泄洪闸的安全检测.doc

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1、精品文档，仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除水工建筑物安全鉴定与除险加固课程论文姓名：宋明华学号：6003106057班级：水电072泄洪闸的安全检测摘要：泄洪闸主要用来宣泄洪水，在其运行过程中，可能会出现闸基的稳定、渗漏和闸体本身的强度问题，必须对其进行安全监测，监测项目包括地基变形、渗流、结构应力等，监测部位为闸基础、闸底板、闸墩、建筑物结合部等。关键词：泄洪闸、安全监测综述：水闸是一种利用闸门挡水和泄水的低水头水工建筑物。关闭闸门，可以拦洪、挡潮、蓄水抬高上游水位，以满足上游取水或通航的需要。开启闸门，可以泄洪、排涝、冲沙、取水或根据下游用水的需要调节流量。水闸在水利工程中的应用十分

2、广泛，多建于河道、渠系、水库、湖泊及滨海地区。 中国修建水闸的历史悠久。公元前598前591年,楚令尹孙叔敖在今安徽省寿县建芍陂灌区时,即设五个闸门引水。以后随建闸技术的提高和建筑材料新品种的出现，水闸建设也日益增多。1949年后大规模现代化水闸的建设,在中国普遍兴起,并积累了丰富的经验。如长江葛洲坝枢纽的二江泄水闸，最大泄量为84000km3/s，位居中国首位，运行情况良好。国际上修建水闸的技术也在不断发展和创新，如荷兰兴建的东斯海尔德挡潮闸，闸高53m，闸身净长3km，被誉为海上长城。当前水闸的建设，正向形式多样化、 结构轻型化、 施工装配化、操作自动化和远动化方向发展。 水闸，按其所承担

3、的主要任务，可分为：节制闸、进水闸、冲沙闸、泄洪闸、挡潮闸、排水闸等。按闸室的结构形式，可分为：开敞式、胸墙式和涵洞式。开敞式水闸当闸门全开时过闸水流通畅，适用于有泄洪、排冰、过木或排漂浮物等任务要求的水闸，节制闸、分洪闸常用这种形式。胸墙式水闸和涵洞式水闸，适用于闸上水位变幅较大或挡水位高于闸孔设计水位，即闸的孔径按低水位通过设计流量进行设计的情况。胸墙式的闸室结构与开敞式基本相同，为了减少闸门和工作桥的高度或为控制下泄单宽流量而设胸墙代替部分闸门挡水，挡潮闸、进水闸、泄水闸常用这种形式。 水闸由闸室、上游连接段和下游连接段组成。闸室是水闸的主体,设有底板、 闸门、 启闭机、闸墩、胸墙、工作

4、桥、交通桥等。闸门用来挡水和控制过闸流量，闸墩用以分隔闸孔和支承闸门、胸墙、工作桥、交通桥等。底板是闸室的基础，将闸室上部结构的重量及荷载向地基传递，兼有防渗和防冲的作用。闸室分别与上下游连接段和两岸或其他建筑物连接。上游连接段包括：在两岸设置的翼墙和护坡，在河床设置的防冲槽、护底及铺盖，用以引导水流平顺地进入闸室，保护两岸及河床免遭水流冲刷，并与闸室共同组成足够长度的渗径，确保渗透水流沿两岸和闸基的抗渗稳定性。下游连接段，由护坦、海漫、防冲槽、两岸翼墙、护坡等组成，用以引导出闸水流向下游均匀扩散，减缓流速，消除过闸水流剩余动能，防止水流对河床及两岸的冲刷。 水闸关门挡水时，闸室将承受上下游水

5、位差所产生的水平推力，使闸室有可能向下游滑动。闸室的设计，须保证有足够的抗滑稳定性。同时在上下游水位差的作用下，水将从上游沿闸基和绕过两岸连接建筑物向下游渗透，产生渗透压力，对闸基和两岸连接建筑物的稳定不利，尤其是对建于土基上的水闸，由于土的抗渗稳定性差，有可能产生渗透变形，危及工程安全，故需综合考虑闸址地质条件、上下游水位差、闸室和两岸连接建筑物布置等因素，分别在闸室上下游设置完整的防渗和排水系统，确保闸基和两岸的抗渗稳定性。开门泄水时，闸室的总净宽度须保证能通过设计流量。闸的孔径，需按使用要求、闸门形式及考虑工程投资等因素选定。由于过闸水流形态复杂，流速较大，两岸及河床易遭水流冲刷，需采取

6、有效的消能防冲措施。对两岸连接建筑物的布置需使水流进出闸孔有良好的收缩与扩散条件。建于平原地区的水闸地基多为较松软的土基，承载力小，压缩性大，在水闸自重与外荷载作用下将会产生沉陷或不均匀沉陷，导致闸室或翼墙等下沉、倾斜，甚至引起结构断裂而不能正常工作。为此，对闸室和翼墙等的结构形式、布置和基础尺寸的设计，需与地基条件相适应，尽量使地基受力均匀，并控制地基承载力在允许范围以内，必要时应对地基进行妥善处理。对结构的强度和刚度需考虑地基不均匀沉陷的影响，并尽量减少相邻建筑物的不均匀沉陷。此外，对水闸的设计还要求做到结构简单、经济合理、造形美观、便于施工、管理，以及有利于环境绿化等。 泄洪闸是水闸的一

