張曉英

(西安市臨潼區(qū)代王街道辦事處， 陜西 臨潼 710611)

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灌區(qū)水利工程設(shè)施常見(jiàn)問(wèn)題處理探析

張曉英

(西安市臨潼區(qū)代王街道辦事處， 陜西 臨潼 710611)

摘要：灌區(qū)水利工程建筑物的裂縫、沉陷、襯砌翹裂、沖刷、磨損等病害問(wèn)題，已成為制約灌區(qū)效益正常發(fā)揮的首要問(wèn)題，也是一個(gè)治理較難的老大難問(wèn)題。本文在對(duì)灌區(qū)建筑物中幾種常見(jiàn)的病害形成機(jī)理分析的基礎(chǔ)上提出了針對(duì)性的防治措施與建議，以期對(duì)灌區(qū)管理有所借鑒。

關(guān)鍵詞：水利工程； 設(shè)施； 問(wèn)題； 處理措施

0引言

灌區(qū)水利工程設(shè)施一般都具有綜合利用的功能，除灌溉輸水以外，一般還兼有諸如防洪、發(fā)電、調(diào)節(jié)徑流等功能。但是，在灌區(qū)尤其是老灌區(qū)水利工程設(shè)施因年久失修，一些建筑物出現(xiàn)了不同程度的病害，像渡槽、隧洞、跌水等渠系設(shè)施，出現(xiàn)了裂縫、沖刷與磨蝕、過(guò)流能力不足、混凝土襯砌板沖蝕、老化剝落、漿砌石勾縫空鼓、脫落、破壞等問(wèn)題，發(fā)生的病害日積月累，已到了比較嚴(yán)重的程度，致使建筑物結(jié)構(gòu)破壞、倒塌、滲漏等現(xiàn)象常有發(fā)生，使功能降低，有些已無(wú)法發(fā)揮應(yīng)有的功能，導(dǎo)致其灌區(qū)在干旱或洪澇災(zāi)害年份束手無(wú)策。據(jù)統(tǒng)計(jì)，一些規(guī)模較大的灌區(qū)工程設(shè)施其完好程度還不到50%，尤其是小型灌區(qū)工程設(shè)施完好率更低，還不及40%。據(jù)有關(guān)資料報(bào)告，全國(guó)規(guī)模較大的水利工程中有超過(guò)85%的泵站需要大的維修改造才能保證正常運(yùn)轉(zhuǎn)。所有這些問(wèn)題，嚴(yán)重影響著灌區(qū)工程效益的發(fā)揮。

1常見(jiàn)問(wèn)題及原因分析

灌區(qū)工程設(shè)施出現(xiàn)問(wèn)題的原因是多方面的，是由諸多因素共同作用的結(jié)果。出現(xiàn)問(wèn)題的結(jié)構(gòu)部位和類型也千差萬(wàn)別，較為復(fù)雜。

1.1裂縫問(wèn)題及其原因分析

對(duì)建筑物裂縫產(chǎn)生機(jī)理和發(fā)展過(guò)程這一課題，有不少科研工作者在進(jìn)行著研究。對(duì)于建筑物中裂縫產(chǎn)生的原因，基本一致的認(rèn)識(shí)是因材料在受到外界因素的作用時(shí)，材料內(nèi)部發(fā)生了不同步的變形或因作用于結(jié)構(gòu)上的類型荷載的作用。其中以變形為主引起的裂縫占大多數(shù)，以類型荷載為主引起的可能性相對(duì)較小。灌區(qū)工程建筑物變形出現(xiàn)的裂縫，一般是由于受溫度變化的膨脹變形，基礎(chǔ)不均勻沉陷的變形，或是混凝土澆筑中不連續(xù)造成接頭處的自然變形所引起的裂縫。

在灌區(qū)水利工程設(shè)施中如渡槽支承結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)及槽墩等水工鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)受的外界作用比較顯著，產(chǎn)生裂縫也就較為普遍。裂縫對(duì)水工建筑物的正常運(yùn)行影響力是非常大的，如果不能很好把握混凝土澆筑的密實(shí)度，就會(huì)使入滲率加大，久而久之就會(huì)出現(xiàn)裂縫，會(huì)造成混凝土碳化速度加快，從而會(huì)進(jìn)一步加速裂縫的延伸與擴(kuò)展，水工建筑物也會(huì)因此發(fā)生滲漏而降低混凝土的耐腐蝕能力。裂縫的逐步擴(kuò)寬和發(fā)展會(huì)直接影響混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和整體穩(wěn)定性。

