溢洪道的損壞修理

2015.04水利工程管理技術(shù)加大溢洪道泄洪能力的主要措施目錄1溢洪道尺寸不足的處理2動水壓力引起的底板掀起及修理3彎道水流的影響及處理5排水系統(tǒng)失效的處理4地基土掏空破壞及處理7溢洪道的裂縫及其處理6泄槽底板下滑的處理8氣蝕的處理溢洪道的損壞修理一、溢洪道尺寸不足的處理溢洪道泄洪能力不足，是導(dǎo)致許多水庫垮壩的一個重要原因。造成其泄洪能力不足的主要原因有：⑴原始資料不可靠。有的水庫集雨面積的計(jì)算值遠(yuǎn)小于實(shí)際來水面積；有的水庫降雨資料不準(zhǔn)，與實(shí)際不符；有的水庫容積關(guān)系曲線不對，實(shí)際的庫容比設(shè)計(jì)的小等。⑵水庫的設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)偏低，設(shè)計(jì)洪水偏小。⑶溢洪道開挖斷面不足，未達(dá)到設(shè)計(jì)要求的寬度和高程等。⑷溢洪道控制段前淤積及設(shè)置攔魚設(shè)施等礙洪設(shè)施。⑸在計(jì)算中未考慮溢洪道控制段前較長引水渠的水頭損失。溢洪道的損壞修理一、溢洪道尺寸不足的處理溢洪道的泄洪能力主要取決于控制段。因溢洪道控制段的大多水流是堰流，因此可用堰流公式分析溢洪道的泄洪能力。公式為（1）式中：H——堰頂水頭，m；B——堰頂寬度，m；m——流量系數(shù)；ε——側(cè)收縮系數(shù)；g——重力加速度，g＝9.8m/s2；Q——泄洪流量，m3/s。溢洪道的損壞修理一、溢洪道尺寸不足的處理由式（1）可知，溢洪道過水能力與堰上水深、堰型和過水凈寬等有關(guān)，因此，要經(jīng)常檢查控制段的斷面、高程是否符合設(shè)計(jì)要求。如陜西省清河水庫，壩高15m，庫容20萬m3

，1973年建成后，溢洪道只開了一部分，又急于蓄水，將涵閘關(guān)閉，水庫水位隨即迅速上漲，由于溢洪道少開了5m，過水能力小，結(jié)果造成洪水漫頂。溢洪道的損壞修理一、溢洪道尺寸不足的處理

又如四川獅子灘水庫，建成后最初幾年，來水較少，溢洪道負(fù)擔(dān)較輕，于是未經(jīng)深入分析便封堵一孔，將閘門拆下移往他地使用，后來出現(xiàn)較大洪水時，顯得過水?dāng)嗝娌粔?，水庫出現(xiàn)了險(xiǎn)情，出口消能設(shè)備也受到?jīng)_刷，后來不得不又恢復(fù)原有的閘孔數(shù)目。也有的水庫看到溢洪道多年不泄洪，加上農(nóng)田建設(shè)的發(fā)展，需要多蓄水多灌田，便任意在溢洪道上筑擋水埝，有的甚至做漿砌石或混凝土的永久性擋水埝，而壩頂高程卻未加高；有的則在進(jìn)口處隨意堆放棄渣，形成阻水。當(dāng)檢查到有這些不安全因素后，務(wù)必及時認(rèn)真處理，不能抱姑息僥幸心理溢洪道的損壞修理二、動水壓力引起的底板掀起及修理

溢洪道的泄槽段的高速水流，不僅沖擊泄槽段的邊墻，造成邊墻沖毀，威脅溢洪道本身的安全，而且由于泄槽段內(nèi)流速大，流態(tài)混亂，再加上底板表面不平整，有縫隙，縫中進(jìn)入動水，使底板下浮托力過大而掀起破壞。

溢洪道的損壞修理二、動水壓力引起的底板掀起及修理在高速水流下保證底板結(jié)構(gòu)安全的措施歸結(jié)為四個方面，即“封、排、壓（拉）、光”?！胺狻本褪且蠼?cái)酀B流，上游庫水用于堰前的齒墻或防滲帷幕隔離；下游尾水用位于底板末端的齒墻隔離；底板間的分縫也最好用止水材料或其他措施與底板下的動水隔離，目的是盡量減少浮托水和動水壓力對底板的破壞?！芭拧本褪亲龊门潘到y(tǒng)，布置要合理，將未被截住而已經(jīng)滲來的水迅速妥善地予以排出?！皦海ɑ蚶本褪抢玫装遄灾貕鹤「⊥辛兔}動壓力，使其不致漂起掀動，在地基條件許可時，可用錨筋或錨樁拉住底板以減少底板的厚度?！肮狻本褪且蟮装灞砻婀饣秸?，徹底清除施工時殘留的鋼筋頭和腳手用混凝土柱頭等，局部的錯臺必須磨成斜坡，因?yàn)榈装宀黄酵堑装逶诟咚偎髯饔孟卤幌品虍a(chǎn)生氣蝕的重要原因。

