蔡文龍

【摘 要】在水利工程建設(shè)中，水閘的應(yīng)用十分廣泛，所以在工程設(shè)計的全過程中，水閘工程的排水問題與止水問題往往就成了決定建筑物使用壽命的決定因素。

【關(guān)鍵詞】水閘；設(shè)計；分析

一、水閘排水

水閘排水問題主要集中在消力池的底板排水、閘基防滲排水、翼墻的排水等部位，下面就以下幾個方面進行詳細的探討與分析：

1.1 消力池底板排水孔

消力池底板具有承受水流的沖擊力、水流脈動壓力和底部揚壓力的多重作用，具備相當?shù)闹亓亢蛷姸?，能夠抗擊重物沖擊、經(jīng)壓耐磨。為了有效減少護板底端的滲透壓力，可以在水平護板的后半部分設(shè)置部分垂直的排水孔，排水孔的下面可以鋪一層反濾層，同時，排水孔呈梅花形布置，能夠最大限度的進行排水。有一部分的水閘工程，其中的消力池底板排水孔是從水平護板的首端一直延伸到尾部，其中護板全部布設(shè)有排水孔。目前關(guān)于此種布置，工程專家尚未有定論，因為，水流在出閘以后，經(jīng)過平穩(wěn)的整流排水后，經(jīng)過陡坡段流向消力池的水平底板處，在陡坡段的末端和水平底板的水平段相交處附近形成有效的收縮水深，所以此處動能的最大，即流速水頭也是最大的，產(chǎn)生水中壓強則是最小的。

1.2 閘基防滲面層排水

水閘在上游與下游巨大的水位差的強力作用下，上游水從河床慢慢滲透，繞經(jīng)上游防滲鋪蓋、板樁以及閘底板，再經(jīng)過消力池的反濾層由排水孔流至下游，起到有效排水的作用。

防低排是這條地下輪廓線的布置原則，布置手法就是在高水位的一側(cè)大量布置鋪蓋、板樁、淺齒墻等多個防滲止水的設(shè)施，滯滲延長底板上游的滲透路徑，使作用在消力池底板上的滲透壓力緩緩減小壓縮。在低水位一側(cè)設(shè)置濾水層進行排水，同時使用排滲管等設(shè)施排滲，使地基的滲水得到盡快地排出。

1.3 翼墻排水孔的設(shè)計

在水閘建成以后，除了閘基會出現(xiàn)滲流以外，滲水從河水的上游繞過翼墻、岸墻和刺墻后向下游流去，成為側(cè)向滲流。這種滲流很有可能會造成水閘底板滲透壓力的增大，并使得滲流出口處發(fā)生嚴重危害性的滲透壓力的變形，所以在水利工程建設(shè)中應(yīng)當做好側(cè)方向防滲排水設(shè)施。為了排出積蓄的滲水，設(shè)置為單向水龍頭的水閘可以在下游翼墻和保護坡處設(shè)置多個排水孔，并且在擋土墻的另一側(cè)孔口處設(shè)置反濾層。但是，有些水利工程建設(shè)中的布置與設(shè)計，卻是在進口翼墻處設(shè)置了多個排水孔，這種無效且浪費資源的設(shè)計，使得翼墻失去了大部分防滲、抗沖、增加滲透路徑的能力，使得上游的水流并不是從垂直方向流向插入河岸的墻后繞滲，而是直接從排水孔滲入翼墻的后面，這將有效減少滲透路徑，增加了滲流的作用，同時也將減小翼墻插入河岸的作用。

二、水閘破壞原因分析

水閘被破壞的原因具有復(fù)雜性和多樣性，而且不同的自然環(huán)境對水閘的破壞形式的影響是不一樣的，以下總結(jié)的是比較常見的一些原因的分析。

2.1 對兩個案例分析后我們發(fā)現(xiàn)閘室抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)不能滿足規(guī)范要求，追其原因就是原閘的設(shè)計標準偏低。

2.2主要承重構(gòu)件的混凝土裂縫眾多，由于時間原因，在長期的復(fù)雜的自然環(huán)境作用下混凝土表面均有不同程度的碳化，甚至包括例室結(jié)構(gòu)混凝上都有嚴重的 碳化，嚴重影響了混凝土的強度。

2.3排水閘下游消能防沖措施不能滿足正常運行的要求，閘門及門槽埋件等金屬結(jié)構(gòu)長期處于水、鹽霧環(huán)境下，嚴重銹蝕，繼續(xù)使用無安全保障。

