火電廠水工結(jié)構(gòu)工程中耐久性設(shè)計(jì)的應(yīng)用

吳雯嫻 付文軍

1中國電力工程顧問集團(tuán)中南電力設(shè)計(jì)院有限公司（430071）2長江勘測規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司（430010）

火電廠水工結(jié)構(gòu)工程中耐久性設(shè)計(jì)的應(yīng)用

吳雯嫻1付文軍2

1中國電力工程顧問集團(tuán)中南電力設(shè)計(jì)院有限公司（430071）2長江勘測規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司（430010）

通過對(duì)目前國內(nèi)火電廠水工結(jié)構(gòu)耐久性現(xiàn)狀及設(shè)計(jì)中存在的問題進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上環(huán)境類別、原材料及構(gòu)造施工質(zhì)量等方面給出幾點(diǎn)設(shè)計(jì)建議，為后續(xù)工程實(shí)踐提供借鑒意義。

火電廠；水工結(jié)構(gòu)；耐久性

0 引言

火電廠水工結(jié)構(gòu)工程耐久性是指在火電廠水工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所確定的環(huán)境作用、維修以及使用條件下，水工結(jié)構(gòu)建（構(gòu)）筑物在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)保持結(jié)構(gòu)的安全性以及適用性的能力[1]。耐久性問題主要包括混凝土凍融、混凝土碳化、化學(xué)侵蝕破壞、航洋氯化物、除冰鹽等引起的鋼筋銹蝕。為了能夠使建（構(gòu)）筑物繼續(xù)正常運(yùn)行，需要投入大量的人力物力進(jìn)行維修、加固和改造。所以，在水工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中耐久性設(shè)計(jì)需要引起足夠的重視。

1 火電廠水工結(jié)構(gòu)耐久性現(xiàn)狀及設(shè)計(jì)中存在的問題

1.1 耐久性現(xiàn)狀

火電廠水工結(jié)構(gòu)建（構(gòu)）筑物長期處于地下水作用的環(huán)境中，或者和水體有直接的接觸。作為最常見的建筑材料混凝土，長期處于高腐蝕濃度物質(zhì)、化學(xué)物質(zhì)作用的環(huán)境中，有時(shí)還處于干濕交替的環(huán)境中，混凝土的耐久性急劇下降[2]。由于混凝土性能的下降會(huì)使得混凝土碳化，空隙率增加，保護(hù)層無法很好地起到對(duì)鋼筋的保護(hù)作用。尤其是處于腐蝕性液體的結(jié)構(gòu)構(gòu)件來說，混凝土結(jié)構(gòu)會(huì)受鈣離子、硫酸鹽離子、氯離子、鎂離子等化學(xué)離子的作用，嚴(yán)重影響水工結(jié)構(gòu)的適用性和安全性。

1.2 耐久性設(shè)計(jì)中存在的問題

耐久性設(shè)計(jì)中存在的最為常見的問題就是設(shè)計(jì)人員對(duì)耐久性設(shè)計(jì)不夠重視。設(shè)計(jì)人員對(duì)耐久性設(shè)計(jì)的重要性認(rèn)識(shí)不足，更不會(huì)依據(jù)工程現(xiàn)場的實(shí)際情況，采取有效可行的方法提高水工結(jié)構(gòu)整體的耐久性。據(jù)相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，我國大部分的工業(yè)建筑在運(yùn)行25年左右就需要進(jìn)行大修，在惡劣的環(huán)境中其使用年限只有15年左右；橋梁、港口工程中長期處于化學(xué)物質(zhì)腐蝕的建（構(gòu)）筑物，其工程混凝土的耐久性更令人堪憂。

