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1、水工建筑物的破壞及防治措施研究摘要：我國的水工建筑物數量非常多，在世界上居于前列，水工建筑物在長久的使用過程中，會受到各種各樣不同程度的破壞，使水工建筑物的使用壽命縮短，給國民經濟的發展造成了重大損失。混凝土的破壞以碳化、凍融破壞為常見，致使許多水工建筑物的運行壽命大為縮短，造成極大浪費。文中在闡述水工混凝土建筑物結構的特點及類型的基礎上，還分析了水工混凝土建筑物的常見破壞類型，并給出了相應具體的防治措施。關鍵詞：水工建筑物；破壞；防治措施中圖分類號：TU528 文獻標識碼：A引言我國是世界上建壩最多的國家，不過由于各種因素的影響水工建筑物的破壞現象時有發生，給經濟社會發展造成了較大損失。據統2、計，全國累計已有3.4的各類水庫潰決，其中85的潰壩低于2025m，40m的壩罕有潰決，50m以上的壩則無一潰決。根據資料研究分析，水工建筑物破壞原因可分為：空蝕破壞、磨蝕破壞、凍害等。一、水工建筑物產磨蝕破壞（一）、原因水工建筑物多數處于水下，這就導致其長時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，在長期泥沙的磨損下，處于水下部位的水工建筑物會受到不同程度的磨蝕破壞，在長期水流沖涮下水工建筑物自身的抗磨蝕能力直接關系到其受到磨蝕損壞的程度，同時由于水流的速度還會受到季節變化的影響，這也會對水工建筑物磨蝕的程度帶來較大的影響。（二）、防治措施在對水工建筑物結構進行設計時，需要提高水3、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行優化，在設計時可以利用表孔泄洪或是減少水工建筑物過流部分的長度等方式來增強其自身的抗磨蝕能力。同時還可以利用消力池來進行抗磨蝕設計，不僅要選擇合適的消力池，同時還要對消力池的設計進行鞏固，增強其厚度。還可以優化引水排水設備等方法來增強水工建筑物的抗磨蝕能力。在進行水工建筑物施工作業工作中，可以根據相關的施工經驗和教訓來對水工建筑物可能產生磨蝕破壞的情況進行深入分析，從而在施工過程中給予充分的關注，強化施工的現場管理，從而提高水工建筑抗磨蝕破壞的能力。二、水工建筑物的空蝕破壞（一）、原因空蝕指的是當空泡破滅時會產生很大的瞬間壓強，而當破滅產4、生于水工建筑物的表面時，由于水流中的空泡有很大的壓強，對水工建筑物形成了力的沖擊，從而導致水工建筑物表面的破壞。在多年的建設施工實踐中，對水工建筑物的空蝕破壞原因逐漸有了更深的認識：空泡及微射流的共同作用所產生的結果。如前所述，空泡自身在水流的作用下可能產生很大的壓強，在經過水工建筑物時作用于其表面，從而對水工建筑物形成了一個強有力的沖擊作用。而微射流則通過連續的敲擊作用于水工建筑物的表面，在連續不穩定的作用力之下，可能對水工建筑物產生不同程度的破壞。在空蝕沖擊和微射流沖擊兩種力的相互作用下，水工建筑物的表面容易造成破壞。（二）、防治措施可以通過改善易受空蝕材料的性能特點，減少受空蝕的可能。合5、理規劃過流壁面的體型，可以采取典型的消能工體型設計和有溢流堤面的體型設計，增強過流壁面分布壓強值，以提高其抗空蝕破壞的能力。其次，對水工建筑物的表面進行處理，減少凹凸不平的現象，增加表面的平整度，以減少水流的沖擊作用力。再者，應對水工建筑物不同型號的消能工進行分析，提高消能工的運行效果。同時，要加強對工程運行的管理，改善水工建筑物的運行條件，合理規劃布局，避免不合理的工程運行狀況。水工建筑物空蝕破壞的防治不僅要求削弱水流對工程過流壁面的空蝕破壞，還要求不斷通過技術創新，提高過流壁面自身的抗空蝕破壞能力。