水工建筑物破壞的原因及解決措施

劉 影 劉 瑩

（黑龍江農(nóng)墾勘測(cè)設(shè)計(jì)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(nóng)墾勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，黑龍江 哈爾濱 150090）

摘 要：當(dāng)前水工建筑物多為混凝土結(jié)構(gòu)，這就導(dǎo)致在使用過(guò)程中會(huì)受到來(lái)自于外部和自身等諸多因素的影響，從而出現(xiàn)裂縫、空蝕及凍融等問(wèn)題，對(duì)水工建筑物自身的性能帶來(lái)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(chǎn)生破壞的原因，并進(jìn)一步對(duì)水工建筑物破壞的防治措施進(jìn)行了具體的闡述。

關(guān)鍵詞：水工建筑物；破壞；原因；防治措施

近年來(lái)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)水利工程進(jìn)入了快速建筑階段，我國(guó)水工建筑物數(shù)量不斷增加，這對(duì)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(huán)境較為惡劣，受自然環(huán)境影響較大，一旦水工建筑物受到不同程度的破壞，則會(huì)導(dǎo)致其在運(yùn)行過(guò)程中無(wú)法有效的發(fā)揮自身的性能，從而給人們的生產(chǎn)生活帶來(lái)較大的影響，不利于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展。所以針對(duì)水工建筑物破壞的原因進(jìn)行分析，并采取相應(yīng)的防治措施，確保水工建筑物使用壽命的延長(zhǎng)。

1 水工建筑物產(chǎn)生破壞的原因

1.1 磨蝕破壞。水工建筑物多數(shù)處于水下，這就導(dǎo)致其長(zhǎng)時(shí)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(qū)，在長(zhǎng)期泥沙的磨損下，處于水下部位的水工建筑物會(huì)受到不同程度的磨蝕破壞，在長(zhǎng)期水流沖涮下水工建筑物自身的抗磨蝕能力直接關(guān)系到其受到磨蝕損壞的程度，同時(shí)由于水流的速度還會(huì)受到季節(jié)變化的影響，這也會(huì)對(duì)水工建筑物磨蝕的程度帶來(lái)較大的影響。

1.2 空蝕破壞?？瘴g破壞多發(fā)生在泄水建筑物，當(dāng)泄水建筑物在設(shè)計(jì)時(shí)體形不合理或是施工時(shí)表面不平整性，在承受高速水流作用時(shí)會(huì)使平順?biāo)髋c分界分離，從而導(dǎo)致局部壓強(qiáng)降低，從而導(dǎo)致空蝕破壞產(chǎn)生?？瘴g具有較大的破壞力，空穴潰滅時(shí)會(huì)有較大的瞬間壓強(qiáng)產(chǎn)生，從而導(dǎo)致空蝕深度和空蝕面積不斷加大，對(duì)泄水建筑物的正常運(yùn)行帶來(lái)較大的影響。

1.3 凍融破壞。水工建筑物在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)受到來(lái)自于外界環(huán)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(yán)重。當(dāng)溫度冷暖變化較為明顯會(huì)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致地基發(fā)生不同程度的收縮和擴(kuò)張，從而產(chǎn)生較大的作用力，導(dǎo)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(zhǎng)久存在時(shí)，則會(huì)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(yōu)化水工建筑物的工程設(shè)計(jì)。在對(duì)水工建筑物結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，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(jìn)行優(yōu)化，在設(shè)計(jì)時(shí)可以利用表孔泄洪或是減少水工建筑物過(guò)流部分的長(zhǎng)度等方式來(lái)增強(qiáng)其自身的抗磨蝕能力。同時(shí)還可以利用消力池來(lái)進(jìn)行抗磨蝕設(shè)計(jì)，不僅要選擇合適的消力池，同時(shí)還要對(duì)消力池的設(shè)計(jì)進(jìn)行鞏固，增強(qiáng)其厚度。還可以?xún)?yōu)化引水排水設(shè)備等方法來(lái)增強(qiáng)水工建筑物的抗磨蝕能力。

