蘇培東，王 奇，蒲海波，陳婉琳

(1.中節(jié)能建設(shè)工程設(shè)計(jì)院，四川成都 610052;2.西南石油大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，四川成都 610500;3.川慶鉆探蜀渝建筑公司自貢項(xiàng)目部，四川自貢 643000)

1 廢水池滲漏危害分析

鉆前工程廢水池主要用于收集鉆井過程中產(chǎn)生的廢液，該廢液是一種含粘土、加重材料、各種化學(xué)處理劑、污水、污油及鉆屑等成分的多相穩(wěn)定膠態(tài)懸浮體系，含有多種無機(jī)鹽、有機(jī)處理劑、聚合物、表面活性劑等物質(zhì)，所含油類、鹽類、鉆井液添加劑以及一些可溶的重金屬離子(表1 和表2)會嚴(yán)重污染土壤、水體，影響動植物生長，危害人類健康。因此，如果廢水池質(zhì)量不合格，廢水發(fā)生滲漏，結(jié)果往往非常嚴(yán)重。

表1 ［3］ 某油田鉆井液生物毒性測試結(jié)果(GB15541－1995 發(fā)光細(xì)菌法)

表2 部分鉆井廢液中重金屬含量統(tǒng)計(jì)

續(xù)表2

1.1 工期延誤

一旦廢水池出現(xiàn)滲漏，為保障人員安全，井場工作必須立即停止，馬上進(jìn)行滲漏原因的調(diào)查和處理，待處理完成后方可再施工，由此常造成工期耽誤，延緩了工程進(jìn)度，進(jìn)而造成工程造價(jià)增加。如川渝地區(qū)某101－X 井于2011年2月8日、2月23日和4月7日先后三次出現(xiàn)廢水池滲漏事故，每一次事故發(fā)生后都立即停工，馬上開展現(xiàn)場勘查，了解現(xiàn)場情況，制定整改安全措施。由于井場位置偏遠(yuǎn)，交通不便，耗費(fèi)了大量時(shí)間進(jìn)行滲漏調(diào)查和整改，耽誤工期近一個(gè)月之久。

1.2 環(huán)境破壞

1.2.1 對土壤的影響

鉆井廢棄液中對土壤造成有害影響的主要成分是過量的鹽和可交換性鈉離子。鹽和可交換性鈉離子可造成土壤板結(jié)，使植物從土壤吸收水分困難，不利于植物生長，甚至死亡。此外，鉆井液中添加的磺化瀝青、磺化褐煤、磺化酚醛樹脂、磺化丹寧和磺化栲膠等非常難以降解，會長期殘留在環(huán)境之中。

1.2.2 對動植物的影響

廢液中的重金屬離子可通過生物鏈在動植物體內(nèi)富集，最終對處于食物鏈頂端的人類健康造成長遠(yuǎn)的危害，引發(fā)如汞中毒、痛骨病、泌尿系統(tǒng)功能病變、貧血、神經(jīng)機(jī)能失調(diào)、腎損傷等多種疾病。

1.2.3 對水體的影響

鉆井廢液中的環(huán)境污染物質(zhì)負(fù)荷極高，懸浮物含量常在2000 mg/ L 以上，這些懸浮物呈膠體狀，加上鉆井液的護(hù)膠作用，使其成為特殊的穩(wěn)定體系，在水中長時(shí)間不能下沉，導(dǎo)致水體生態(tài)的破壞，影響水體的功能;COD(耗氧量)超標(biāo)幾十至幾百倍，排入水體可能會造成水體富營養(yǎng)化，水發(fā)黑發(fā)臭，根本無法使用;油類物質(zhì)的含量從幾十毫克到幾萬毫克不等，進(jìn)入水體后將造成水體質(zhì)量的嚴(yán)重下降;另外，由于各種泥漿添加劑的帶入和鉆屑及地層礦物的引入，鉆井廢棄液中含有的多種有害性物質(zhì)如鹽類及一些重金屬元素(Pb、Cu、Cd、Hg、Ni、Ba、Cr 等)對水中生物有很強(qiáng)的毒害作用。

1.3 社會影響

由于廢水滲漏造成農(nóng)田或者水塘的嚴(yán)重污染，一旦滲漏事故發(fā)生，會造成當(dāng)?shù)匕傩盏膽嵖瑢畧鼋ㄔO(shè)產(chǎn)生強(qiáng)烈抵觸情緒，甚至聚眾阻止工程隊(duì)的施工，嚴(yán)重影響社會的穩(wěn)定與和諧。如川渝地區(qū)某03－1 井廢水池發(fā)生滲漏，該井場毗鄰當(dāng)?shù)匾凰畮?，廢液經(jīng)過農(nóng)田流入水庫，引發(fā)了當(dāng)?shù)匕傩盏膹?qiáng)烈不滿，當(dāng)?shù)匕傩找环矫媾臄z下了污染的情況并刻錄成了光盤準(zhǔn)備上訪，另一方面聚集起來干預(yù)、阻撓鉆井隊(duì)施工，情緒空前激動，致使鉆進(jìn)工作在一段時(shí)間內(nèi)處于停滯狀態(tài)，并造成了極其惡劣的社會影響。

