（一）按“力学强度标准”估算防渗墙安全运行寿命

根据力学强度标准，混凝土中CaO溶出25%，混凝土强度下降35%～50%，依此估算混凝土防渗墙安全运行寿命。

目前缺乏理论分析的计算公式，现只得根据我国学者舒土樊先生提出的式（3-31）计算：

式中　T——防渗墙的安全运行年限，a；

V——防渗墙迎水面每平方米对应的墙体混凝土体积，m3/m2；

C——每立方米防渗墙混凝土中的水泥用量，kg/m3；

Q——每平方米防渗墙1年内的渗漏量，m3/m2；

M——防渗墙渗漏水中的CaO浓度，kg/m3；

M0——地下环境水中CaO浓度，kg/m3；

a——水泥中CaO含量的百分率，%。

如前所述，混凝土溶蚀对其强度影响存在的问题，故难以估算某个具体工程的安全运行寿命，但在某些假设条件下，比如假设刚性（普通）混凝土的研究结果也适用于塑性混凝土，即可对两种防渗墙的寿命进行对比分析。以下即是有关对比分析的论述。

本计算依据公式（3-31）进行，并作出如下的假设：

（1）T普为普通混凝土防渗墙的安全运行寿命（a）。

（2）T塑为塑性混凝土防渗墙的安全运行寿命（a）。

（3）两种防渗墙所处地下环境水中的CaO浓度相同，并假设均不含CaO即M0=0。

（4）对于通过防渗墙的渗透量，假设为两种情况：一种是考虑到塑性防渗墙有良好的变形能力，可减少墙体受外界应力而产生裂缝的可能，从而使可能产生的渗透量比普通混凝土防渗墙量降低50%，即Q塑=0.5Q普；另一种情况则假设为两种墙体的年渗漏量相同，即Q塑=Q普。

（5）两种防渗墙单位迎水面对应的混凝土体积相同，即V塑=V普。

（6）两种防渗墙由于采用同一品种水泥，因此水泥中的CaO含量a相同，即a塑=a普。

根据以上假设，按式（3-31）即可进行两种墙体材料的耐久性相对比较计算。

按以上假设，式（3-32）可简化为

根据本章第二节（四）（3）所作试验的混凝土配合比和溶蚀试验结果，即可进行三种塑性混凝土A、B、C与普通混凝土D防渗墙安全运行寿命的相对比较计算（见表3-43）：

表3-43　混凝土安全运行年限比较表

由以上计算结果可以看出，如果采用塑性混凝土防渗墙，由于它的抗裂性能良好，在降低50%渗漏量的情况下，可使墙体安全运行寿命比普通混凝土防渗墙增加40%～60%。如果采用塑性混凝土防渗墙后，渗漏量与普通混凝土防渗墙相同的话，其安全运行寿命视配合比不同为普通混凝土防渗墙的70%～90%，这是因为塑性混凝土虽然单位溶蚀量比普通混凝土有明显降低，但由于其水泥用量低，CaO的储备少，在相同渗漏量的情况下，就可能出现安全运行寿命缩短的情况。但由表3-32可以看出A、B、C均为塑性混凝土且配比B的水泥比配比A少30kg，但其寿命却比配比A高0.1左右。这表明通过优化塑性混凝土配合比设计塑性混凝土的安全运行寿命可以达到与刚性混凝土相等的寿命。

（二）按“渗透变形标准”估算混凝土防渗墙的安全运行寿命

为估算防渗墙安全运行寿命，按“渗透变形标准”假设当防渗墙中的CaO溶蚀30%时，认为防渗墙将遭到渗透破坏，据此计算防渗墙的使用寿命。

本次利用文献［16］资料和册田水库资料分别进行计算，前者由于缺乏具体工程设计参数，为此根据作者的经验设定参数如表3-44所示。

表3-44　计算寿命设定的基本参数(www.daowen.com)

注　N-4为实际使用的参数。

1.计算每平方米防渗面积CaO日溶蚀总量

根据达西定律先计算日渗水量

式中　K——渗透系数，cm/s；

J——允许比降；

A——防渗面积，此处选定A=100cm×100cm。

计算每平方米防渗面每日溶蚀CaO总量：

式中　α——混凝土中CaO溶蚀浓度，mg/L。

配比A、B、C、D查表3-34，N-4按图3-59，得出计算结果见表3-45。

表3-45　1m2防渗面积日CaO溶蚀量

2.计算1m2防渗墙允许CaO融出总量

式中　β——允许最大溶出量百分比，β=30%；

c——1m3防渗混凝土中的水泥用量，kg/m3；

γ——水泥中CaO含量的百分比，令γ=55%；

B——防渗墙的厚度，m；

η——因水泥水化，部分水变成结晶CaO重量增大的系数，据《胶凝材料学》［21］第121页，“水泥已完全水化时的非蒸发水（结晶水）含量最大值为0.227”，现取η=1.20。

根据式（3-39）计算允许CaO溶出总量及混凝土防渗墙使用寿命，结果示于表3-46中。

表3-46　混凝土防渗墙允许CaO溶蚀总量及寿命表

3.混凝土防渗墙安全运行寿命TP计算

混凝土防渗墙使用寿命为

（三）混凝土防渗墙安全运行寿命评估小结

（1）作者王清友通过收集到的有关资料对混凝土防渗墙安全运行寿命进行了评估计算，并根据混凝土力学强度降低和产生渗透变形两个评估标准，对塑性混凝土防渗墙和刚性混凝土防渗墙安全运行寿命进行了评估计算。两个评估标准中“强度评估标准”为溶蚀量不超过25%；“渗透变形标准”为溶蚀量不超高30%。依上述标准计算所得两种防渗墙的安全运行寿命的结果显示，塑性混凝土防渗墙的安全运行寿命高于刚性混凝土防渗墙的安全运行寿命。

（2）分析安全运行寿命计算结果可以看出，影响安全运行寿命的主要因素主要包括防渗墙的允许比降和混凝土配合比，它们通过防渗墙的渗流量和CaO的溶蚀量来影响防渗墙的安全运行寿命。

（3）对两个评估标准进行如下比较。“力学强度标准”由于其研究不深入、不具体，存在的问题较多。例如只研究了刚性混凝土受CaO溶蚀对其力学强度的影响，即便如此，两家研究结果差别也较大，也未对将标准定为强度降低35%～50%的依据进行说明；同时，还未对计算安全运行寿命的式（3-31）的依据进行说明，因此用“力学强度标准”计算混凝土防渗墙安全使用寿命显得不太合理。与“力学强度标准”不同，“渗透变形标准”是直接进行溶蚀试验，观测到当CaO溶蚀量30%时，混凝土开始发生渗透变形破坏，并据此确定标准。同时，该标准计算混凝土安全运行寿命的思路清晰，计算方法和理论依据也相对合理。因此作者推荐用“渗透变形标准”和有关的寿命计算方法进行防渗墙安全运行寿命计算。