2.1.2 加強(qiáng)水工建筑物的現(xiàn)場(chǎng)施工管理。在進(jìn)行水工建筑物施工作業(yè)工作中，可以根據(jù)相關(guān)的施工經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)來(lái)對(duì)水工建筑物可能產(chǎn)生磨蝕破壞的情況進(jìn)行深入分析，從而在施工過(guò)程中給予充分的關(guān)注，強(qiáng)化施工的現(xiàn)場(chǎng)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(shù)，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(duì)容易受到空蝕的材料性能進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)過(guò)流壁面的體型進(jìn)行合理規(guī)劃，在設(shè)計(jì)時(shí)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(guò)流壁面的壓強(qiáng)值，同時(shí)還能夠更好的提高水工建筑物的抗空蝕破壞能力。對(duì)水工建筑物表面存在不平整的情況進(jìn)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(guò)程中對(duì)水工建筑物表面所產(chǎn)生的沖擊力。針對(duì)水工建筑物不同型號(hào)的特點(diǎn)進(jìn)行分析，提高其運(yùn)行過(guò)程中的消能效果。另外還要強(qiáng)化水工建筑物運(yùn)行過(guò)程中的管理工作，對(duì)其運(yùn)行條件進(jìn)行不斷改善，確保其運(yùn)行狀況的良好。

2.2.2 削弱水流對(duì)工程過(guò)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(lái)對(duì)水流的物理和化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行改變，在水流中將不同成分的物質(zhì)摻入其中，從而達(dá)到消弱水流沖擊力的作用。也可以利用科學(xué)合理的水工建筑物工程設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，進(jìn)行閘墩設(shè)置來(lái)減少游移型空泡所帶來(lái)的破壞作用，從而有效的降低水流對(duì)水工建筑物所帶來(lái)的空蝕破壞。

2.3 凍融破壞的防治措施

2.3.1結(jié)構(gòu)措施。在凍土區(qū)的水工建筑物建造中，通常采用的是柱式、樁式、墩式的基礎(chǔ)橋梁結(jié)構(gòu)。從橋梁的安全性出發(fā)，保證水工建筑物在融沉或者凍脹作用下不至于發(fā)生變形。因此，在凍土區(qū)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(duì)地基結(jié)構(gòu)的影響，以消除建筑物底部的凍脹應(yīng)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?？梢圆捎帽胤ㄒ约皬?qiáng)夯壓實(shí)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?chē)O(shè)置一個(gè)隔熱層，增強(qiáng)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(qiáng)夯壓實(shí)法的方法指的是通過(guò)對(duì)地基土壤的加固施壓措施，將凍土區(qū)的地基土干密度壓實(shí)，加強(qiáng)土地自身的保溫效果，減少凍融破壞對(duì)水工建筑物的破壞。同時(shí)，水工建筑物的混凝土的凍融破壞，也可能對(duì)水工建筑物造成破壞。在混凝土的選擇上，要根據(jù)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?；炷恋目顾院湍途眯浴?duì)混凝土的制作應(yīng)合理配置，降低混凝土中的水灰比，提高混凝土的抗凍性。

結(jié)語(yǔ)

水工建筑物在運(yùn)行過(guò)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(huì)影響其正常的運(yùn)行，給人們生產(chǎn)和生活帶來(lái)較大的不便。因此在水工建筑物運(yùn)行期間，需要針對(duì)各種破壞產(chǎn)生的原因?qū)ζ洳扇∮行У姆婪洞胧?，不僅需要優(yōu)化水工建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，同時(shí)加強(qiáng)工程管理和日常維護(hù)，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(zhǎng)，使其能夠在運(yùn)行過(guò)程中保持良好的狀態(tài)。

參考文獻(xiàn)

[1]丁瑞峰.混凝土水工建筑物的維護(hù)管理[J].青春歲月，2012（14）：391.

[2]姚建平.淺談混凝土水工建筑物的維護(hù)管理[J].企業(yè)導(dǎo)報(bào)，2012（14）：282.

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

中圖分類(lèi)號(hào)：TV52

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A