灌区水利工程设施常见问题处理探析

张晓英

(西安市临潼区代王街道办事处， 陕西 临潼 710611)



灌区水利工程设施常见问题处理探析

张晓英

(西安市临潼区代王街道办事处， 陕西 临潼 710611)

摘要：灌区水利工程建筑物的裂缝、沉陷、衬砌翘裂、冲刷、磨损等病害问题，已成为制约灌区效益正常发挥的首要问题，也是一个治理较难的老大难问题。本文在对灌区建筑物中几种常见的病害形成机理分析的基础上提出了针对性的防治措施与建议，以期对灌区管理有所借鉴。

关键词：水利工程； 设施； 问题； 处理措施

0引言

灌区水利工程设施一般都具有综合利用的功能，除灌溉输水以外，一般还兼有诸如防洪、发电、调节径流等功能。但是，在灌区尤其是老灌区水利工程设施因年久失修，一些建筑物出现了不同程度的病害，像渡槽、隧洞、跌水等渠系设施，出现了裂缝、冲刷与磨蚀、过流能力不足、混凝土衬砌板冲蚀、老化剥落、浆砌石勾缝空鼓、脱落、破坏等问题，发生的病害日积月累，已到了比较严重的程度，致使建筑物结构破坏、倒塌、渗漏等现象常有发生，使功能降低，有些已无法发挥应有的功能，导致其灌区在干旱或洪涝灾害年份束手无策。据统计，一些规模较大的灌区工程设施其完好程度还不到50%，尤其是小型灌区工程设施完好率更低，还不及40%。据有关资料报告，全国规模较大的水利工程中有超过85%的泵站需要大的维修改造才能保证正常运转。所有这些问题，严重影响着灌区工程效益的发挥。

1常见问题及原因分析

灌区工程设施出现问题的原因是多方面的，是由诸多因素共同作用的结果。出现问题的结构部位和类型也千差万别，较为复杂。

1.1裂缝问题及其原因分析

对建筑物裂缝产生机理和发展过程这一课题，有不少科研工作者在进行着研究。对于建筑物中裂缝产生的原因，基本一致的认识是因材料在受到外界因素的作用时，材料内部发生了不同步的变形或因作用于结构上的类型荷载的作用。其中以变形为主引起的裂缝占大多数，以类型荷载为主引起的可能性相对较小。灌区工程建筑物变形出现的裂缝，一般是由于受温度变化的膨胀变形，基础不均匀沉陷的变形，或是混凝土浇筑中不连续造成接头处的自然变形所引起的裂缝。

在灌区水利工程设施中如渡槽支承结构、基础及槽墩等水工钢筋混凝土建筑结构受的外界作用比较显著，产生裂缝也就较为普遍。裂缝对水工建筑物的正常运行影响力是非常大的，如果不能很好把握混凝土浇筑的密实度，就会使入渗率加大，久而久之就会出现裂缝，会造成混凝土碳化速度加快，从而会进一步加速裂缝的延伸与扩展，水工建筑物也会因此发生渗漏而降低混凝土的耐腐蚀能力。裂缝的逐步扩宽和发展会直接影响混凝土结构强度和整体稳定性。

1.2冲刷与磨蚀问题及其原因分析

在水闸、跌水等建筑物中的消能防冲设施，由于承受较大流速下泄水流的冲击作用，常常使消能防冲设施被破坏失灵，加大了水流对于下游地基与基础的破坏力，进而危及水闸、跌水甚至是主体结构物等水工建筑物的结构安全和运行安全。产生冲刷和腐蚀问题的原因有多个方面，如设计不当、施工质量控制不力等。如水闸、跌水等建筑物，比降设计过大或消力池的深度和长度不满足淹没式水跃在池内发生的条件要求，从而引起对消力池及消力池下游的冲刷与磨蚀破坏。渡槽、隧洞等建筑物进出口处的渐变段及扭坡设计不合理，长度不够或底部高程不合理引起的水流漩涡冲刷；隧洞糙率、比降、表面的光滑度等参数选择不当，使实际工作条件与设计工作条件产生较大的差异，这些因素都将引起建筑物的冲刷和蚀化。

1.3断面过流能力不足的原因分析

随着社会经济的不断发展和人口的持续增长，无论是工业用水还是居民用水量均成上涨态势发展，目前现存的大部分水利工程输水能力已不能满足用水量的需要。如果整个渠系水头分配不合理，使建筑物的实际水头小于设计水头或输水量增大或者由于施工质量的问题导致输水建筑物的过水断面平整度差，糙率大，水头损失增大，从而使过流能力大大下降，导致建筑物实际过流能力不能满足需求。大多数水工建筑物如渡槽、隧洞等就是因其实际过流能力低于设计过流能力，与渠道的过流能力不匹配，成为灌区输水的“瓶颈”，进而制约了灌区效益的正常发挥。

