5 设 计

5.1 一般规定

5.1.1 本条提出了石油化工和煤化工工程防渗层的最低要求。
    根据国家现行规范和工程实践,储罐的设计使用年限一般为20年,地下管道的设计使用年限一般为25年,池类构筑物的设计使用年限为50年。
    防渗层需要考虑防渗层的渗透系数,还需要对防渗层的厚度进行规定,这与现行国家标准《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》GB 18599-2001和《危险废物填埋污染控制标准》GB 18598-2001的要求基本一致。
    根据国内外相关资料,黏土的渗透性可用渗透系数表示,遵循达西定律。根据现行国家标准《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T 50082,抗渗混凝土的渗透试验,逐级加压法适用于抗渗等级较低的混凝土,可得出抗渗等级;渗水高度法用于抗渗等级较高的混凝土,通过渗水高度直接计算出相对渗透系数,两种方法在本质上是一致的。国外较倾向于用渗水高度及相对渗透系数来评价混凝土抗渗性。根据美国混凝土协会REPORT ON CHEMICAL ADMIXTURES FOR CONCRETE ACI 212.3R-10,抗渗混凝土在液体稳定流动状态下,可采用达西定律来计算相对渗透系数。因此,不同防渗层的防渗性能等效计算可采用达西定律来进行。
    抗渗混凝土的抗渗等级和相对渗透系数之间可以相互换算,试验给出的结果见表1。


表1 抗渗等级和相对渗透系数的换算

抗渗等级 P6 P8 P10 P12 P16 P20 P30 P50
相对渗透系数
K/10-9cm · s-1
4.19 2.61 1.77 1.29 0.767 0.507 0.236 0.0884

    当混凝土防渗层的相对渗透系数K和设计使用年限确定后,混凝土防渗层的厚度D可按下式核算。

  (1)

    式中:D——混凝土防渗层厚度(cm);
          T——混凝土防渗层穿透时间(s);
          K——混凝土防渗层的相对渗透系数(cm/s);
          H——混凝土防渗层上积水高度(cm);
          a——混凝土的吸水率,一般为a=0.03。

5.1.3 研究资料表明:钠基膨润土防水毯衬层在水饱和状态对石化产品具有低渗透性,将容易渗透过干钠基膨润土防水毯。在干燥气候下,由于降雨不足以使钠基膨润土防水毯衬层保持饱和状态,且石化工程泄露的介质又不能使一个干燥的钠基膨润土防水毯水化,防渗层就起不到防渗作用。因此,在气候干燥的地区不得采用钠基膨润土防水毯防渗层。