泄洪閘的安全檢測

新疆農業(yè)大學專業(yè)文獻綜述題目：泄洪閘的安全檢測姓名：木扎帕爾.艾則孜學院：水利與土木工程學院專業(yè)：水利水電工程管理班級：水管071學號：073835122指導教師：吐爾遜老師職稱：副教授2012年03月15日新疆農業(yè)大學教務處制

泄洪閘的安全檢測摘要：泄洪閘主要用來宣泄洪水，在其運行過程中，可能會出現(xiàn)閘基的穩(wěn)定、滲漏和閘體本身的強度問題，必須對其進行安全監(jiān)測，監(jiān)測項目包括地基變形、滲流、結構應力等，監(jiān)測部位為閘基礎、閘底板、閘墩、建筑物結合部等。關鍵詞：泄洪閘、安全監(jiān)測綜述：水閘是一種利用閘門擋水和泄水的低水頭水工建筑物。關閉閘門，可以攔洪、擋潮、蓄水抬高上游水位，以滿足上游取水或通航的需要。開啟閘門，可以泄洪、排澇、沖沙、取水或根據(jù)下游用水的需要調節(jié)流量。水閘在水利工程中的應用十分廣泛，多建于河道、渠系、水庫、湖泊及濱海地區(qū)。中國修建水閘的歷史悠久。公元前598?前591年，楚令尹孫叔敖在今安徽省壽縣建芍陂灌區(qū)時，即設五個閘門引水。以后隨建閘技術的提高和建筑材料新品種的出現(xiàn)，水閘建設也日益增多。 1949年后大規(guī)?，F(xiàn)代化水閘的建設，在中國普遍興起，并積累了豐富的經(jīng)驗。如長江葛洲壩樞紐的二江泄水閘，最大泄量為84000km3/s，位居中國首位，運行情況良好。國際上修建水閘的技術也在不斷發(fā)展和創(chuàng)新，如荷蘭興建的東斯海爾德?lián)醭遍l，閘高53m，閘身凈長3km，被譽為海上長城。當前水閘的建設，正向形式多樣化、結構輕型化、施工裝配化、操作自動化和遠動化方向發(fā)展。水閘，按其所承擔的主要任務，可分為：節(jié)制閘、進水閘、沖沙閘、泄洪閘、擋潮閘、排水閘等。按閘室的結構形式，可分為：開敞式、胸墻式和涵洞式。開敞式水閘當閘門全開時過閘水流通暢，適用于有泄洪、排冰、過木或排漂浮物等任務要求的水閘，節(jié)制閘、分洪閘常用這種形式。胸墻式水閘和涵洞式水閘，適用于閘上水位變幅較大或擋水位高于閘孔設計水位，即閘的孔徑按低水位通過設計流量進行設計的情況。胸墻式的閘室結構與開敞式基本相同，為了減少閘門和工作橋的高度或為控制下泄單

寬流量而設胸墻代替部分閘門擋水，擋潮閘、進水閘、泄水閘常用這種形式。水閘由閘室、上游連接段和下游連接段組成。閘室是水閘的主體，設有底板、閘門、啟閉機、閘墩、胸墻、工作橋、交通橋等。閘門用來擋水和控制過閘流量，閘墩用以分隔閘孔和支承閘門、胸墻、工作橋、交通橋等。底板是閘室的基礎，將閘室上部結構的重量及荷載向地基傳遞，兼有防滲和防沖的作用。閘室分別與上下游連接段和兩岸或其他建筑物連接。上游連接段包括：在兩岸設置的翼墻和護坡，在河床設置的防沖槽、護底及鋪蓋，用以引導水流平順地進入閘室，保護兩岸及河床免遭水流沖刷，并與閘室共同組成足夠長度的滲徑，確保滲透水流沿兩岸和閘基的抗?jié)B穩(wěn)定性。下游連接段，由護坦、海漫、防沖槽、兩岸翼墻、護坡等組成，用以引導出閘水流向下游均勻擴散，減緩流速，消除過閘水流剩余動能，防止水流對河床及兩岸的沖刷。水閘關門擋水時，閘室將承受上下游水位差所產(chǎn)生的水平推力，使閘室有可能向下游滑動。