1.4 人員傷亡

所有事故中危害最大的莫過于人員的傷亡，四川某鉆前工程的廢水池工程，發(fā)生重大質(zhì)量事故，水池滲漏嚴(yán)重至池體垮塌，當(dāng)場砸死了池墻邊的工作人員，導(dǎo)致嚴(yán)重的安全事故。

1.5 經(jīng)濟(jì)損失

井場的附近大多分布有農(nóng)田或魚塘，如果廢水滲漏，污染了農(nóng)田或者水塘，項(xiàng)目部則必須支付當(dāng)?shù)匕傩崭哳~的經(jīng)濟(jì)賠償;而滲漏之后投入的整改治理費(fèi)用也是一筆不小的開支。四川威遠(yuǎn)某鉆前工程因廢水池滲漏污染周邊農(nóng)田，賠償當(dāng)?shù)匕傩諆H污染費(fèi)就超過10 萬元;四川自貢某廢水池滲漏污染當(dāng)?shù)匾凰畮?，該水庫為?dāng)?shù)氐臐O業(yè)養(yǎng)殖場和飲用水源，僅從外地調(diào)運(yùn)飲用水給當(dāng)?shù)匕傩诊嬘玫馁M(fèi)用就高達(dá)數(shù)十萬元。

此外，據(jù)統(tǒng)計(jì)，川渝地區(qū)鉆前工程廢水池的滲漏率高達(dá)50%以上，每一起滲漏事故都帶來了少則數(shù)萬，多則數(shù)十萬甚至上百萬的經(jīng)濟(jì)損失。

廢水池的滲漏，輕則造成工程質(zhì)量不達(dá)標(biāo)、效果不理想，重則造成整個(gè)工程失敗，甚至造成嚴(yán)重污染，危害人民生命財(cái)產(chǎn)。因此，對廢水池的滲漏研究具有重大的理論和現(xiàn)實(shí)意義。

2 廢水池滲漏原因分析

2.1 外滲

(1)建筑材料及結(jié)構(gòu)。目前川渝地區(qū)普遍使用條石砌體作為鉆前工程廢水池的建筑材料，由于砌體結(jié)構(gòu)的材料來源廣泛，施工設(shè)備和施工工藝較簡單，且節(jié)約材料，相對造價(jià)低廉，因而得到廣泛應(yīng)用。但是由于砌體的抗拉、抗彎、抗剪性能較差，出現(xiàn)裂縫是非常普遍的質(zhì)量事故之一［4］。條石主要由砂巖組成，而砂巖本身孔隙較為發(fā)育，具有一定的滲透能力，池水有可能沿著砂巖孔隙滲透到池外(孔隙度較大的砂巖)。此外，條石之間一般用混凝土砂漿填充，砂漿硬化失水的過程中也會產(chǎn)生裂縫，池水可以通過裂縫滲漏。

(2)池體強(qiáng)度不夠。從結(jié)構(gòu)上來說，鉆井廢液的密度較大，一般都在1.5 t/m3以上，廢水池墻體要承受較大的水平推力，而傳統(tǒng)砌筑的條石整體密度僅為2.2～2.5 t/m3，高比重的池水容易導(dǎo)致墻體開裂而發(fā)生滲漏。

(3)地質(zhì)條件引起滲漏。當(dāng)前，鉆前工程的工程地質(zhì)勘察工作普遍沒有得到足夠的重視，加之鉆前工程場地大都位于低山淺丘、斜坡谷地等工程地質(zhì)條件較復(fù)雜的地區(qū)，同時(shí)川渝地區(qū)巖土性質(zhì)本身變化較大，因此廢水池修建過程中經(jīng)常遇到土質(zhì)不均與軟弱地基的情況。如果對這些地基處理不當(dāng)，廢水池就極易產(chǎn)生不均勻沉降發(fā)生變形，甚至拉裂，出現(xiàn)廢水滲漏事故。

