泄水建筑物破壞及防治措施

耿冰冰

（勃利縣水務(wù)局，黑龍江 勃利 154500）

泄水建筑物的空蝕一般出現(xiàn)在泄水道進(jìn)口頂部、反弧段、分岔段、收縮段、擴(kuò)散段，消力池中的趾墩、消力墩和分流墩頂部與兩側(cè)及其下游的護(hù)坦板、矩形門槽后的側(cè)墻、船閘充水廊道及施工不平整突體后的表面處。

1 泄水建筑物空蝕破壞的防治措施

防治泄水建筑物的空蝕可采取摻氣減蝕，合理控制和處理過水表面的不平整度，改善建筑物過流邊壁輪廓形式，選用抗空蝕性能強(qiáng)的材料等措施。

1.1 摻氣減蝕

摻氣減蝕設(shè)施具有形式簡(jiǎn)單、減蝕效果明顯、經(jīng)濟(jì)適用等特點(diǎn)。摻氣減蝕設(shè)施有摻氣槽、摻氣挑坎、底板突跌、側(cè)墻突擴(kuò)和分流墩等形式，或幾種形式的組合。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，近壁水流摻氣量達(dá)6%～7%時(shí)，可以防止混凝土表面的空蝕破壞。

摻氣減蝕的應(yīng)用條件：在混凝土過流面上流速在30m/s左右時(shí)，應(yīng)按具體情況確定是否設(shè)置摻氣減蝕設(shè)施。在流速大于35m/s時(shí)，要設(shè)置摻氣減蝕設(shè)施。摻氣減蝕設(shè)施要滿足的基本條件是在其運(yùn)用水頭范圍內(nèi)保持一個(gè)穩(wěn)定的通氣空腔，以保證向下游水流供氣，力求通過摻氣設(shè)施的水流平順。

1.2 不平整度控制

建筑物表面施工殘留的突起物及表面的不平整，可能造成局部壓強(qiáng)降低而導(dǎo)致空蝕破壞，因此，要把突起物鑿除或研磨成具有一定坡度的平面?？刂七^水表面的不平整度能減免空蝕。

1.3 改善建筑物過流邊壁輪廓形式

這種做法能提高過流邊界的壓強(qiáng)分布，加大水流空穴數(shù)，使之大于初生空穴數(shù)。水流邊界越平順，初生空穴數(shù)越小，越不容易出現(xiàn)空穴和空蝕。同時(shí)要防止在水流中發(fā)生局部低壓區(qū)。所以，將建筑物邊壁做成適宜的流線型可避免空蝕。壓力洞（孔）進(jìn)口頂部宜作成1/4的橢圓曲線。中高水頭的矩形門槽可改為帶錯(cuò)距和倒角的斜坡形門槽，把棱角圓化。壓力管道或泄水孔可縮小出口斷面以提高洞（孔）內(nèi)壓強(qiáng)，防止空蝕。

1.4 采用抗空蝕性能的護(hù)面材料

采用某些護(hù)面材料，有利于消除或減緩空蝕破壞。提高護(hù)面材料抗水流沖擊作用，在一定程度上能消除由于水流沖蝕使表面粗糙而引起的空蝕破壞。有資料證實(shí)，高強(qiáng)度的不透水混凝土，能承受30mm的高速水流而不損壞。護(hù)面材料的抗磨能力增加，能消除由泥沙磨損產(chǎn)生的粗糙表面，而造成空蝕的可能性。環(huán)氧樹脂砂漿的抗磨能力，比普通水泥砂漿混凝土及巖石的抗磨能力高約30倍。護(hù)面材料本身的抗空蝕能力增加，能夠直接消除空蝕破壞，或減緩空蝕破壞作用。水工混凝土的抗空蝕強(qiáng)度，隨其抗壓強(qiáng)度的增加而增加。所以，在有抗空蝕要求的部位，應(yīng)選用高標(biāo)號(hào)混凝土。