溢洪道的損壞修理三、彎道水流的影響及處理

有些溢洪道因地形條件的限制，泄槽段陡坡建在彎道上，高速水流進(jìn)入彎道，水流因受到慣性力和離心力的作用，互相折沖撞擊，形成沖擊波，使彎道外側(cè)水位明顯高于內(nèi)側(cè)，形成橫向高差，彎道半徑R愈小、流速愈大，則橫向水面坡降也愈大。有的工程由此產(chǎn)生水流漫過外側(cè)翼墻頂，使墻背填料沖刷、翼墻向外傾倒，甚至出現(xiàn)更為嚴(yán)重的事故。安徽省屯倉水庫，溢洪道凈寬20m，設(shè)計(jì)流量302m3/s，陡坡建于彎道上。1975年8月遇到特大暴雨，溢洪道泄量達(dá)670m3/s，結(jié)果由于彎道水流的影響，在閘后90～120m陡坡處沖成一個深約15m的大坑，內(nèi)彎翼墻被沖走約30m，外彎翼墻被沖走約140m。溢洪道的損壞修理三、彎道水流的影響及處理減小彎道水流影響的措施一般有兩種，一是將彎道外側(cè)的渠底抬高，造成一個橫向坡度，使水體產(chǎn)生橫向的重力分力，與彎道水流的離心力相平衡，從而減小邊墻對水流的影響。另一種是在進(jìn)彎道時設(shè)置分流隔墩，使集中的水面橫比降由隔墩分散，如圖1所示。圖1彎道隔水墻布置示意圖（a）隔墩平面圖（b）隔墩橫剖面圖溢洪道的損壞修理四、地基土掏空破壞及處理當(dāng)泄槽底板下為軟基時，由于底板接縫處地基土被高速水流引起的負(fù)壓吸空，或者板下排水管周圍的反濾層失效，土壤顆粒隨水流經(jīng)排水管排出，均容易造成地基被掏空，造成底板開裂等破壞。前者處理是做好接縫處反濾，并增設(shè)止水；后者處理是對排水管周圍的反濾層重新翻修。為適應(yīng)伸縮變形需要設(shè)置伸縮縫，通常縫的間距為10m左右。土基上薄的鋼筋混凝土底板對溫度變形敏感，縫間距應(yīng)略小些；巖基上的底板因受地基約束，不能自由變形，往往自發(fā)地產(chǎn)生發(fā)絲縫來調(diào)整內(nèi)部的應(yīng)力狀態(tài)，所以只需預(yù)留施工縫即可。溢洪道的損壞修理四、地基土掏空破壞及處理縫內(nèi)可不加任何填料，只要在相鄰的先澆混凝土接觸面上刷一層肥皂水或廢機(jī)油即可。也有一些工程采用瀝青油紙、瀝青麻布作為填料的。底板接縫間還需埋設(shè)橡膠、塑料止水或鋁片止水。承受高速水流的底板，要注意表面平整度，切忌上塊低于下塊，因?yàn)檫@樣會產(chǎn)生極大的動水壓力，使水流潛人底板下邊，掀起底板。有些資料建議上塊高于下塊0～1cm。在底板與地基之間，除了直接做在基巖上的以外，一般需設(shè)置砂墊層以減少地下水滲透壓力。但要注意閘室底板下不可設(shè)置墊層，以免縮短對防滲有利的滲徑長度。砂墊層厚度一般取10～20cm。溢洪道的損壞修理五、排水系統(tǒng)失效的處理泄槽段底板下設(shè)置排水系統(tǒng)是消除浮托力、滲透壓力的有效措施。排水系統(tǒng)能否正常工作，在很大程度上決定底板是否安全可靠。排水系統(tǒng)失效一般需翻修重做。排水系統(tǒng)一般有板面排水和板下排水兩種形式。板下排水由縱向排水支管、橫向排水支管和排水干管組成；板面排水則由橫向排水支管直接經(jīng)豎向排水竹管排至板面，適用于巖基上的底板或有較好反濾措施的土基上的底板。溢洪道的損壞修理五、排水系統(tǒng)失效的處理黃河劉家峽水庫溢洪道，全長870m，進(jìn)口堰寬42m，最大泄量3900m3/s，泄槽段寬30m，流速25～35m/s。溢洪道位于基巖上，底板混凝土厚度0.4～1.5m。溢洪道建成后，當(dāng)渠內(nèi)流量只有設(shè)計(jì)泄量的50％時，厚lm多的混凝土底板即被沖壞，有的整個沖翻，有的底板被掀起后，翻滾到下游數(shù)十米處。分析損壞原因認(rèn)為是施工時混凝土塊體間不平整，橫向接縫中未設(shè)止水，高速水流的巨大動水壓力通過接縫竄入底板以下，加上排水系統(tǒng)不良，引起極大的浮托力，使底板掀起。后采取的處理措施是重新澆筑底板，設(shè)止水，底板下設(shè)排水，底板與基巖間加設(shè)錨筋，并嚴(yán)格控制底板的平整度。溢洪道的損壞修理六、泄槽底板下滑的處理泄槽底板可能因摩擦系數(shù)小、底板下?lián)P壓力大、底板自重輕等原因，在高速水流作用下向下滑動。為防止土基上的底板下滑、截?cái)嘌氐装宓酌娴臐B水和被掀起，可在每塊底板端部做一段橫向齒墻，如圖2所示，齒墻深度約0.4～0.5m。