(4)天氣情況。鉆前工程的廢水池均是在野外修建，晝夜溫差的變化、日曬雨淋的影響，都有可能造成墻體的開裂，引起滲漏。

(5)施工、管理不當(dāng)引起滲漏［4］。

施工是整個(gè)建筑工程最為重要的環(huán)節(jié)，也是最容易出問題的環(huán)節(jié)，在廢水池的施工過程中主要存在的問題如下。

基礎(chǔ)開挖不規(guī)范、沒按規(guī)定驗(yàn)槽;條石天、底座不平整，抹灰不平會造成條石上下接觸面上存在裂縫，造成滲水的通道，另一方面，條石不平整接觸會造成墻體的不穩(wěn)定，強(qiáng)度降低;轉(zhuǎn)角處未圓弧連接，則會導(dǎo)致條石這種剛性材料在轉(zhuǎn)角處的應(yīng)力過于集中，如果超過其自身的抗拉強(qiáng)度，就會產(chǎn)生裂縫;配比砂漿時(shí)水灰比過大會造成砂漿強(qiáng)度減小，增大開裂的風(fēng)險(xiǎn);砂漿飽滿度不夠留下滲水通道;混凝土池底厚度不夠，未按要求拉筋，水體有可能壓裂池底，從底部滲漏;當(dāng)人工攪拌混凝土、勾縫有漏點(diǎn)時(shí)，水池內(nèi)表面就會形成滲漏通道;夯填回填土過快或者人為擾動了墻體，會造成墻體的部分變形，產(chǎn)生裂縫;現(xiàn)場偷工減料，不按設(shè)計(jì)要求，把墻體做成“夾心”墻;現(xiàn)場施工人員多為農(nóng)民工，科學(xué)素養(yǎng)和施工素質(zhì)較低。

(6)地震(包括物探放炮)或者其他自然災(zāi)害引起滲漏［5～7］。砌體屬于脆性材料，地震或者物探放炮引起的震動會對池體產(chǎn)生拉張剪切的作用，如果超過了廢水池墻體抗拉強(qiáng)度，墻體就會產(chǎn)生裂縫。而裂縫的存在又會進(jìn)一步降低墻體的質(zhì)量，如整體性、耐久性和抗震性，加劇裂縫的生長。

當(dāng)廢水池位于地質(zhì)災(zāi)害體上，或者地質(zhì)災(zāi)害體危害范圍內(nèi)時(shí)，一旦地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生，就會造成廢水池破壞，從而引發(fā)污水滲漏造成環(huán)境污染。

(7)高腐蝕性水體對池體的腐蝕。鉆前工程條石砌體廢水池中蓄水體主要為工程廢水以及鉆井液，皆為高密度、高比重、高腐蝕性液體，對池墻池底還有化學(xué)腐蝕作用，如果材料抗腐能力不強(qiáng)，則會引起滲漏。如川渝地區(qū)某井的廢水池工程，按設(shè)計(jì)要求用聚氨酯材料“三氈四油”作防腐處理，然而現(xiàn)場偷工減料，私自減為“一氈雙油”，建成后水池抗腐能力不能滿足要求，發(fā)生滲漏。

2.2 內(nèi)滲

當(dāng)廢水池位于低洼地帶等地下水位較高地區(qū)時(shí)，如果地下水位高于池底時(shí)，地下水就會對池底以及底部池墻產(chǎn)生一定的靜水壓力，當(dāng)靜水壓力大于廢水池底板以及池墻的抗拉強(qiáng)度時(shí)，容易導(dǎo)致墻體變形和破壞，最終引起池外水向池內(nèi)滲漏。

內(nèi)滲會對后續(xù)的污水處理和復(fù)耕還田造成很大的影響。根據(jù)國家和石油總公司的要求，鉆井工程結(jié)束后，要對井場進(jìn)行綜合處理，回填土體、復(fù)耕還田。其中池中污水須運(yùn)走，運(yùn)不走的要固化處理，如果出現(xiàn)內(nèi)滲、池水增加，則會大大增加處理的成本，造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

如上述某013－1 井，該井位于地勢低洼處和三面山水的匯水面，加之連續(xù)暴雨，引發(fā)了嚴(yán)重的內(nèi)滲事故，僅運(yùn)走廢水的運(yùn)費(fèi)和廢水處理費(fèi)用就高達(dá)數(shù)十萬元。

3 結(jié)束語

川渝地區(qū)鉆前工程廢水池滲漏成因復(fù)雜，環(huán)節(jié)眾多，且環(huán)環(huán)相連，任一個(gè)環(huán)節(jié)沒有處理好，都可能產(chǎn)生滲漏，且危害巨大。因此，廢水池滲漏問題應(yīng)引起各方面的足夠重視，以防為主，抓好設(shè)計(jì)、施工、管理中的各個(gè)環(huán)節(jié)，切實(shí)為提高工程質(zhì)量把好關(guān)，提高鉆前工程的工程質(zhì)量。

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