【摘要】在現(xiàn)代水利工程建設(shè)過程中,水閘應(yīng)用范圍非常的廣泛,設(shè)計與建設(shè)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(qiáng)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。本文先簡單介紹了水閘工作與應(yīng)用特點進(jìn)行了分析,再論述水閘運用過程中常見的問題及水閘滲漏的原因分析 、有效防止水閘滲漏的方法或措施。
【關(guān)鍵詞】水閘;防滲處理;水閘設(shè)計
1、水閘工作與應(yīng)用特點分析
實踐中可以看到,當(dāng)前國內(nèi)多數(shù)平原地帶的水閘主要建設(shè)在土基之上,較之于少量建在巖基之上的岸邊溢洪道,主要表現(xiàn)出以下特點。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)閘室傾斜或者止水破壞,甚至造成閘門底板斷裂或塑性破壞,最終導(dǎo)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(yán)重的滲透性變形,尤其是粉細(xì)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(yán)重的影響,比如造成掏空、水閘沉降以及傾斜或者斷裂等現(xiàn)象。
2、水閘運用過程中常見的問題及水閘滲漏的原因分析
2.1水閘運用過程中常見的問題
隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和水利工程事業(yè)的進(jìn)步,我國水閘防滲控制能力已經(jīng)有了較大提升,但因為水閘的運用范圍非常廣泛,其所處環(huán)境十分特別,常常會遇到各種各樣問題。水利工程新建立的水閘可能會因為施工技術(shù)及施工工藝等因素影響,致使水閘施工質(zhì)量存有問題,導(dǎo)致一些水閘運行一段時間后就不能發(fā)揮其功效。水閘地基一直要承受水流沖刷,日久天長會出現(xiàn)一些沉降,進(jìn)而使水閘地基失去穩(wěn)定性,嚴(yán)重時根基會發(fā)生變形。由于水閘需要在浸水環(huán)境里運行,一些構(gòu)件或部件非常容易老化或被銹蝕,加上各地區(qū)氣溫變化等環(huán)境影響,水閘經(jīng)常經(jīng)歷冰凍與融化過程,水閘長時間受水流沖擊作用,其使用安全性也難以保證。
2.2影響水閘滲漏的主要原因
正常情況下,設(shè)計水閘的止水伸縮縫時,必須有嚴(yán)格的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)對伸縮縫加以要求,施工過程可能有一些導(dǎo)致水閘滲漏的因素。止水片有孔縫、砂眼或接縫缺陷,水閘也極易發(fā)生滲漏。止水片上存有大量油漬、水泥渣等污物,由于這些污物未徹底清理掉,混凝土的澆筑質(zhì)量就會受到影響。如果止水片在運用水閘過程中未發(fā)揮其加強(qiáng)密封性作用,閘體結(jié)合位置就存有滲水缺陷,止水片對水閘的防滲作用就難以充分發(fā)揮出來。所以,需要定期清理止水片?;炷恋氖┕べ|(zhì)量不合理,水閘閘體的位置就會發(fā)生偏移或變形,混凝土容易受外界溫度影響而出現(xiàn)開裂,并受水流長時間沖擊會出現(xiàn)沉降,這些都給混凝土穩(wěn)定性造成一定影響。
3、有效防止水閘滲漏的方法或措施
3.1科學(xué)設(shè)計排水孔的位置與尺寸
為減少護(hù)坦位置滲透壓,要在水平護(hù)坦出設(shè)計一些垂直的排水孔,并在排水孔下方鋪設(shè)反濾層。在水平護(hù)坦附近,部分水閘消力池下方排水孔一直設(shè)置到尾部,這種方法存有一定缺陷。因為水閘里出來的水流,在經(jīng)過平穩(wěn)的整流以后要從陡坡流至消力池底板,并在相交位置產(chǎn)生收縮水深急流。此處位置不僅流速快、動能也非常高,若在該位置布置排水孔,基部壓力就會作用于排水孔的細(xì)粒結(jié)構(gòu),一些細(xì)粒結(jié)構(gòu)會被孔吸住,長時間下去,底板處極有可能被掏空,因此,設(shè)計消力池后部時要設(shè)計一些垂直型的排水孔,這樣能夠使池底板滲壓降低。
