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关于水工建筑物的破坏及防治措施探析

关于水工建筑物的破坏及防治措施探析

摘要：本文针对水工建筑物的破坏以及防治措施进行分析和阐

述。

关键词：水工建筑物；破坏；防治措施

中图分类号：TV698文献标识码：A

一、基础开挖

（一）以建筑物轮廓线作为依据，沿着纵横方向将轴线控制桩

进行设置。

（二）在建筑物附近设置的临时水准点至少有两个，这样可以

使高程的校核更为方便快捷。

（三）基坑开挖放坡的比例为1:1，小型建筑物放坡比例为

1:0.5，机械开挖的时候，底部需要预冒人工清除量为20cm，开挖

高程绝对不可以超过设计高程。当基坑出现地下水的时候，集水坑

的设置是很有必要的，这样的话，可以在最短时间内进行架泵排水，

等到混凝土达到终凝以后，就可以停止排水，如果停工前需要设置

保护面，那么在复工之前就应该将杂物、淤泥等清除干净，使面凿

毛得到保护。

二、水工建筑物空蚀破坏

因为空泡溃灭的时候，所产生的瞬时压强相对是比较大的，当

溃灭发生在同体表面附近的时候，处于水流中的不断出现溃灭的空

泡产生的高压强反复作用，对于同体表面有着一定的破坏，这种现

象就称之为“空蚀”。

（一）空蚀破坏原因

在1950年以前，大部分人们都认为空蚀是因为空泡溃灭的时候

形成的冲击波把所产生的压强向边壁进行作用，使边壁的强度产生

破坏，从而形成空蚀。后经

Rattray、Plesset、Kling、Hammitt、Lauterborn、Shima、Peterk

a等人通过相关试验证明空蚀破号的原因是空泡和微射流共同作用

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所产生的结果。水中游移型空泡不断产生、发育、溃灭时，则空泡

溃灭的冲击压强将不断作用在边壁上。另外，微射流的冲击作用像

捶击一样不断地打击着固体壁面，其中较强的冲击力可直接使壁面

破坏，而冲击力较弱的反复作用则可引起壁面材料的疲劳破坏。以

上两种破坏共同作用之下，使固体壁面局部遭受空蚀破坏。

（二）空蚀破坏防治措施

可以使水工建筑物空蚀问题有所减少的方面大致可以有以下三

种：第一，水流空化后具有空蚀破坏能力；第二，材料抗空蚀破坏

的能力；第三，上述两种形式共同作用下，形成的空蚀破坏程度。

防止和减免空蚀的方法可粗略地归纳为以下三类：

1、提高水流空化数，消除或减弱破坏强度

（1）使过流边界体型合理，以提高过流壁面上分布的压强值。

其中典型的有溢流坝面和消能工的体型问题。

（2）将过流壁面的平整度得以提升，这样的话，可以使高度凹

凸不平的现象得以降低，从而使局部压强不会过低。

（3）对高水头闸门门槽体型进行改善，从而使引起的漩涡空化

强度得以减弱。

（4）加强运行管理，改善运行条件，避免不合理的运行状况。

2、减少水流对过流壁面的直接破坏作用

（1）利用人工的方式，将气体掺入到水流内部，从而使水流的

物性得以改变。

（2）“超空穴”的水流结构，如溢流坝面上的宽尾墩型闸墩，

使对壁面空蚀破坏起主要作用的游移型空泡的溃灭区远离过流壁面。

三、水工建筑物磨蚀破坏

（一）磨蚀破坏原因

借鉴多年建成的工程运行的实践经验表明，只要是在高速挟砂

水流作用下的水工建筑物，泥沙磨蚀问题都不同程度地存在其中。

因为腐蚀部位大部分都处于水下，实施维修困难较大，这就需要财

力和人力的大量耗损，同时对工程的正常运行也会产生严重的影响。

含砂水流的磨蚀，归属于水沙二相流问题。它的外部原因是水沙问

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题，也就是磨损力，内部原因是材料问题，也就是抗磨力，两者相

互作用。水流中的泥沙，所产生的变化速度与水流速度是完全不同

的，但是却也在不断变化过程中，之后所产生的惯性力与水流的平

均速度也是完全不同的。

（二）磨蚀破坏防治措施

1、优化工程设计

（1）泄洪工程布置和体型的优化，应该主要从抗磨蚀层面上进

行考虑，表孔泄洪是最佳的选择。或者针