1.工程概况

桐子林水电站位于四川省攀枝花市盐边县境内，距上游二滩水电站18km，距雅砻江与金沙江汇合口15km，是雅砻江水电基地最末一个梯级电站，是国家西部大开发战略的标志性工程。桐子林水电站为河床式电站，枢纽建筑物由左右岸挡水坝、河床式厂房坝段、7孔泄洪闸坝段、与导流明渠结合的导墙坝段等建筑物组成，坝轴线总长440.43m，坝顶高程为1020.00m，最大坝高71.3m，总装机容量60万kW，与上游锦屏一级、二滩水库联合运行，设计枯水年枯水期平均出力22.7万kW，多年平均发电量29.75亿kW·h。桐子林水电站以发电为主，兼有下游综合用水要求。

2.大坝排水廊道出现析出物

在我国已建成并运行多年的一些大坝中，其坝内廊道或基础廊道中的排水孔和排水沟均不同程度地发现析出物，有的排水廊道析出量较多，颜色各异，已引起有关电厂及专家们的重视。

桐子林水电站大坝运行两年来，相继发现大坝排水廊道内出现絮状白色、黄褐色和黑色的固体析出物，为了确定析出物的组分、来源及对大坝安全运行是否有影响，环境水质是否对混凝土存在有害性侵蚀，对水库水和排水廊道中水样进行了化学成分分析，对不同取样点的析出物运用扫描电镜、电子能谱分析、红外光谱（IR）分析及X射线衍射分析等方法，分析了其化学组成，观察了其形貌，并对其成因机制和来源进行了初步分析，为评价析出物对大坝安全性的影响提供依据。

3.析出物成因分析

（1）地下水。通过对桐子林大坝廊道排水及水库水的水质分析可知，所取11个水样的离子含量均不高，对坝体均未有侵蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋无腐蚀性。

坝基水中SiO2含量增加主要是坝基水与岩石间相互作用的产物，一般它的溶解性与水的酸、碱度密切相关，在酸性、中性介质中其溶解度较低，而在碱性至强碱性介质中才趋于增大。

（2）析出物。

1）采用扫描电镜能谱分析仪对析出物的形貌与组成进行分析表明，所有样品的固体表面形貌大致相同，都是棱角分明的晶体结构，只是结晶体的大小有差异，晶体与碳酸钙表面形貌大致相同。

2）对每个析出物进行了电子能谱分析，考虑到析出物中有机物的影响，分别测试了原始析出物与在900℃下煅烧1h后的析出物中的元素含量，结果表明，各样品中均含有CaO和SiO2组成，其他的还含有Fe2O3、Al2O3和MnO2。按标准对900℃灼烧后的物质进行氧化物含量分析，按主要化学成分可将上述析出物划分为3类：

CaO为主型：主要是CaCO3胶体，CaO含量在50%以上。以钙为主要成分的析出物，主要是水与帷幕水泥石、混凝土相互作用的产物，其次还可从基岩裂隙方解石淋溶出来。主要来源于坝体混凝土及帷幕中的水泥结石和岩体断层中充填的方解石脉。

硅为主型：该析出物的成分是坝基岩石遭受溶蚀的标志，这种作用是一种长期、缓慢的化学反应过程，预计在工程寿命期不至于对坝基岩石强度带来危害性影响。

铁为主型：析出物中的铁、硅主要来源是基岩裂隙中铁受地下水溶蚀后带出，铁还可能是施工中遗留的铁制物及排水管的腐蚀。

3）对所取的析出物样品与岩芯样品和坝体廊道灌浆样品进行红外光谱分析，结果显示，析出物均以无机物为主，样品中主要含CaCO3或SiO2；由红外光谱图可知析出物红外光谱图中均未出现岩芯红外光谱图中在460cm-1左右的特征峰，说明析出物均不是岩芯溶出的物质；有一个样品含有Fe2O3，该样品取自双金属标处，可能是排水管腐蚀的产物，也可能存在硫酸盐还原菌，将金属铁还原生成了氧化铁。(www.daowen.com)

4.析出物对大坝影响

（1）CaO。

钙及其氧化物是可溶性物质，其来源主要有以下三方面：

1）碳酸盐岩层，其含钙量较大，其他岩体部分结构面中可能以次生的方解石脉或薄膜形式出现，水库水对其的接触溶解。

2）大坝基础混凝土以及坝基帷幕体中，水泥是其主要的成分，水泥中CaO含量可达65%左右，水化后可形成Ca（OH）2一类产物。在环境水（Ca2++Mg2+＜1.mmol/L）溶出型侵蚀作用下，导致上述岩层中以及工程材料中的钙质析出。

3）进行烧失量试验，将烘干试样在900℃高温下烧灼至质量不变时所失去物质的质量与其烘干时质量的差异，两者之间的比值即为烧失量的大小。显然，在其所失去的物质中，可能包含有机质等挥发性物质以及碳酸盐类物质。

显然，大坝析出物中氧化钙的含量高，表明大坝的碳酸盐岩层和大坝基础混凝土结构中有钙析出，钙的溶失可使其防渗效果衰减。

（2）Fe2O3+SiO2。

析出物中含有高的铁氧化物，析出物中的铁、硅主要来源是基岩裂隙中铁受地下水溶蚀后带出，铁还可能是施工中遗留的铁制物及取样管的腐蚀。因析出物的成分是坝基岩石遭受溶蚀的标志，这种作用是一种长期、缓慢的化学反应过程，预计在工程寿命期不至于对坝基岩石强度带来危害性影响。

（3）SiO2+Al2O3+Fe2O3。

硅、铝是组成岩石的主要成分，以此为主要成分析出物的形成与岩石的溶蚀密切相关，坝基水中SiO2含量增加主要是坝基水与岩石间相互作用的产物。Si和Al为主要成分的析出物是坝基岩石产生溶蚀的标志。

（4）CaO+SiO2+Fe2O3+Al2O3+MnO2。

铁、锰是坝址环境下常见的变价元素，迁移与富集主要受地球化学环境因素的影响（如pH值）。还原环境中有利于铁、锰化合物活化，以低价态迁移，氧化环境则以高价态形成沉淀，铁在水pH值大于7的环境中多以胶体迁移。以铁、锰为主的析出物，目前一般多为基岩裂隙中铁、锰、钙质受地下水溶蚀后带出的。但岩石中铁镁矿物质的风化、水解也可使铁的氧化物成为析出物中的主要成分。