2.4在水閘基礎(chǔ)部分中存在透水的砂土和透水的巖體，使水閘下部存在較為嚴重的滲流現(xiàn)象，對水閘的基礎(chǔ)造成了嚴重的破壞。

2.5部分測壓管淤堵，無法進行揚壓力觀側(cè)；水準觀測基點被毀，無法進行高程觀測。

2.6 在長期的雨水和河水的帶電離子的作用和長期的氧化還原反應(yīng)作用下，金屬結(jié)構(gòu)銹蝕嚴重，或者由于啟閉機露天放置，運行環(huán)境惡劣；啟閉設(shè)備磨損、銹蝕嚴重，部分附件老化失靈，無法使用；由于泥沙淤積等因素，啟閉機經(jīng)常超載運行，導(dǎo)致電氣設(shè)備老化。

2.7消力池排水管部分失效，增大了閘底板揚壓力，對閘基滲流穩(wěn)定不利。

三、水閘止水伸縮縫滲漏問題

水閘滲漏的問題在水利工程的建設(shè)中經(jīng)常出現(xiàn)，并且基本都集中在止水伸縮縫上的問題。下面從滲漏的原因入手探討分析，并提出了一些有效的預(yù)防措施和準備。

3.1滲漏原因

在水閘工程建設(shè)中，止水伸縮縫發(fā)生滲漏的原因有很多，其中有設(shè)計、施工以及材料本身的原因等等，但是其中的大部分都是由施工不慎所引起的，所以，水利工程建設(shè)規(guī)定止水伸縮縫施工都必須有嚴格的施工措施、工藝和施工方法。

在水利工程建設(shè)施工過程中，會引起水閘滲漏的原因通常有以下幾條：

3.1.1 止水片上的水泥渣、油漬等污物沒有對其進行徹底的清除，在澆筑混凝土的過程中混有雜物，使得止水片與混凝土無法很好的結(jié)合而導(dǎo)致滲漏；

3.1.2 止水片上有砂眼、釘孔或者接縫不可靠而導(dǎo)致滲漏；

3.1.3 止水片處混凝土澆筑出現(xiàn)問題，在凝結(jié)過程中可能有氣孔而造成的滲漏；

3.2 止水伸縮縫滲漏的預(yù)防措施和準備

3.2.1 止水片上污漬雜物問題。

在水利工程的施工過程中，使用脫模劑對模板進行處理的時候容易使止水片沾上脫模劑的污漬，從而導(dǎo)致在澆筑混凝土?xí)r可能出現(xiàn)滲漏，所以模板上使有脫模劑的這道工序，必須要安排在模板安裝之前并在倉面外脫模完成。在澆筑過程中不斷會有雜物掉到止水片上，故在初次清除的基礎(chǔ)上還要強調(diào)在混凝土淹埋止水片時再次清除這道工序。

3.2.2 止水片砂眼、釘孔和接縫問題。

在止水片材料的采購中，應(yīng)當對材料的審核嚴格把關(guān)。不但止水片材料的品種、規(guī)格和性能要滿足水利工程建設(shè)的規(guī)范和設(shè)計的要求，對他的外觀也要進行仔細的檢查，對不合格的材料應(yīng)當及時的更換和清倉。止水片在安裝的時候，也必須有施工人員在一旁協(xié)助，在以往的施工中，技術(shù)人員會將止水片用鐵釘釘在模板上，這樣就會在止水片上留下釘孔，影響止水的效果。這種方法是可以避免的，方法就是采取模板嵌固來固定止水片。

3.2.3 沉降差對止水結(jié)構(gòu)的影響問題

沉降差很難得到避免，究其原因，其中有設(shè)計方面的因素，當然也有施工方面的因素。在施工中因為結(jié)構(gòu)荷載的不同，沉降量通常也不盡相同，大的沉降差通常都會出現(xiàn)在荷載懸殊的結(jié)構(gòu)之間。施工方面可以采取預(yù)沉和設(shè)置二次澆筑帶的施工措施來降低沉降差。

結(jié)語：

目前對建筑進行加固已取得大量的施工經(jīng)驗，而對水閘工程，尤其是處于水位變動區(qū)的建筑物，其工作環(huán)境與普通民用建筑相差很大，直接采用工民建的加固方法尚有待進一步驗證。同時，雖然目前不斷有新的施工方法出現(xiàn)，但考慮到水閘除險加固時其工作量相對較小，相應(yīng)的施工工藝、施工質(zhì)量又要求較高，在設(shè)計中需盡可能地在可行、經(jīng)濟合理且能保證質(zhì)量的情況下選擇加固方案。

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