1、1关于水闸产生不良影响的因素探索与研究摘要：水闸是利用闸门挡水和泄水的中低水头水工建筑物。 随着现代科技的发展,虽然有了成熟的设计理论和管理经验,但在水闸运行中所发生的事故还是时有发生。本文主要就有关材料对水闸产生不良影响的因素进行了深入的分析与研究，本文是个人的一些见解，可供同行参考与借鉴。 关键词：水闸； 地基沉降； 控制设计； 温度变化； 中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号： 前言 水闸是一种即常见又非常重要的水利工程，水闸工程安全可靠运行关系到人民群众的生产生活。如果水闸施工管理不科学、不到位，常常会留下很大的安全隐患，威胁人民群众的生命和财产安全。 一、地基不均匀沉降问题
2、分析 除了地基本身引起的不均匀沉降, 还有地基上部荷载不均匀引起的地基不均匀沉降。前者较为设计人员注意, 在选择闸址时总是尽量避开那些承载力较弱及不均一的地基, 而且目前地基处理的理论较成熟, 方法众多, 例如: 垫层法、层搅拌法、强夯法等都在基础处理上得到了广泛应用, 所以地基本身引起的不均匀沉降发生的数量不是很多, 不会给水闸造成很大的不良影响。但相对来说后者常为设计人员所忽视, 例如2边墙及墙后填土的荷载大于闸室, 闸室的荷载大于上下游护坦, 相互间必然产生不均匀沉降。当不均匀沉降过大时, 就会在水闸上造成一系列的不良影响, 主要表现为:( 1) 闸室缝墩张开, 相邻闸墩产生沉降差, 与
3、上下游护坦的接缝错动, 导致止水片断裂而失效, 闸室的梁、板构件( 包括胸墙、桥梁、底板等)由于支座的相对变位而裂缝。( 2) 闸室倾斜, 导致闸门封闭不严而漏水, 闸门启闭不灵活, 阻力增加。对于弧形闸门尤为不利, 支座铰轴摩损, 支臂的次应力增加, 甚至扭曲。( 3) 边墙在墙后填土作用下, 常常由于墙后的地基沉降大于墙前, 不仅不前倾, 而且后仰。( 4) 上下游护坦因闸室和翼墙的沉降影响而裂缝以至于破坏。 二、水闸的渗流控制设计问题分析 1、地下轮廓布置和两岸边墙的布置不协调, 地基渗透和两岸绕渗的沿程水头损失不一致, 相互影响, 以致常用的两岸渗透计算结果不符合实际。一般对两岸的绕渗
4、注意不够, 最常见的缺陷是防渗板桩或铺盖向两岸延伸的长度不足。 2、对两岸地下水向河槽渗透补给的情况估计不足。当岸坡内有强烈透水层时, 这种渗透将显著影响闸基下和边墙后渗透水头分布, 但设计中往往缺乏必要的防护措施。 3、反滤层被地表水所含泥沙淤塞而无法清洗, 导致闸基扬压力增高。4、地下轮廓线范围内的伸缩缝止水不严密而漏水 , 多数原因是施工质量控制不严。 5、施工期的排水措施不当, 导致天然地基破坏 , 在闸基中造成隐3患, 多数由于渗透变形而失事的水闸与此有关。主要成因是由于基坑开挖时未能有效的降低基坑周围的地下水位, 造成基底出现鼓胀翻沙现象或在下卧层中的粉细沙夹层流失而局部架空, 形
5、成渗流通道, 出现严重的渗透变形, 导致毁灭性的破坏。这就是所谓的异常渗漏, 异常渗漏会产生管涌或流土, 淘空闸基或两岸连接处, 危及闸室的安全。 三、消能防冲设计问题分析 1、由于对消力池的受力条件缺乏正确的分析和足够的估计导致设计条件选取不当, 造成消力池结构设计过于单薄,强度、长度不足而遭冲毁。2、消力池过浅, 水跃不完全, 甚至急流冲出消力池( 主要原因是对不稳定水跃危害认识不足); 或者消力池尾槛过高,槛后的水面跌差过大, 以致消力池后的浆砌海漫被掀翻冲毁。 3、消能防冲布置不合理, 翼墙扩散角过大 , 导流效果不好, 回流没有消除, 冲刷坑沿回流与主流交界的部位发展, 该处单宽流量
