝利油田是我國土壤鹽堿化最嚴重的區域之一，土壤鹽堿化嚴重制約著本區的經濟和社會發展，開展土壤鹽堿化研究對該地區的開發建設具有重要的現實意義。

按《巖土工程勘察規范（GB50021—2001，2009年版）》第12.1.2條規定，本項目在勝利油田的東營區、河口區、墾利縣、廣饒縣、利津縣的二十多個鄉鎮和地區采取淺層地下水樣進行水質分析及腐蝕性評價。鉆孔勘察孔深為15～30 m，放置時間不超過24 h，共172份。水樣測試指標為易溶鹽，包括Cl－、SO42－、CO32－、HCO3－、Ca2+、Mg2+、OH-、pH值等。

1.1 各單因子分析

水質分析結果表明：①區域內淺層地下水離子的分布具有離散性，各種離子的最大值與最小值普遍相差2個數量級以上；②區域內地下水主要腐蝕性離子為Cl-，平均值為4 512.50 mg/L，其次為SO42-、Mg2+，平均值分別為638.58和343.18 mg/L，其他腐蝕性離子濃度可忽略不計，可見區域內土壤鹽堿化類型主要為氯土壤鹽堿化；③區域內淺層地下水pH值在6.6～9.2之間，為弱堿性～堿性；④地下水礦化度均值為11.5 g/L，為鹽水。

1.2 各離子相關性分析

收集172組各離子對應數據并加以整理可得：區域內地下水礦化度和Cl-、Mg2+有較好的線性相關性；與SO42-有一般的線性相關性，見圖1。

圖1 總礦化度和SO42-相關性

1.3 土壤鹽堿化的空間分布相關性

統計實驗結果發現：黃三角地區淺層地下水含鹽量有很好的空間分布性。在黃河沖積較早的東營區西城、墾利、廣饒、利津的地下水的礦化度均值小于5.0 g/L，SO42-小于700 mg/L，Mg2+小于300 mg/L，Cl-小于3 000 mg/L；而新近沖積的仙河鎮、河口區、黃河口保護區、東營區東城的礦化度均值大于10.0 g/L，SO42-大于700 mg/L，Mg2+大于450 mg/L，Cl-大于7 000 mg/L。其他離子本區地下水含量基本可忽略不計。人類活動對淺層地下水含鹽量有顯著影響。河口區為區內最晚沖積形成的，區內地下水礦化度普遍很高，在開發較早、開發程度較高的孤島鎮中心和河口區中心區域，地下水各離子含量和礦化度均值遠小于外圍地區，但區內地下水礦化度含量均值仍大于3.0 g/L，為鹽水。

2 對工程建設腐蝕性影響評價

結合勝利油田地質勘查結果和區域地質資料，本區場地環境類型按Ⅱ類，地層按弱透水層綜合判定。水的腐蝕性依據《巖土工程勘察規范（GB50021-2001，2009年版）》有關章節中的判別標準進行判定。

由表1可見，本區決定地下水對混凝土結構的腐蝕性等級的離子是SO42-，其他離子和pH值的腐蝕等級均為微。孤島鎮和河口區中心區域的地下水對混凝土結構的腐蝕性等級為微；西城中心區域、墾利中心區域、廣饒、仙河鎮、利津、黃河口保護區和西城外圍區域地下水對混凝土結構的腐蝕性等級為弱；東城外圍和河口外圍區域地下水對混凝土結構的腐蝕性等級為中。

表1 地下水對混凝土結構的腐蝕性評價

由地下水對鋼筋混凝土結構中的鋼筋腐蝕性評價結果可見，在長期浸水條件下，除東城外圍和河口外圍區域地下水對鋼筋混凝土結構中的鋼筋具中等腐蝕性外，其他區域為微腐蝕。在干濕交替的條件下，區域內地下水對鋼筋混凝土結構中的鋼筋都有中等及以上腐蝕性，其中仙河鎮、黃河口保護區、東西城外圍、河口外圍區域還具有強腐蝕性。

統計結果表明，研究區內SO42-、Cl-是水體對混凝土結構和鋼筋腐蝕性較強的主要原因。在勝利油田尤其是外圍的一些區域進行工程施工時，要提高混凝土的耐久性，保持混凝土的高堿度，必須加強混凝土及鋼筋抗SO42-、Cl-腐蝕的能力；遭受侵蝕的鋼筋混凝土的鋼筋保護層，不得小于5 cm，建筑物的砼外露面的邊緣、棱角、溝槽應為圓弧形；避免干濕交替和保護層裂縫，并嚴格控制施工質量。

3 結論

（1）區域內淺層地下水離子的分布具有離散性，主要腐蝕性離子為Cl-，其次為SO42-、Mg2+，其他腐蝕性離子濃度可忽略不計，地下水礦化度和Cl-、Mg2+有較好的線性相關性，和SO42-有一般的線性相關性。

（2）勝利油田地區土壤鹽堿化分布有很好的空間性。在黃河沖積較早的區域鹽堿程度較低，而新近沖積的區域土地嚴重鹽堿化。

（3）人類活動對土壤鹽堿化有顯著影響。在人類開發較早、開發程度較高區域土壤鹽堿化程度低于外圍或較少開發區域。

（4）區內SO42-、Cl-是水體對混凝土結構和鋼筋腐蝕性較強的主要原因。在勝利油田地區尤其是外圍的一些區域進行工程施工時，必須加強混凝土及鋼筋抗SO42-、Cl-腐蝕的能力，避免干濕交替和保護層裂縫，嚴格控制施工質量。

（欄目主持楊軍）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.5.021