3.2提升閘基排水性能,做好閘基排水工作
水閘的重要功效是有效控制水流排放,要獲得良好的水流排放效果,必須關(guān)注消力池下部排水、閘基排水和翼墻排水問題,這就需要提升閘基排水排水性能。由于上游和下水存有水位差,上游水會在河床位置深入,井防滲鋪蓋、反濾層等,自排水孔到達(dá)下游,地基接觸面積隔水鋪蓋都會變成地下輪廓線,設(shè)計地下輪廓線的原則是高防低排。高防低排是在高水位的位置設(shè)計淺齒墻和板樁,擴(kuò)大底板上游滲透面積,使底板所受壓力降低,在低水位側(cè)設(shè)計排滲管,使地基滲水盡快排除。土基上水閘通常運用平鋪型排水,平鋪型排水是運用具有良好透水功能的粗砂、亂石或礫石等護(hù)坦閘底,上游和下游間通過此處流通,進(jìn)而減少閘底滲透壓。正常情況下,可以不專門設(shè)計排水體,只有將濾層中較大粗粒濾除就可以。一些水閘工程建設(shè)時,底板后水平整流段沒有設(shè)計平鋪型的排水體或沒有反濾層,這種設(shè)計方式會增加閘底板和陡坡段滲透壓,給水閘安全和穩(wěn)定帶來嚴(yán)重影響。所以,在全面考慮水閘排水功能情況下,均需要將排水體布置在閘室后側(cè)的整流段位置,閘基滲透壓在處于排水體初始階段時應(yīng)該為零。
3.3合理設(shè)計水閘建設(shè)位置
規(guī)劃水閘建設(shè)工作過程中,水閘選址工作非常重要。選擇水閘建設(shè)地址前要認(rèn)真分析已經(jīng)建成的水閘工程的失事情況,分析水閘失事的原因,常見的原因主要是建設(shè)地址地質(zhì)條件較差,或是地質(zhì)條件雖經(jīng)過處理,但處理效果不是非常好,一些水閘地質(zhì)是人工地基,致使水閘滲透破壞。選擇水閘地質(zhì)是要滿足水閘安全穩(wěn)定、可以保持穩(wěn)定水流的劉泰穩(wěn)定,且方便水閘管理。盡量根據(jù)水文條件和水閘地質(zhì)條件選擇地質(zhì)條件較好的天然地基,如果是巖石地基或承載力較大的土質(zhì)地基最好,若天然地基地質(zhì)條件較差,必須運用相關(guān)技術(shù)進(jìn)行處理。
3.4有效處理水閘地基
處理水閘地基的方法有很多,目前,我國外水利工程在增強(qiáng)水閘地基承載力方面常用的方法有樁基法、墊層法。木樁加固法是樁基法里運用最多的一種,該方法因為木樁設(shè)計簡單、方便施工,又不容易受外界環(huán)境影響而水利工程使用廣泛使用。它是把閘底板和木樁的樁頭澆注到一起,產(chǎn)生較深的樁基礎(chǔ)。墊層法也叫做置換法,使用必須城市的地理處理法,它的加固原理簡單、施工方便,也能夠較好的確保施工質(zhì)量,但只適用于處理淺層地基。
4、結(jié)束語
總而言之,水閘防滲與排水處理,關(guān)系著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們的生產(chǎn)生活,因此應(yīng)當(dāng)對此加強(qiáng)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(shè)事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
[1]黃木順.淺談水閘的防滲及排水設(shè)計[J].中國水運(下半月),2012(05).
[2]賈世華馮鐵賓 宋翠娥.談?wù)勊l的防滲及排水設(shè)計 [J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2012(26).
作者簡介:賈云姣,女,助理工程師,主要從事水利工程設(shè)計工作。