1.4混凝土衬砌板冲蚀、老化、剥落原因分析

一些灌区水利工程经过长期的运行后，渠道的混凝土衬砌板出现冲蚀、老化剥落，现浇板破裂剥落、折断、侧板底脚淘空、整板混凝土散体等破坏形式交叉分布于灌区渠道上，严重影响了渠系建筑物的行水安全，直接造成渠道水利用系数下降的问题。这些现象的产生原因是多方面的，如建筑物及工程建设运行时间较长、运行维护不到位、施工质量不达标等；此外也可能是因为受限于工程建设年代的施工技术、建筑材料、施工工艺和设计规范等因素。

1.5浆砌石勾缝空鼓、脱落、破坏的原因分析

在灌区中砌石衬砌的渠道普遍存在砌石勾缝空鼓、脱落等破坏现象。这些问题主要与施工、材料等因素有关。如果施工人员缺乏对勾缝质量、操作规范的了解，操作过程中出现清缝不彻底、清缝深度不够、缝槽未加湿润、勾缝砂浆一次充填过厚、砂浆拌合不均匀或勾缝后浇水养护不及时等情况，都容易造成砂浆失水，粘结不牢，与砌筑体胶结不良。此外，如果存在制作砂浆的水泥质量差、砂子含泥量高，砂浆稠度过大或过小，使用已初凝的砂浆等情况，也会导致砌体粘结不实，形成空鼓现象。渠道一旦出现严重渗漏水，将可能导致渠基垮塌，淹没农田，影响渠道正常行水。

2处理措施

针对上述问题，经过详实的调研和分析，结合多年的工作经验，笔者认为运用科学的管理手段、先进的施工方法和设计理念，采用先进的计算机辅助软件，在设计初期应科学合理地选用建筑物的结构形式以及相关的技术参数，尽可能将上述问题消除在设计阶段中；对于已破坏的建筑物根据其损坏程度可给予改造、修补。对于在建工程要严格控制施工质量，采用科学的运行方式，杜绝将可能发生的问题。对上述问题建议采用以下方法予以处理：

(1)对裂缝可采用钢筋混凝土加固或水泥灌浆等方法处理。可采用挂网喷锚灌浆、化学灌浆及裂缝表面粘贴玻纤维布处理，运行效果比较理想。此外，要严把施工质量关，从原料的选择、运输、质检、储藏、氧化、维修等多个环节进行把关和规范操作。

(2)对建筑物进出口连接段所出现的冲刷沉陷等问题，可考虑对设计进行变更，重新进行施工或改造，彻底解决地基的不均匀沉陷问题。

(3)对下游消能结构的冲刷问题，建议重建。

(4)过流能力不足的问题可通过增大过流断面面积、降低过流断面糙率的方法给予解决。

(5)对渠道混凝土衬砌板破坏问题可采用拆除后重新衬砌的办法予以解决。

(6)对浆砌石勾缝空鼓、脱落问题必须加强施工及材料的管理，施工人员应熟知勾缝施工的技术要求和操作程序，提高质量意识；同时要确保水泥、砂

子等材料的合格选用和砂浆的水灰比，切实保证工程质量。

(7)改变工作方式，强化科学管理。改革创新理念、强化科学管理工作是实现可持续发展，确保灌区工程设施使用周期、降低运行成本、充分发挥建筑物的功能效益的根本途径。

3结语

随着人类对环境资源的不断开发和滥用，全球气候变暖，各种异常气象灾害频发，河流的流量呈现出峰谷差异增大的趋势，这无疑给引水、输水和供水工程带来新的问题。这就要求我们水利行业工作者要不断解决老问题、研究新问题，在实践中不断摸索、创新，在创新中不断改进，从而实现建筑物的可持续利用，延长其技术寿命和经济寿命，以更大发挥其功能。

参考文献：

[1]周明耀，等.灌区工作手册[M].河海大学出版社,1993.

[2]张文渊.灌区工程设施控制运行的策略[J].农业与技术,1998,(18)5:16-18.

[3]王晓军.关于深化洛惠渠灌区水利工程管理的几点思考[J]. 陕西水利,2013,02:171-172.

[4]苟 淼.宝鸡峡灌区水利工程维修养护的实践与思考[J]. 杨凌职业技术学院学报,2012,(1).

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

中图分类号：TV698.2

文献标识码：A

文章编号：1671-9131(2015)01-0041-02

作者简介：张晓英(1983-)，女，陕西临潼人，助理工程师，主要从事水利水保管理及街道办事处相关工作。

收稿日期：2014-11-17