1.2沖刷與磨蝕問(wèn)題及其原因分析

在水閘、跌水等建筑物中的消能防沖設(shè)施，由于承受較大流速下泄水流的沖擊作用，常常使消能防沖設(shè)施被破壞失靈，加大了水流對(duì)于下游地基與基礎(chǔ)的破壞力，進(jìn)而危及水閘、跌水甚至是主體結(jié)構(gòu)物等水工建筑物的結(jié)構(gòu)安全和運(yùn)行安全。產(chǎn)生沖刷和腐蝕問(wèn)題的原因有多個(gè)方面，如設(shè)計(jì)不當(dāng)、施工質(zhì)量控制不力等。如水閘、跌水等建筑物，比降設(shè)計(jì)過(guò)大或消力池的深度和長(zhǎng)度不滿足淹沒(méi)式水躍在池內(nèi)發(fā)生的條件要求，從而引起對(duì)消力池及消力池下游的沖刷與磨蝕破壞。渡槽、隧洞等建筑物進(jìn)出口處的漸變段及扭坡設(shè)計(jì)不合理，長(zhǎng)度不夠或底部高程不合理引起的水流漩渦沖刷；隧洞糙率、比降、表面的光滑度等參數(shù)選擇不當(dāng)，使實(shí)際工作條件與設(shè)計(jì)工作條件產(chǎn)生較大的差異，這些因素都將引起建筑物的沖刷和蝕化。

1.3斷面過(guò)流能力不足的原因分析

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和人口的持續(xù)增長(zhǎng)，無(wú)論是工業(yè)用水還是居民用水量均成上漲態(tài)勢(shì)發(fā)展，目前現(xiàn)存的大部分水利工程輸水能力已不能滿足用水量的需要。如果整個(gè)渠系水頭分配不合理，使建筑物的實(shí)際水頭小于設(shè)計(jì)水頭或輸水量增大或者由于施工質(zhì)量的問(wèn)題導(dǎo)致輸水建筑物的過(guò)水?dāng)嗝嫫秸炔?，糙率大，水頭損失增大，從而使過(guò)流能力大大下降，導(dǎo)致建筑物實(shí)際過(guò)流能力不能滿足需求。大多數(shù)水工建筑物如渡槽、隧洞等就是因其實(shí)際過(guò)流能力低于設(shè)計(jì)過(guò)流能力，與渠道的過(guò)流能力不匹配，成為灌區(qū)輸水的“瓶頸”，進(jìn)而制約了灌區(qū)效益的正常發(fā)揮。

1.4混凝土襯砌板沖蝕、老化、剝落原因分析

一些灌區(qū)水利工程經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的運(yùn)行后，渠道的混凝土襯砌板出現(xiàn)沖蝕、老化剝落，現(xiàn)澆板破裂剝落、折斷、側(cè)板底腳淘空、整板混凝土散體等破壞形式交叉分布于灌區(qū)渠道上，嚴(yán)重影響了渠系建筑物的行水安全，直接造成渠道水利用系數(shù)下降的問(wèn)題。這些現(xiàn)象的產(chǎn)生原因是多方面的，如建筑物及工程建設(shè)運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)、運(yùn)行維護(hù)不到位、施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)等；此外也可能是因?yàn)槭芟抻诠こ探ㄔO(shè)年代的施工技術(shù)、建筑材料、施工工藝和設(shè)計(jì)規(guī)范等因素。

1.5漿砌石勾縫空鼓、脫落、破壞的原因分析

在灌區(qū)中砌石襯砌的渠道普遍存在砌石勾縫空鼓、脫落等破壞現(xiàn)象。這些問(wèn)題主要與施工、材料等因素有關(guān)。如果施工人員缺乏對(duì)勾縫質(zhì)量、操作規(guī)范的了解，操作過(guò)程中出現(xiàn)清縫不徹底、清縫深度不夠、縫槽未加濕潤(rùn)、勾縫砂漿一次充填過(guò)厚、砂漿拌合不均勻或勾縫后澆水養(yǎng)護(hù)不及時(shí)等情況，都容易造成砂漿失水，粘結(jié)不牢，與砌筑體膠結(jié)不良。此外，如果存在制作砂漿的水泥質(zhì)量差、砂子含泥量高，砂漿稠度過(guò)大或過(guò)小，使用已初凝的砂漿等情況，也會(huì)導(dǎo)致砌體粘結(jié)不實(shí)，形成空鼓現(xiàn)象。渠道一旦出現(xiàn)嚴(yán)重滲漏水，將可能導(dǎo)致渠基垮塌，淹沒(méi)農(nóng)田，影響渠道正常行水。

