泄水建筑物破壞及防治措施

耿冰冰

（勃利縣水務局，黑龍江 勃利 154500）

泄水建筑物的空蝕一般出現在泄水道進口頂部、反弧段、分岔段、收縮段、擴散段，消力池中的趾墩、消力墩和分流墩頂部與兩側及其下游的護坦板、矩形門槽后的側墻、船閘充水廊道及施工不平整突體后的表面處。

1 泄水建筑物空蝕破壞的防治措施

防治泄水建筑物的空蝕可采取摻氣減蝕，合理控制和處理過水表面的不平整度，改善建筑物過流邊壁輪廓形式，選用抗空蝕性能強的材料等措施。

1.1 摻氣減蝕

摻氣減蝕設施具有形式簡單、減蝕效果明顯、經濟適用等特點。摻氣減蝕設施有摻氣槽、摻氣挑坎、底板突跌、側墻突擴和分流墩等形式，或幾種形式的組合。實踐經驗表明，近壁水流摻氣量達6%～7%時，可以防止混凝土表面的空蝕破壞。

摻氣減蝕的應用條件：在混凝土過流面上流速在30m/s左右時，應按具體情況確定是否設置摻氣減蝕設施。在流速大于35m/s時，要設置摻氣減蝕設施。摻氣減蝕設施要滿足的基本條件是在其運用水頭范圍內保持一個穩定的通氣空腔，以保證向下游水流供氣，力求通過摻氣設施的水流平順。

1.2 不平整度控制

建筑物表面施工殘留的突起物及表面的不平整，可能造成局部壓強降低而導致空蝕破壞，因此，要把突起物鑿除或研磨成具有一定坡度的平面。控制過水表面的不平整度能減免空蝕。

1.3 改善建筑物過流邊壁輪廓形式

這種做法能提高過流邊界的壓強分布，加大水流空穴數，使之大于初生空穴數。水流邊界越平順，初生空穴數越小，越不容易出現空穴和空蝕。同時要防止在水流中發生局部低壓區。所以，將建筑物邊壁做成適宜的流線型可避免空蝕。壓力洞（孔）進口頂部宜作成1/4的橢圓曲線。中高水頭的矩形門槽可改為帶錯距和倒角的斜坡形門槽，把棱角圓化。壓力管道或泄水孔可縮小出口斷面以提高洞（孔）內壓強，防止空蝕。

1.4 采用抗空蝕性能的護面材料

采用某些護面材料，有利于消除或減緩空蝕破壞。提高護面材料抗水流沖擊作用，在一定程度上能消除由于水流沖蝕使表面粗糙而引起的空蝕破壞。有資料證實，高強度的不透水混凝土，能承受30mm的高速水流而不損壞。護面材料的抗磨能力增加，能消除由泥沙磨損產生的粗糙表面，而造成空蝕的可能性。環氧樹脂砂漿的抗磨能力，比普通水泥砂漿混凝土及巖石的抗磨能力高約30倍。護面材料本身的抗空蝕能力增加，能夠直接消除空蝕破壞，或減緩空蝕破壞作用。水工混凝土的抗空蝕強度，隨其抗壓強度的增加而增加。所以，在有抗空蝕要求的部位，應選用高標號混凝土。

2 泄水建筑物的沖刷破壞與防治措施

泄水建筑物可能出現局部沖刷破壞的部位有進水口、泄槽、消能工及其下游。破壞的原因有流態紊亂使局部流速加大，地基未處理或處理不徹底，護砌結構不滿足要求，泄槽及消能工設計和施工上存在問題，以及運用不當等。防治措施主要是修復破壞部位，改善水流條件，改建護砌結構，改進消能防沖設施，根據操作規程進行施工與管理等。

2.1 進水口沖刷破壞的防治措施

進水口由于山坡陡峻、巖石地質風化，在泄洪或遇暴雨時，可能出現沖刷滑坡塌方，這種情況會把山坡削至穩定邊坡，需要時加以護砌。如由于流態不佳，局部流速加大而造成進水口沖刷時，應改善流態。如由于進水渠行進流速太大而造成沖刷，則要降低行近流速或予以砌護。

2.2 泄槽沖刷破壞的防治措施

河岸式溢洪道連接控制段與泄槽間的過渡段及泄槽內的彎道段，水流條件復雜，可能造成沖刷，要把沖刷部位加以護砌加固或將邊墻加高、抬高彎道外側渠底，以改善彎道水流條件。

2.3 底流消能工下游沖刷破壞防治措施

底流消力池內如發生遠驅式水躍，會造成下游沖刷。如系消力池深度或長度不夠，要加深或加長消力池，或在池內增建輔助消能工。如系下游尾水深度不足，則設法加深尾水或考慮在下游適宜地點增建壅水壩。平原土質河床的水閘過流多為低水頭大流量，其閘下底流消能工要使水躍穩定地出現在消力池內，尾坎可向下加深形成防沖齒墻，池后設一定長度的防沖槽，并修建有擴散角的翼墻，使水流在平面上均勻擴散，避免沖刷。

2.4 面流消能工下游沖刷破壞的防治措施

產生這種沖刷的主要原因是面流流態不穩定，短時間內發生底流流態，底部流速加大而沖刷，或是由于閘門開啟運用不當，在閘門后形成平面橫向回流淘刷鼻坎底腳。可在鼻坎末端設深齒墻，鼻坎下接短護坦以防沖，并被潛沒式或敞露式短隔流墩，以穩定面流流態。合理控制閘門開啟運用方式，要盡可能做到各孔閘門齊步均勻開啟。

3 泄水建筑物接觸滲漏破壞的處理措施

3.1 培厚加固邊墻

培厚只能在枯水期從邊墻背水面進行，以確保過水斷面尺寸。處理好地基后，把原有混凝土邊墻鑿毛清洗干凈，加做新斷面，處理好新老結合面。在回填前要在邊墻背面涂抹一層濃泥漿或水泥漿，再分層回填夯實。

3.2 增建刺墻

對壩體與邊墻之間出現接觸集中滲漏，或邊墻出現裂縫時，要把邊墻拆除重做。同時，在墻背面加做一段刺墻伸入壩體，以避免滲漏破壞。

3.3 充填灌漿

處理墻后接觸集中滲漏，在邊墻較高，增厚或拆除重做工作量大時，要采用沿邊墻0.5～1.0m范圍內，布孔灌漿充填處理，這樣也可以取得良好的效果。