6、集中、流速较大, 如果海漫过短, 未延伸至回流区末端, 容易遭受冲刷。 4、对消能率问题重视研究不够, 辅助消能功设施采用较少, 没有设置足够长的海漫以及海漫末端没有防冲槽或板桩截墙等加以保护。 四、混凝土部件受温度变化影响问题分析 1、闸墩底部受到基础的约束, 温度降低时出现拉应力,导致自下而上的竖直向裂缝。在直接座落于岩基上的装有弧形闸门的闸墩上最为常见。 2、固支于闸墩的上部结构( 包括胸墙和桥梁 ) , 断面尺寸远小于闸4墩, 在温度变化过程中, 受闸墩约束而不能自由伸缩, 常常因为温度降低时拉应力过大而裂缝。 3、经常露出水面的护坦和底板( 例如分洪闸的护坦和底板 ) , 由于冬季温
7、差过大以及寒流冲击而裂缝, 这种裂缝多表现为不规则的龟裂, 初始时为表面裂缝, 经多次冻胀, 裂缝由浅入深。较薄结构最终变成贯穿裂缝。 五、基土冻胀问题分析 水闸的基土冻胀是指水闸闸室底板及闸上下游混凝土防护结构, 受基土冻胀作用而发生的破坏。主要表现形式为闸室底板、阻滑板、防渗板、混凝土护坡等发生位移、鼓胀、裂缝甚至破碎等。( 1) 阻滑板、防渗板及护坡产生冻胀裂缝以后, 缩短了渗径; 经过多次冻胀与融沉过程, 不能恢复原位而产生残余位移量, 造成与基土之间产生空隙, 形成渗透通道, 使水闸不能满足抗渗稳定的要求。( 2) 阻滑板在产生裂缝以后, 再经过长时间的运用, 会使裂缝处钢筋锈蚀而减
8、少有效断面面积或完全锈蚀, 使阻滑板减少或失去阻滑作用, 使水闸不能满足抗滑稳定的要求。以上是对水闸产生不良影响的种种因素的浅析, 望设计人员在工程设计中加以重视并应对可能出现的因素加以处理。 六、水闸施工前、中、后的相关问题分析 水闸施工前。在水闸施工中我们常会看到，由于施工前准备不足，在开工后常常会出现无法继续正常施工，或更改施工计划等现象，导致工期延误。针对这一状况，建议在工程开工前，对施工单位提交技术方案、管理制度和质量保证体系等严密审核，尤其是要对施工单位将要投5入工程的技术人员的数量和素质提出严格而具体的要求规范；其次，同施工单位密切联系，探讨施工中的技术质量指标及需要注意的问题，
9、做好设计图纸会审工作，提前消除可能存在的问题，做到未雨绸缪。水闸施工中。水闸工程事关人民生命财产安全，针对可能出现的工程质量问题，要求施工中必须严把质量关，确保工程质量：做好检测工作，严格控制各种材料安全可靠、做好技术指导工作，合理设计配料计量，因地制宜采用适宜的施工工艺、做好质检工作，同时加强重点施工部位的管理工作。下面从三个方面展开分析。(一)开挖工程。水闸工程常常要求有较大断面和较长的长度，因此土石方开挖阶段就成为了水闸施工的一个重要时期，开挖的质量会影响到水闸的质量和日后的使用。(二)混凝土工程。混凝土工程是水闸工程中的重中之重，混凝土工程的质量缺陷，严重威胁着水闸的安全运行，因此必须
10、做好各方面工作，确保混凝土工程的质量。(三)金属结构工程。金属结构工程主要是指钢闸门的制作安装和门槽预埋件工程，实际工程建设过程中必须严格按照相关技术标准和规范进行施工。它主要在材料、加工工艺、安装程序等方面加以技术控制，以确保工程质量。 水闸施工后。工程施工结束后并不意味着整个工程的结束，水闸工程必须不断保养不断检测加固，才能确保工程质量，避免悲剧发生。因此工程管理单位应把单元工程的质量检查和维护作为管理工作的重点来抓，对已完成的单位工程、分部工程和单元工程的质量，进行长期观察、检测，不断收集水闸运行过程中的情况，及时施工单位联系讨论，在必要时进行维护和加固，确保水闸安全可靠运行。 6参考文献： 1 赵永昌，郭林山.水闸工程施工的质量管理J.河南水利与南水北调，2007 2 林建洪，张澍.北溪水闸工程安全检测与评估J.水利水电快报，2005