2 泄水建筑物的沖刷破壞與防治措施

泄水建筑物可能出現(xiàn)局部沖刷破壞的部位有進(jìn)水口、泄槽、消能工及其下游。破壞的原因有流態(tài)紊亂使局部流速加大，地基未處理或處理不徹底，護(hù)砌結(jié)構(gòu)不滿足要求，泄槽及消能工設(shè)計(jì)和施工上存在問題，以及運(yùn)用不當(dāng)?shù)?。防治措施主要是修?fù)破壞部位，改善水流條件，改建護(hù)砌結(jié)構(gòu)，改進(jìn)消能防沖設(shè)施，根據(jù)操作規(guī)程進(jìn)行施工與管理等。

2.1 進(jìn)水口沖刷破壞的防治措施

進(jìn)水口由于山坡陡峻、巖石地質(zhì)風(fēng)化，在泄洪或遇暴雨時(shí)，可能出現(xiàn)沖刷滑坡塌方，這種情況會(huì)把山坡削至穩(wěn)定邊坡，需要時(shí)加以護(hù)砌。如由于流態(tài)不佳，局部流速加大而造成進(jìn)水口沖刷時(shí)，應(yīng)改善流態(tài)。如由于進(jìn)水渠行進(jìn)流速太大而造成沖刷，則要降低行近流速或予以砌護(hù)。

2.2 泄槽沖刷破壞的防治措施

河岸式溢洪道連接控制段與泄槽間的過渡段及泄槽內(nèi)的彎道段，水流條件復(fù)雜，可能造成沖刷，要把沖刷部位加以護(hù)砌加固或?qū)⑦厜痈?、抬高彎道外?cè)渠底，以改善彎道水流條件。

2.3 底流消能工下游沖刷破壞防治措施

底流消力池內(nèi)如發(fā)生遠(yuǎn)驅(qū)式水躍，會(huì)造成下游沖刷。如系消力池深度或長(zhǎng)度不夠，要加深或加長(zhǎng)消力池，或在池內(nèi)增建輔助消能工。如系下游尾水深度不足，則設(shè)法加深尾水或考慮在下游適宜地點(diǎn)增建壅水壩。平原土質(zhì)河床的水閘過流多為低水頭大流量，其閘下底流消能工要使水躍穩(wěn)定地出現(xiàn)在消力池內(nèi)，尾坎可向下加深形成防沖齒墻，池后設(shè)一定長(zhǎng)度的防沖槽，并修建有擴(kuò)散角的翼墻，使水流在平面上均勻擴(kuò)散，避免沖刷。

2.4 面流消能工下游沖刷破壞的防治措施

產(chǎn)生這種沖刷的主要原因是面流流態(tài)不穩(wěn)定，短時(shí)間內(nèi)發(fā)生底流流態(tài)，底部流速加大而沖刷，或是由于閘門開啟運(yùn)用不當(dāng)，在閘門后形成平面橫向回流淘刷鼻坎底腳。可在鼻坎末端設(shè)深齒墻，鼻坎下接短護(hù)坦以防沖，并被潛沒式或敞露式短隔流墩，以穩(wěn)定面流流態(tài)。合理控制閘門開啟運(yùn)用方式，要盡可能做到各孔閘門齊步均勻開啟。

3 泄水建筑物接觸滲漏破壞的處理措施

3.1 培厚加固邊墻

培厚只能在枯水期從邊墻背水面進(jìn)行，以確保過水?dāng)嗝娉叽?。處理好地基后，把原有混凝土邊墻鑿毛清洗干凈，加做新斷面，處理好新老結(jié)合面。在回填前要在邊墻背面涂抹一層濃泥漿或水泥漿，再分層回填夯實(shí)。

3.2 增建刺墻

對(duì)壩體與邊墻之間出現(xiàn)接觸集中滲漏，或邊墻出現(xiàn)裂縫時(shí)，要把邊墻拆除重做。同時(shí)，在墻背面加做一段刺墻伸入壩體，以避免滲漏破壞。

3.3 充填灌漿

處理墻后接觸集中滲漏，在邊墻較高，增厚或拆除重做工作量大時(shí)，要采用沿邊墻0.5～1.0m范圍內(nèi)，布孔灌漿充填處理，這樣也可以取得良好的效果。