2處理措施

針對(duì)上述問(wèn)題，經(jīng)過(guò)詳實(shí)的調(diào)研和分析，結(jié)合多年的工作經(jīng)驗(yàn)，筆者認(rèn)為運(yùn)用科學(xué)的管理手段、先進(jìn)的施工方法和設(shè)計(jì)理念，采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助軟件，在設(shè)計(jì)初期應(yīng)科學(xué)合理地選用建筑物的結(jié)構(gòu)形式以及相關(guān)的技術(shù)參數(shù)，盡可能將上述問(wèn)題消除在設(shè)計(jì)階段中；對(duì)于已破壞的建筑物根據(jù)其損壞程度可給予改造、修補(bǔ)。對(duì)于在建工程要嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，采用科學(xué)的運(yùn)行方式，杜絕將可能發(fā)生的問(wèn)題。對(duì)上述問(wèn)題建議采用以下方法予以處理：

(1)對(duì)裂縫可采用鋼筋混凝土加固或水泥灌漿等方法處理?？刹捎脪炀W(wǎng)噴錨灌漿、化學(xué)灌漿及裂縫表面粘貼玻纖維布處理，運(yùn)行效果比較理想。此外，要嚴(yán)把施工質(zhì)量關(guān)，從原料的選擇、運(yùn)輸、質(zhì)檢、儲(chǔ)藏、氧化、維修等多個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行把關(guān)和規(guī)范操作。

(2)對(duì)建筑物進(jìn)出口連接段所出現(xiàn)的沖刷沉陷等問(wèn)題，可考慮對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行變更，重新進(jìn)行施工或改造，徹底解決地基的不均勻沉陷問(wèn)題。

(3)對(duì)下游消能結(jié)構(gòu)的沖刷問(wèn)題，建議重建。

(4)過(guò)流能力不足的問(wèn)題可通過(guò)增大過(guò)流斷面面積、降低過(guò)流斷面糙率的方法給予解決。

(5)對(duì)渠道混凝土襯砌板破壞問(wèn)題可采用拆除后重新襯砌的辦法予以解決。

(6)對(duì)漿砌石勾縫空鼓、脫落問(wèn)題必須加強(qiáng)施工及材料的管理，施工人員應(yīng)熟知勾縫施工的技術(shù)要求和操作程序，提高質(zhì)量意識(shí)；同時(shí)要確保水泥、砂

子等材料的合格選用和砂漿的水灰比，切實(shí)保證工程質(zhì)量。

(7)改變工作方式，強(qiáng)化科學(xué)管理。改革創(chuàng)新理念、強(qiáng)化科學(xué)管理工作是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，確保灌區(qū)工程設(shè)施使用周期、降低運(yùn)行成本、充分發(fā)揮建筑物的功能效益的根本途徑。

3結(jié)語(yǔ)

隨著人類對(duì)環(huán)境資源的不斷開(kāi)發(fā)和濫用，全球氣候變暖，各種異常氣象災(zāi)害頻發(fā)，河流的流量呈現(xiàn)出峰谷差異增大的趨勢(shì)，這無(wú)疑給引水、輸水和供水工程帶來(lái)新的問(wèn)題。這就要求我們水利行業(yè)工作者要不斷解決老問(wèn)題、研究新問(wèn)題，在實(shí)踐中不斷摸索、創(chuàng)新，在創(chuàng)新中不斷改進(jìn)，從而實(shí)現(xiàn)建筑物的可持續(xù)利用，延長(zhǎng)其技術(shù)壽命和經(jīng)濟(jì)壽命，以更大發(fā)揮其功能。

參考文獻(xiàn)：

[1]周明耀，等.灌區(qū)工作手冊(cè)[M].河海大學(xué)出版社,1993.

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Treatment of Common Problems of Hydraulic Engineering

Facilities in Irrigation Area

ZHANG Xiao-ying

(Daiwang Street Affairs Office of Lintong District in Xi'an City, Lintong, Shaanxi 710611, China)

Abstract:The problems of hydraulic engineering facilities in irrigation area, such as cracks, building subsidence, lining split, water erosion, etc. have greatly affected economics in irrigation area, and some have become long-standing problems. The prevention measures and suggestions are put forward based on the analysis of formative mechanism of these problems, hoping to provide reference for similar problems.

Key words:water conservancy projects; infrastructure; problems; measures

中圖分類號(hào)：TV698.2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1671-9131(2015)01-0041-02

作者簡(jiǎn)介：張曉英(1983-)，女，陜西臨潼人，助理工程師，主要從事水利水保管理及街道辦事處相關(guān)工作。

收稿日期：2014-11-17