周春華
摘 要:在現(xiàn)代水利工程建設過程中,水閘應用范圍非常的廣泛,設計與建設階段,水閘防滲和排水措施都會在不同程度上對水利工程質(zhì)量與服役期限,因此加強對水閘防滲與排水問題的研究,具有非常重大的現(xiàn)實意義。
關(guān)鍵詞:水閘;防滲與排水;水利工程
一、水閘工作與應用特點分析
當前國內(nèi)多數(shù)平原地帶的水閘主要建設在土基之上,土基本身的壓縮性相對較大一些,而且其承載能力相對較低,因此產(chǎn)生的沉降、沉降差等相對較大一些,很容易引發(fā)閘室傾斜或止水破壞,甚至造成閘門底板斷裂或塑性破壞,最終導致水閘事故。在水閘泄洪過程中,雖然其流速并不高,但是水流還具有一定的剩余能量,如果土基抗沖能力相對較小,則很容易被水流沖刷。實踐中可以看到,土基因滲透水流作用而容易出現(xiàn)嚴重的滲透性變形,尤其是粉細砂地基,而且閘后很易發(fā)生翻砂、冒水等問題,對閘基、兩岸產(chǎn)生嚴重的影響,比如造成掏空、水閘沉降以及傾斜或斷裂等現(xiàn)象。
二、水閘防滲問題研究
近年來,隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展和水利工程建設事業(yè)的不斷進步,雖然水閘防滲控制能力有了很大程度的提升,但實踐中依然存在著一些問題,其成因與防治措施分析如下:
1.水閘產(chǎn)生滲漏的主要原因分析。
一般而言,水閘止水伸縮縫設計過程中,都有非常嚴格的標準和規(guī)范要求,而施工過程中可能會產(chǎn)生一系列的滲漏問題,其原因主要表現(xiàn)在以下幾個方面。止水片上存在著大量的水泥渣、油漬以及其他不同類型的污物,因沒有徹底的清除干凈而可能影響了混凝土澆筑質(zhì)量,即因止水片與混凝土沒有有效的結(jié)合在一起而發(fā)生滲漏病害;止水片有砂眼、孔縫以及接縫等缺陷嗎,因此容易出現(xiàn)滲漏;與止水片連接在一起的混凝土出現(xiàn)了泌水收縮現(xiàn)象,導致間隙病害;垂直止水瀝青孔施工過程中,因填充不嚴而導致滲漏問題的產(chǎn)生。
2.防止止水伸縮縫發(fā)生滲水的方法。
(1)如何處理止水片上的污漬。在施工過程中,在模板上使用脫膜劑會造成止水片與脫模劑相沾連的污漬。因此模板在脫模劑工序上應當安排在正式安裝模板之前。澆筑時會有雜物不斷掉澆到止水片之上。因此在第1次去除雜物以后,還要在淹埋混凝土止水片之后進行雜物的2次清除。如何處理止水片釘孔、砂眼以及接縫之類的問題,在采購止水片材料的時候,要注意止水片的規(guī)格、品種、性能等項內(nèi)容應當滿足設計與施工要求,尤其應當嚴格注意檢查其外觀,對于有問題的材料要給以及時更換。安裝止水片時,一部分施工人員用鐵釘把止水片直接釘于模板之上,這種能直接留下釘孔的辦法要予以避免,最好是采用模板嵌因法對止水片進行固定。止水片在接縫處也較容易形成滲漏,為此,需要注意金屬片的接縫必須要采取同母材料質(zhì)同樣的材料予以焊接,為保障焊縫的可靠程度,可以使用鉚接與雙面焊結(jié)合的辦法。重要位置的止水片,應該采取熱壓粘接接頭的辦法。所有的接縫均要求進行壓水檢查,全部合格驗收之后,才能正常應用。
(2)如何處理混凝土泌水收縮。重要的一點是選取合適的水泥與骨料。礦渣水泥保水效果不明顯,收縮性大,泌水性強,所以在防滲處,混凝土最好不要采取礦渣水泥,而是應當以普通型硅酸鹽水泥進行配制。此外應當注意混凝土的坍落程度要盡量降低,泵送混凝土由于坍落程度大,一般不予以使用。
(3)如何處理垂直止水縫灌注瀝青的密實問題、凹槽同混凝土結(jié)合的問題。一般在預先留置的瀝青孔一面設計長度為1m的凹形混凝土槽,每節(jié)凹槽依次安裝于混凝土的墻面之上。每一縫槽分別以水泥砂漿進行固定,瀝青分別由每節(jié)頂端灌入。需注意在預制槽安裝時,不能使瀝青孔內(nèi)掉入垃圾與雜物,否則必然會留下滲漏隱患。
三、水閘排水問題研究
想要做好水閘排水就一定要關(guān)注消力池下部排水、翼墻排水與閘基排水等問題,應當做好以下2個方面的工作:
1.做好消力池下部排水孔的設計。
為了減少護坦基部的滲透壓,需要于水平護坦后側(cè)安排垂直型排水孔,在孔下部鋪設反濾層。一些水閘消力池下面的排水孔在水平護坦位置開始直到尾部均有設置,這種做法值得推敲。由于水流從水閘中出來以后,在平穩(wěn)整流后經(jīng)由陡坡流入消力池底板,在相交處形成收縮水深的急流。這一位置動能高、流速快,如果此處有排水孔,排水孔細粒結(jié)構(gòu)受到基部壓力作用的影響,有被從孔里面吸出的可能性,長此以往,底板位置可能會被掏空,所以建議于消力池后部設計垂直型排水孔以達到降低池底板滲壓的效果。
2.做好閘基的排水工作。
因為存在上游與下游的水位差,上游的水在河床位置入滲,經(jīng)過防滲鋪蓋、閘底板樁與反濾層,從排水孔流至下游,隔水鋪蓋、閘底板樁及地基接觸面變?yōu)榈叵碌妮喞€。布置地下輪廓線的總原則是低排高防,即在高水位位置布置板樁與淺齒墻等,增加底板上游位置的滲透面積,減少作用于底板上的壓力,而在水位較低的一側(cè)布設排滲管等設施,讓地基滲水及早排清。土基之上的水閘,一般采取平鋪型排水,即以透水功能較好的礫石、粗砂與亂石等護坦、閘底板等位置,上下游之間的涌流由此聯(lián)通,可以減少閘底的滲透壓。排水體通常情況下不必專門進行設計,只要把濾層里面粗粒徑最大一層加大即可。而在一部分水閘工程的建設過程中,底板后部的水平整流段及陡坡段,未能設計專門的平鋪型排水體,甚至有些都沒有設置反濾層,這樣的設計方式,極大地增加了陡坡段與閘底板的滲透壓,會嚴重影響到水閘的穩(wěn)定與安全。通常水閘在考慮排水功能時,都要在閘室后側(cè)平行整流段初始位置安排排水體,閘基滲透壓位于排水體初始處時應當為零。
總之,水閘防滲與排水處理,關(guān)系著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人們的生產(chǎn)生活,因此應當對此加強重視和技術(shù)創(chuàng)新,只有這樣才能確保我國水利工程建設事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。endprint