登录| 注册    
收藏  点赞 

泄水建筑物冲刷处理

泄水建筑物因受高速水流冲刷而引起各种破坏的修补措施。常见的冲刷部位,有工程的进口、过流表层、泄槽、消能工(包括底流、面流、戽流、挑流消能)下游及岸坡。造成冲刷的原因是由于过水宽度缩窄,单宽流量加大,下泄水流能量集中、流速高、流态紊乱、基础未作处理或处理不良、护砌结构不满足要求、泄槽及消能防冲工程设计不当或施工质量不好、以及管理运用不善等。对冲刷破坏,须及时加以处理。

泄水建筑物因受高速水流冲刷而引起各种破坏的修补措施。常见的冲刷部位,有工程的进口、过流表层、泄槽、消能工(包括底流、面流、戽流、挑流消能)下游及岸坡。造成冲刷的原因是由于过水宽度缩窄,单宽流量加大,下泄水流能量集中、流速高、流态紊乱、基础未作处理或处理不良、护砌结构不满足要求、泄槽及消能防冲工程设计不当或施工质量不好、以及管理运用不善等。对冲刷破坏,须及时加以处理。处理措施是修复破坏部位、改善水流条件、改建护砌结构、改进消能防冲工程、严格按操作规程管理运用等。

进口冲刷处理 因地形地质条件不好,山坡陡峭,岩石风化,在遇暴雨或泄洪时,产生冲刷滑坡塌方,甚至影响顺利泄洪,应将山坡削至稳定边坡,必要时加以护砌;因流态不好,局部流速加大而引起冲刷者,要采取改善流态的措施;因行近流速过大,致使引水渠冲刷者,宜设法降低行近流速或予以护砌。紧邻土坝的进水口,对一定范围内的坝坡要适当护砌,以防止水流对坝面的冲刷。

过流表层冲刷处理 见混凝土建筑物表层处理

泄槽冲刷处理 当溢洪道的控制段与泄槽之间用过渡段连结或将泄槽布置在弯道上时,水流条件均较复杂,易引起冲刷。特别是弯道水流,受惯性力和离心力作用,互相撞击,形成冲击波,产生横比降,左右折冲,严重者水流将从墙顶漫溢,引起边墙基础的冲刷。可将冲刷部位护砌加固,有时应将边墙加高或采取改善流态的措施,例如抬高弯道外侧渠底,使产生一个横向重力分力,与弯道水体的离心力相平衡。对于陡坡段较陡、弯道转弯半径较小的工程,宜采用扇形横坡抬高或在弯道段设导流墙把横向水面坡降分隔成几段,以改善水流条件,具体布置形式,可通过水工模型试验确定。有的工程泄槽底板因结构不合理被冲刷破坏。中国刘家峡水电站溢洪道,泄槽底板表面不平整(后块高于前块),块体间的横向接缝中未设止水片,底板下面排水系统不良,1969年泄洪时,底板因浮托力过大而被掀起破坏,长达300余米,地基岩石冲坑深达10米。处理措施是:将破坏段重浇新底板、纵横接缝间增设塑料止水片和键槽,底板下布设直径40厘米的排水管,底板与基岩用锚筋连接,并严格控制表面的平整度。

底流消能工下游冲刷处理 底流消力池内如出现远驱水跃,将引起下游冲刷。如系消力池深度或长度不够,则应加深或加长消力池或在池内增建辅助消能工;如系下游尾水位不够,可考虑在下游适当地点增设壅水坝;如为岩基,也可考虑改建为挑流消能。建于平原土质河床的闸下底流消能工,多为低水头大流量,当消能不良时极易引起下游河床及堤岸的冲刷,应使水跃稳定地发生在消力池内,并在池后用干砌块石、铅丝石笼等铺设适当长度的海漫(要求耐冲、透水、柔软)和防冲槽,在闸下修建适当扩散角度的翼墙,使水流在平面上均匀扩散,防止折冲水流的产生。

面流(含戽流)消能工下游冲刷处理 冲刷原因主要是由鼻坎下底部反旋滚所产生的负流速和鼻坎下横向回流所引起,可在鼻坎下设短护坦、设潜没式或敞露式短隔流墩、鼻坎下两侧设导流墙、合理控制闸门开启运用方式,防止发生不利流态。中国广西西津水电站溢流坝为面流消能,1961年建成运行以来,坝下河床虽为花岗岩,但冲刷坑逐年加深,1971年下切深度最大为8米,鼻坎基础淘空达20处,最大淘空长7米,深2米。造成冲刷的原因之一是,17孔闸门开启运用方式不当,产生了恶劣的流态。处理措施是规定合理的闸门启闭方式,在溢流坝右侧增建长31米的导水墙,并在13号孔鼻坎下增建长6米的顺流潜水墩,以截断横向回流。

挑流消能工下游冲刷处理 当挑流水舌对下游河床的局部冲刷,有可能危及建筑物的安全时,可根据具体情况,采取下述处理措施:在下游适当地点增建壅水坝,以形成水舌所需要的冲坑水垫深度;改进鼻坎型式尺寸;改建或重建防冲齿墙,使有足够的埋设深度;在鼻坎下设置钢筋混凝土短护坦,或对被节理切割的岩块用锚筋加固。中国湖南省双牌水库溢流坝采用高鼻坎挑流消能,单宽流量101米3·秒-1·米-1,运行十多年后,坝下冲刷坑已超过预估的深度,最大达20.16米,并查明坝基中有缓倾角软弱夹层,溢流坝有沿夹层向冲刷坑滑动的危险。加固处理方案是:在不放空水库,保证灌溉、发电和通航条件下,在库内深水中补强帷幕灌浆,对坝基夹层进行预应力锚固和延长挑流鼻坎。

下游岸坡冲刷处理 泄水建筑物的下泄水流经过消能后仍有较大余能,往往在下游产生回流或在波浪力作用下冲刷岸坡。如岸坡因受挑流水舌直接顶冲,可改进鼻坎挑流型式尺寸,尽量使水舌挑向河心或纵向扩散;如岸坡因受回流淘刷,则须修建隔流墩以截断回流,增设、加固或延长边侧导流墙以减免回流;如因受面流波冲刷,可用混凝土、浆砌块石或干砌块石等作好护岸,护岸须建在岩基上,如为软基,须设防冲齿墙。