圖2土基底板接縫布置圖溢洪道的損壞修理六、泄槽底板下滑的處理巖基上的薄底板，因自重較輕，有時需用錨筋加固以增加抗浮性。錨筋可用直徑20mm以上的粗鋼筋，埋人深度1～2m，間距1～3m，上端應(yīng)很好地嵌固在底板內(nèi)。土基上地底板如嫌自重不夠，可采用錨拉樁的辦法，樁頭采用爆擴(kuò)樁效果更好。溢洪道的損壞修理七、溢洪道的裂縫及其處理

溢洪道的閘墩、邊墻、堰體、底板、消能工等，一般均由混凝土或漿砌塊石建成，裂縫也是這些結(jié)構(gòu)物上經(jīng)常出現(xiàn)的現(xiàn)象。裂縫產(chǎn)生的原因，主要還是溫差過大、地基沉陷不均以及材料強(qiáng)度不夠等。位于巖基上的結(jié)構(gòu)物，裂縫多由溫度應(yīng)力引起；位于土基上的結(jié)構(gòu)物，裂縫多因沉陷不均所致。裂縫從方向上可分為垂直于溢洪道堰軸線的橫縫；平行于堰軸線的水平縫或縱縫；與堰軸線斜交的斜縫和無一定方向的縱橫交錯的龜裂縫等。裂縫產(chǎn)生后，可能造成兩種后果：一種是建筑物的整體性和密實(shí)性受到一定程度的破壞，但還不滲水；另一種是整體性破壞，而且滲水。前者修理時主要在于恢復(fù)其整體性，而后者則除要求恢復(fù)其整體性以外，還應(yīng)同時解決滲漏問題。因此在修理裂縫的方法基本上可分為恢復(fù)整體性、結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)和防滲、堵漏幾個方面。溢洪道的損壞修理七、溢洪道的裂縫及其處理

⑴縫寬在0.1mm以下表面無滲水的龜裂縫，不影響混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的，可不加修理。但對處于高流速下比較密集的龜裂縫，宜用環(huán)氧砂漿進(jìn)行表面涂抹，以增強(qiáng)其抗沖耐蝕能力。⑵縫寬在0.1mm以上的無滲水裂縫，當(dāng)不影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度時，為防止鋼筋銹蝕，可采用表面膠泥粘補(bǔ)的方法。⑶有小量滲水，但不影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的少數(shù)裂縫，可采用鑿槽嵌補(bǔ)和噴漿等方法。⑷數(shù)量較多，分布面積較廣的細(xì)微裂縫，當(dāng)不影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度時，可采用水泥砂漿抹面，澆筑混凝土隔水層、瀝青混凝土防水層或表面噴漿等方法。溢洪道的損壞修理七、溢洪道的裂縫及其處理

⑸滲漏較大，但對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度無影響的裂縫，可在滲水出口面鑿槽，把漏水集中導(dǎo)流后，再嵌補(bǔ)水泥砂漿或其他材料；如滲漏量較大，最好在滲水進(jìn)口面粘補(bǔ)膠泥或粘補(bǔ)其他材料。也可鑿槽嵌補(bǔ)環(huán)氧焦油砂漿或酮亞環(huán)氧砂漿等材料，或采用鉆孔灌漿堵漏的方法。⑹開裂的伸縮縫，要區(qū)分有無滲漏兩種情況。不滲水的可采用鑿槽嵌補(bǔ)的方法；有滲水的則要加止水片，然后封補(bǔ)。⑺沉陷縫應(yīng)首先加固基礎(chǔ)（例如采用灌漿的方法），然后堵塞裂縫，必要時可輔以其他措施以增