2 火電廠水工結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)的建議

2.1 關(guān)于混凝土結(jié)構(gòu)環(huán)境類別

在火電廠水工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，環(huán)境類別的劃分主要是依據(jù)《火力發(fā)電廠水工設(shè)計(jì)規(guī)范》DL 5339-2006、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50010-2010、以及《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》GB/T 50476-2008。火電廠水工結(jié)構(gòu)大部分會(huì)直接受到水體腐蝕，目前作為火電廠水工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中環(huán)境類別選擇主要依據(jù)的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》一般適用于普通混凝土結(jié)構(gòu)，火電廠水工結(jié)構(gòu)所處的周圍環(huán)境較為復(fù)雜，在環(huán)境類別的選擇上依據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》相對(duì)更為合理。這一規(guī)范對(duì)混凝土所處的周圍環(huán)境作出了更為細(xì)致的分類，同時(shí)還依據(jù)環(huán)境對(duì)構(gòu)件的作用程度劃分了六個(gè)作用等級(jí)。在火電廠水工結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)的過程中，還應(yīng)注意同一構(gòu)件是否跨越了不同的環(huán)境類別。

火電廠水處理結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)的過程中常常會(huì)出現(xiàn)不同專業(yè)之間脫節(jié)的問題。一些專業(yè)技術(shù)人員在提出設(shè)計(jì)條件過程中僅提供構(gòu)件的尺寸、標(biāo)高等要求，沒有提供相應(yīng)構(gòu)件所處的環(huán)境狀況、腐蝕程度等。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員又不是特別地關(guān)注這一方面的內(nèi)容，從而導(dǎo)致了處于水體中受到腐蝕作用的混凝土構(gòu)件被按照非腐蝕情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，為火電廠后續(xù)的有效運(yùn)行埋下隱患。

2.2 關(guān)于混凝土材料及構(gòu)造要求

《火力發(fā)電廠水工設(shè)計(jì)規(guī)范》、《給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)混凝土耐久性所需材料的強(qiáng)度、抗凍性能、最大水灰比、抗?jié)B性能、氯離子含量限值、水泥用量限值等規(guī)定較為簡單，無法滿足設(shè)計(jì)過程中各類火電廠水工結(jié)構(gòu)構(gòu)件所處不同環(huán)境的需要。在設(shè)計(jì)的過程中，對(duì)混凝土材料的耐久性可以利用《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行設(shè)計(jì)，而抗凍、抗?jié)B等級(jí)的選擇則應(yīng)該利用《火力發(fā)電廠水工設(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行設(shè)計(jì)。

混凝土保護(hù)層的厚度以及裂縫控制寬度與火電廠水工結(jié)構(gòu)耐久性有著直接的影響。《火力發(fā)電廠水工設(shè)計(jì)規(guī)范》只是對(duì)取水部分結(jié)構(gòu)、冷卻塔、水泵房的裂縫控制寬度以及保護(hù)層厚度提出了相關(guān)的規(guī)定?！督o水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)裂縫控制寬度和保護(hù)層厚度給出了詳細(xì)的要求，但是沒有全面地考慮不同環(huán)境類別對(duì)構(gòu)件的作用，因此在環(huán)境類別選擇上建議參考《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》，如：廢水處理設(shè)施中的污水對(duì)混凝土產(chǎn)生較大腐蝕時(shí)，設(shè)計(jì)人員可以考慮依據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》和《工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計(jì)規(guī)范》。

3 結(jié)語

隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷深入，耐久性設(shè)計(jì)逐步引起設(shè)計(jì)人員的重視，相關(guān)的規(guī)范也逐漸將耐久性設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)編入相應(yīng)的規(guī)范之中，為設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)起示范作用。在火電廠水工結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)的過程中要根據(jù)已有的規(guī)范以及數(shù)據(jù)分析混凝土構(gòu)件所處的環(huán)境類別，深入研究混凝土材料及構(gòu)造要求,從而提高水工結(jié)構(gòu)耐久性，確保火電廠水工結(jié)構(gòu)建（構(gòu)）筑物的有效運(yùn)行。

[2]宋曉冰,劉西拉.結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)的混凝土保護(hù)層厚度[J].工業(yè)建筑,2001,10：47-55.