閘室的設計，須保證有足夠的抗滑穩(wěn)定性。同時在上下游水位差的作用下，水將從上游沿閘基和繞過兩岸連接建筑物向下游滲透，產(chǎn)生滲透壓力，對閘基和兩岸連接建筑物的穩(wěn)定不利，尤其是對建于土基上的水閘，由于土的抗?jié)B穩(wěn)定性差，有可能產(chǎn)生滲透變形，危及工程安全，故需綜合考慮閘址地質條件、上下游水位差、閘室和兩岸連接建筑物布置等因素，分別在閘室上下游設置完整的防滲和排水系統(tǒng)，確保閘基和兩岸的抗?jié)B穩(wěn)定性。開門泄水時，閘室的總凈寬度須保證能通過設計流量。閘的孔徑，需按使用要求、閘門形式及考慮工程投資等因素選定。由于過閘水流形態(tài)復雜，流速較大，兩岸及河床易遭水流沖刷，需采取有效的消能防沖措施。對兩岸連接建筑物的布置需使水流進出閘孔有良好的收縮與擴散條件。建于平原地區(qū)的水閘地基多為較松軟的土基，承載力小，壓縮性大，在水閘自重與外荷載作用下將會產(chǎn)生沉陷或不均勻沉陷，導致閘室或翼墻等下沉、傾斜，甚至引起結構斷裂而不能正常工作。為此，對閘室和翼墻等的結構形式、布置和基礎尺寸的設計，需與地基條件相適應，盡量使地基受力均勻，并控制地基承載力在允許范圍以內，必要時應對地

基進行妥善處理。對結構的強度和剛度需考慮地基不均勻沉陷的影響，并盡量減少相鄰建筑物的不均勻沉陷。此外，對水閘的設計還要求做到結構簡單、經(jīng)濟合理、造形美觀、便于施工、管理，以及有利于環(huán)境綠化等。泄洪閘是水閘的一種形式，主要宣泄洪水，在雨季來臨時，河流的流量會明顯增大，水庫的水位也會明顯的升高，在這種情況下，各類水工建筑物必須在適當?shù)臅r候開啟閘門，宣泄洪水，以維持水庫的水庫承載能力，確保水工建筑物的安全和穩(wěn)定。然而，水閘有可能出現(xiàn)各類工程安全問題，主要有以下幾種：1、 閘基問題。坐落在軟土地基上的水閘，其地基往往強度很低，或者夾有不同厚度和傾角的軟弱夾層和透鏡體，若基礎處理不好對閘基的承載和抗滑能力都極為不利。若閘基的強度不夠，承載能力差，其沉降達不到要求，會發(fā)生沉降量過大或不均勻沉降、影響閘的安全。對于沙土地基，特別是粉細沙地基有發(fā)生液化的可能。對于有軟弱夾層、裂隙或斷層的巖基，加固措施不當也會影響地基的抗滑穩(wěn)定。2、 滲漏問題。對于土基巖防滲排水處理有疏漏，既可能發(fā)生滲漏，也可能發(fā)生滲漏破壞。粘性土地基容易發(fā)生流土破壞，非粘性土地基則容易出現(xiàn)管涌。在非粘性土地基中還有一種容易發(fā)生在兩種介質接觸面的滲流破壞而導致管涌和流土的現(xiàn)象，稱之為接觸接觸管涌和接觸流土。水閘上游鋪蓋如果施工質量差、長度不夠或分縫不合理，止水不嚴，會發(fā)生漏水，還可能與閘板和上游導墻產(chǎn)生不均勻沉降，導致開裂漏水。水閘于土壩連接處的防滲和排水布置，若與閘基的防滲和排水不相協(xié)調，也容易發(fā)生滲漏。3、 材料強度問題。水閘閘室是空間殼體結構，受力比較復雜，底板、閘墩都由混凝土澆筑，在順水流方向整體抗彎剛度必須得到保證，分縫也需合理，止水要做好，否則容易因變形、不均勻沉降或溫度應力而發(fā)生開裂。