水工泄水結構的抗磨防蝕設計探討

張 磊

我國是個河流多沙的國家,在眾多河流中,有42條多年平均年輸沙量在1000萬t以上,年最大輸沙量超過1000萬t的河流有60多條,含沙水流對水工泄流建筑物的沖刷磨損破壞已引起人們的高度重視。同時,隨著國家經濟實力的提升以及新建水庫自然條件的愈加惡化,我國在建和待建的高壩泄水建筑物所涉及的水流流速越來越大,高速含沙水流的沖刷磨損和空蝕破壞問題越來越突出,直接關系到樞紐工程的安全。雖然,這方面的研究工作已經很多,但由于問題的復雜性,人們往往對同一問題的看法出入很大,甚至完全相反。工程設計中,更是缺少一套科學、嚴謹、針對性很強的規范性文件作為支持,導致在含沙高速水流環境下,一些水工泄水結構的防沖抗磨抗蝕設計方案,往往很難達到預期的效果,有的甚至運行時間很短就發生磨蝕破壞,而有的則因為設計標準過高,帶來很大的資金浪費。設計中的問題主要表現在以下幾個方面。

(1)水利行業缺少專門的水工混凝土抗沖磨防空蝕技術規范。當前用于指導設計的主要是電力行業標準DL/T5207—2005《水工建筑物抗沖磨防空蝕混凝土技術規范》,而該規范在用于水利工程的抗沖磨防空蝕設計時,往往表現出很多不足,如對混凝土的質量標準僅僅局限于其強度指標,導致評判標準不全面、不科學,按此執行,很難達到滿意的效果;還有對影響混凝土抗沖磨防空蝕的關鍵因素考慮不全,對部分關鍵因素沒有給予足夠的重視,過分強調個別性能而忽視其它性能,甚至忽視關鍵性能等。……