在過流壁面的材料選擇上，應選擇性能較高或者彈性較大的建筑材料來建造水工建筑物，以增強其抗空蝕6、破壞能力，減少水工建筑物的空蝕破壞。三、水工建筑物的沖刷破壞（一）、原因發生沖刷破壞的卞要原囚是水流流態小良、閘門運行方式小佳、體型小佳和滲水、凍融破壞等。進口段布置小當，局部邊界收縮過急或岸邊有山咀阻擋，使進流小暢、流態紊亂。有的土質引渠未做襯砌，流速過大則必然導致沖刷。 建筑物表面的沖蝕首先與下泄水流的流速有關。實驗表明，硅表面的單位沖蝕率(單位時間內、單位面積上沖蝕破壞的重量)與流速的1.5-2.5次方成正比，流速增加一倍，單位沖蝕率將增加三倍以上。另外，其中含砂量的多少也直接影響到沖蝕的程度，對于清水沖刷，普通硅可以承受到25m/s的流速。目前，上程上常用的抗沖耐磨新材料如硅粉硅、鐵鋼7、砂硅、聚合物硅以及輝綠巖鑄石等，可以大大提高材料的抗沖耐磨強度。（二）、防治措施水工建筑物的進口段是由水庫向控制建筑物過渡的連接設施，其布置恰當與否將直接影響連接段本身以及水工建筑物，甚至大壩的安全。進口段一般都設引渠連接，在平面上呈喇叭口狀，其基本要求是體形流暢，能順應河岸山坡走向，由寬變窄，逐漸將水流引導進入水工建筑物(如岸邊溢洪道或泄洪洞)。水流要求與堰閘垂直，兩側盡量緩變銜接以避免旁側旋渦出現。底板接縫的處理是防止陡槽揭底破壞的關鍵。底板橫向接縫之間不能有下高上低的錯臺，否則極易導致水流的揭底破壞。正確的接縫應使下塊底板較上塊略低(10mm左右)，或者將下塊端部頂面削成112倒坡，以避8、免水流直接鉆入縫中，促使動水壓力急劇升高。這一點，對于高流速陡槽易引起水流空化的部位尤其重要。四、水工建筑物的凍害（一）、原因水下建筑物之所以會發生凍害，主要是因為地基上凍結界面處產生的凍脹應力。凍脹力分為：作用于基礎底面的法向凍脹力、作用于基礎側表面的切向凍脹力和側向水平凍脹力等。在凍土地區建筑物的橋梁多采用樁、柱、墩式基礎，涵閘等多采用面積較大的板形基礎。上述建筑物常在切向凍脹力、法向凍脹力、側向水平凍脹力和地基融沉的作用下產生不同形式的凍害破壞。（二）、防治措施建筑物凍害的防治措施分為地基處理措施和結構措施兩種。地基處理措施：1）保溫法。保溫法是指在建筑物基礎底部或四周設置隔熱層，增大熱9、阻，以推遲地基土的凍結，提高土中溫度，減少凍結深度，進而起到防止凍脹的一種方法。2）強夯壓實法。為了消除基礎的凍脹力，取降低地基土凍脹性是一種有效措施。這種辦法是將凍層之內地基土的干密度壓實到大于或等于1.7t/m。結構措施：在凍土地區通常采用墩、樁基礎的橋梁，根據運用上的要求應保證在凍脹或融沉作用下不產生變形，為滿足這一要求，在凍脹性地基上的水工建筑物多采用深基礎。所謂的深基礎就是建筑物的基礎在凍層以下，底部不允許有凍土層，這就消除了作用于基礎底部的法向凍脹力，能很好地防止切向凍脹力。結束語水工建筑物在運行過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10、壞，則會影響其正常的運行，給人們生產和生活帶來較大的不便。因此在水工建筑物運行期間，需要針對各種破壞產生的原因對其采取有效的防范措施，不僅需要優化水工建筑物的結構設計，同時加強工程管理和日常維護，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，使其能夠在運行過程中保持良好的狀態。參考文獻1 丁瑞峰.混凝土水工建筑物的維護管理J.青春歲月，2012（14）：391.2 王紅強，張光碧.水工建筑物沖磨和空蝕破壞機理及其防治對策J.云南水力發電，2008，24（2）.3 王尊先.水工建筑混凝土結構破壞原因和預防措施J.中國高新技術企業，2008（17）.4 刑林生，聶廣明.我國水電站混凝土建筑物耐久性分析J.水力發電，2003.