水閘下游的消能防沖若是布置不合理，或多孔閘門啟閉不當會影響消能效果，造成下游沖刷。對于一些預應力混凝土閘墩，還要防止預應力損失過快過多的可能。對于這些工程安全問題，必須采取相應的措施加以改善和處理，然而在泄洪閘正常運行的過程中，必須有相應的安全監(jiān)測措施來監(jiān)測，確保它的安全穩(wěn)定。監(jiān)測的重點部位是基礎、閘底板、閘墩、建筑物結合部等，重點監(jiān)測項目是地基變形、基礎滲流、閘室結構應力、水力學專項監(jiān)測等。一、 變形監(jiān)測水利工程的基礎巖體，可能存在巖性較弱，剪切帶，劈理帶和節(jié)理帶，沿剪切面主畫面的抗剪強度低。主要有兩個方面的監(jiān)測。1、 基巖變形監(jiān)測。為監(jiān)測剪切帶的水平位移，利用原勘探大口徑鉆孔埋設儀器，在鉆孔上顯露出來的軟弱夾層上下盤巖體中埋設三向測縫針，監(jiān)測沿剪切帶主動滑面的相對位移。2、 泄水閘閘體變形監(jiān)測。水平位移采用引張線監(jiān)測，可在閘首和閘尾的基礎廊道內各設引張線一條；在壩頂觀測廊道內，利用連續(xù)引張線中的一條作為閘頂水平位移量監(jiān)測的單一引張線。垂直位移采用精密水準測量法，在基礎廊道內，與水平位移測點相對應，于廊道底板上埋設垂直位移測點，在泄水閘頂，按上中下游于壩塊分縫兩側對應設點，形成三排測點。二、 滲流監(jiān)測。1、 基礎滲流壓力檢測。揚壓力的大小一方面影響著閘室的抗滑穩(wěn)定，另一方面又影響著護坦的抗浮穩(wěn)定。監(jiān)測基礎滲流壓力，一般選擇多個監(jiān)測面，布置滲壓測點，尤其在護坦底板下遠離廊道排水處的部位為布置重點。滲壓一般采用測壓管、U形管及滲壓計進行監(jiān)測，其中部分滲壓管深入到夾層及透水帶部位、監(jiān)測這些薄弱部位的巖體滲壓。2、 滲流量監(jiān)測。滲流量利用基礎排水孔，采用容積法進行單孔排水量監(jiān)測。在消力池護坦還設置了基巖表面排水溝，其滲透水災排水廊道側壁排出，在排水溝出口處監(jiān)測。三、 應力應變及溫度監(jiān)測。1、 底板部分。沿閘孔中心線、壩軸線、事故閘門槽上游、工作門槽上游等四個斷面布置鋼筋計，每個斷面中鋼筋計分別布置在底板表層和底層，了解底板在縱橫方向的受力情況。部分鋼筋計埋設在廊道的頂部和底部，在底板和閘墩交接處垂直方向也埋設一定數(shù)量的儀器，以測量定角緣應力狀態(tài)。2、 閘墩部分。分別在中頓和右邊頓，沿閘墩的兩側表面按底板的三個縱斷面布置鋼筋計；對閘墩預應力區(qū)，在閘墩表層平行于水流方向布置鋼筋計，在閘墩下游錨塊頸部中央布置壓應力計，并在壓應力計的附近布置應變計和無應力計，互相驗證。3、 鋼筋混凝土加固樁。選擇護坦部位的5根加固樁，在各樁內不同高程埋設鋼筋計，并在加固樁孔壁上游面埋設壓應力計。4、 預應力損失?？稍谒l布置YU-400應力計，其中裝有DI-10型應變計，監(jiān)測錨束預應力，分析預應力損失情況。5、 溫度檢測。在閘室內結構各個部位布置溫度測點，掌握混凝土應力變化。溫度檢測主要采用差動電阻式應力應變儀器監(jiān)測，也可用專門的溫度計。鑒于泄洪閘的工程安全問題，對其做好了變形監(jiān)測，滲流監(jiān)測和應力應變及溫度檢測，才能確保水閘的