水工建筑物破壞的原因及解決措施

劉 影 劉 瑩

（黑龍江農墾勘測設計研究院，黑龍江 哈爾濱 150090）

水工建筑物破壞的原因及解決措施

劉 影 劉 瑩

（黑龍江農墾勘測設計研究院，黑龍江 哈爾濱 150090）

摘 要：當前水工建筑物多為混凝土結構，這就導致在使用過程中會受到來自于外部和自身等諸多因素的影響，從而出現裂縫、空蝕及凍融等問題，對水工建筑物自身的性能帶來較大的影響，使水工建筑物的使用壽命縮短。文中分析了水工建筑物產生破壞的原因，并進一步對水工建筑物破壞的防治措施進行了具體的闡述。

關鍵詞：水工建筑物；破壞；原因；防治措施

近年來隨著我國經濟的快速發展，我國水利工程進入了快速建筑階段，我國水工建筑物數量不斷增加，這對于其日常管理提出了更高的要求。水工建筑物由于其所處環境較為惡劣，受自然環境影響較大，一旦水工建筑物受到不同程度的破壞，則會導致其在運行過程中無法有效的發揮自身的性能，從而給人們的生產生活帶來較大的影響，不利于國民經濟的健康發展。所以針對水工建筑物破壞的原因進行分析，并采取相應的防治措施，確保水工建筑物使用壽命的延長。

1 水工建筑物產生破壞的原因

1.1 磨蝕破壞。水工建筑物多數處于水下，這就導致其長時間的處于高速水流的沖擊下，特別是在泥沙含量較大的地區，在長期泥沙的磨損下，處于水下部位的水工建筑物會受到不同程度的磨蝕破壞，在長期水流沖涮下水工建筑物自身的抗磨蝕能力直接關系到其受到磨蝕損壞的程度，同時由于水流的速度還會受到季節變化的影響，這也會對水工建筑物磨蝕的程度帶來較大的影響。

1.2 空蝕破壞。空蝕破壞多發生在泄水建筑物，當泄水建筑物在設計時體形不合理或是施工時表面不平整性，在承受高速水流作用時會使平順水流與分界分離，從而導致局部壓強降低，從而導致空蝕破壞產生。空蝕具有較大的破壞力，空穴潰滅時會有較大的瞬間壓強產生，從而導致空蝕深度和空蝕面積不斷加大，對泄水建筑物的正常運行帶來較大的影響。

1.3 凍融破壞。水工建筑物在運行過程中會受到來自于外界環境因素的影響，特別是水工建筑物的地其在氣候冷暖變化下受到的影響更為嚴重。當溫度冷暖變化較為明顯會時，會導致地基發生不同程度的收縮和擴張，從而產生較大的作用力，導致水工建筑物表面受到不同的程度的破壞，一旦這種熱脹冷縮作用力長久存在時，則會加重水工建筑物破壞的程度。

2 水工建筑物破壞的防治措施

2.1 磨蝕破壞的防治措施

2.1.1 優化水工建筑物的工程設計。在對水工建筑物結構進行設計時，需要提高水工建筑物整體的抗磨蝕能力，這就需要在其體型和布置上在進行優化，在設計時可以利用表孔泄洪或是減少水工建筑物過流部分的長度等方式來增強其自身的抗磨蝕能力。同時還可以利用消力池來進行抗磨蝕設計，不僅要選擇合適的消力池，同時還要對消力池的設計進行鞏固，增強其厚度。還可以優化引水排水設備等方法來增強水工建筑物的抗磨蝕能力。

2.1.2 加強水工建筑物的現場施工管理。在進行水工建筑物施工作業工作中，可以根據相關的施工經驗和教訓來對水工建筑物可能產生磨蝕破壞的情況進行深入分析，從而在施工過程中給予充分的關注，強化施工的現場管理，從而提高水工建筑抗磨蝕破壞的能力。

2.2 空蝕破壞的防治

2.2.1 提高水流的空化數，減弱甚至消除其破壞程度。為了能夠有效的降低受到空蝕破壞的可能性，可以對容易受到空蝕的材料性能進行改進，對過流壁面的體型進行合理規劃，在設計時盡量在體型上采取典型的消能工體或是有溢流堤面的體型，這樣不僅可以提高過流壁面的壓強值，同時還能夠更好的提高水工建筑物的抗空蝕破壞能力。對水工建筑物表面存在不平整的情況進行有效的處理，確保表面具有較好的平整度，這樣有利于降低水流沖涮過程中對水工建筑物表面所產生的沖擊力。針對水工建筑物不同型號的特點進行分析，提高其運行過程中的消能效果。另外還要強化水工建筑物運行過程中的管理工作，對其運行條件進行不斷改善，確保其運行狀況的良好。

2.2.2 削弱水流對工程過流壁面空蝕作用力。為了能夠有效的降低水流的作用力，可以利用人工摻氣的方式來對水流的物理和化學性質進行改變，在水流中將不同成分的物質摻入其中，從而達到消弱水流沖擊力的作用。也可以利用科學合理的水工建筑物工程設計結構，進行閘墩設置來減少游移型空泡所帶來的破壞作用，從而有效的降低水流對水工建筑物所帶來的空蝕破壞。

2.3 凍融破壞的防治措施

2.3.1結構措施。在凍土區的水工建筑物建造中，通常采用的是柱式、樁式、墩式的基礎橋梁結構。從橋梁的安全性出發，保證水工建筑物在融沉或者凍脹作用下不至于發生變形。因此，在凍土區的地基建造上，可以將地基建造在凍土層以上，減少氣候的冷暖變化對地基結構的影響，以消除建筑物底部的凍脹應力，有效防止建筑工程的凍融破壞。

2.3.2 地基增溫與加固措施。可以采用保溫法以及強夯壓實法兩種方法減少凍融破壞。在水工建筑物的工程施工中，可以在其周圍設置一個隔熱層，增強建筑物的保溫效果，也可以減輕地基的冰凍危害程度，有效防止水工建筑物的冰凍破壞。強夯壓實法的方法指的是通過對地基土壤的加固施壓措施，將凍土區的地基土干密度壓實，加強土地自身的保溫效果，減少凍融破壞對水工建筑物的破壞。同時，水工建筑物的混凝土的凍融破壞，也可能對水工建筑物造成破壞。在混凝土的選擇上，要根據建筑物的不同情況，選擇不同性能和不同成分的骨料、水泥和外加劑，確保混凝土的抗水性和耐久性。對混凝土的制作應合理配置，降低混凝土中的水灰比，提高混凝土的抗凍性。

結語

水工建筑物在運行過程中較為常受到的破壞即為磨蝕破壞、空蝕破壞和凍融破壞兩種，一旦水工建筑物受到這幾種破壞，則會影響其正常的運行，給人們生產和生活帶來較大的不便。因此在水工建筑物運行期間，需要針對各種破壞產生的原因對其采取有效的防范措施，不僅需要優化水工建筑物的結構設計，同時加強工程管理和日常維護，從而提高水工建筑物抗破壞能力，確保其使用壽命能夠延長，使其能夠在運行過程中保持良好的狀態。

參考文獻

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[3]李健，陶洪輝.論混凝土壩水工建筑物的維護管理[J].企業科技與發展，2008 （02）：106-108.

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