7、种形式，主要宣泄洪水，在雨季来临时，河流的流量会明显增大，水库的水位也会明显的升高，在这种情况下，各类水工建筑物必须在适当的时候开启闸门，宣泄洪水，以维持水库的水库承载能力，确保水工建筑物的安全和稳定。然而，水闸有可能出现各类工程安全问题，主要有以下几种：1、闸基问题。坐落在软土地基上的水闸，其地基往往强度很低，或者夹有不同厚度和倾角的软弱夹层和透镜体，若基础处理不好对闸基的承载和抗滑能力都极为不利。若闸基的强度不够，承载能力差，其沉降达不到要求，会发生沉降量过大或不均匀沉降、影响闸的安全。对于沙土地基，特别是粉细沙地基有发生液化的可能。对于有软弱夹层、裂隙或断层的岩基，加固措施不当也会影响地

8、基的抗滑稳定。2、渗漏问题。对于土基岩防渗排水处理有疏漏，既可能发生渗漏，也可能发生渗漏破坏。粘性土地基容易发生流土破坏，非粘性土地基则容易出现管涌。在非粘性土地基中还有一种容易发生在两种介质接触面的渗流破坏而导致管涌和流土的现象，称之为接触接触管涌和接触流土。水闸上游铺盖如果施工质量差、长度不够或分缝不合理，止水不严，会发生漏水，还可能与闸板和上游导墙产生不均匀沉降，导致开裂漏水。水闸于土坝连接处的防渗和排水布置，若与闸基的防渗和排水不相协调，也容易发生渗漏。3、材料强度问题。水闸闸室是空间壳体结构，受力比较复杂，底板、闸墩都由混凝土浇筑，在顺水流方向整体抗弯刚度必须得到保证，分缝也需合理，

9、止水要做好，否则容易因变形、不均匀沉降或温度应力而发生开裂。水闸下游的消能防冲若是布置不合理，或多孔闸门启闭不当会影响消能效果，造成下游冲刷。对于一些预应力混凝土闸墩，还要防止预应力损失过快过多的可能。对于这些工程安全问题，必须采取相应的措施加以改善和处理，然而在泄洪闸正常运行的过程中，必须有相应的安全监测措施来监测，确保它的安全稳定。监测的重点部位是基础、闸底板、闸墩、建筑物结合部等，重点监测项目是地基变形、基础渗流、闸室结构应力、水力学专项监测等。一、变形监测水利工程的基础岩体，可能存在岩性较弱，剪切带，劈理带和节理带，沿剪切面主画面的抗剪强度低。主要有两个方面的监测。1、基岩变形监测。为

10、监测剪切带的水平位移，利用原勘探大口径钻孔埋设仪器，在钻孔上显露出来的软弱夹层上下盘岩体中埋设三向测缝针，监测沿剪切带主动滑面的相对位移。2、泄水闸闸体变形监测。水平位移采用引张线监测，可在闸首和闸尾的基础廊道内各设引张线一条；在坝顶观测廊道内，利用连续引张线中的一条作为闸顶水平位移量监测的单一引张线。垂直位移采用精密水准测量法，在基础廊道内，与水平位移测点相对应，于廊道底板上埋设垂直位移测点，在泄水闸顶，按上中下游于坝块分缝两侧对应设点，形成三排测点。二、 渗流监测。1、基础渗流压力检测。扬压力的大小一方面影响着闸室的抗滑稳定，另一方面又影响着护坦的抗浮稳定。监测基础渗流压力，一般选择多个监

11、测面，布置渗压测点，尤其在护坦底板下远离廊道排水处的部位为布置重点。渗压一般采用测压管、U形管及渗压计进行监测，其中部分渗压管深入到夹层及透水带部位、监测这些薄弱部位的岩体渗压。2、渗流量监测。渗流量利用基础排水孔，采用容积法进行单孔排水量监测。在消力池护坦还设置了基岩表面排水沟，其渗透水灾排水廊道侧壁排出，在排水沟出口处监测。三、应力应变及温度监测。1、底板部分。沿闸孔中心线、坝轴线、事故闸门槽上游、工作门槽上游等四个断面布置钢筋计，每个断面中钢筋计分别布置在底板表层和底层，了解底板在纵横方向的受力情况。部分钢筋计埋设在廊道的顶部和底部，在底板和闸墩交接处垂直方向也埋设一定数量的仪器，以测量

12、定角缘应力状态。2、闸墩部分。分别在中顿和右边顿，沿闸墩的两侧表面按底板的三个纵断面布置钢筋计；对闸墩预应力区，在闸墩表层平行于水流方向布置钢筋计，在闸墩下游锚块颈部中央布置压应力计，并在压应力计的附近布置应变计和无应力计，互相验证。3、钢筋混凝土加固桩。选择护坦部位的5根加固桩，在各桩内不同高程埋设钢筋计，并在加固桩孔壁上游面埋设压应力计。4、预应力损失。可在水闸布置YU-400应力计，其中装有DI-10型应变计，监测锚束预应力，分析预应力损失情况。5、温度检测。在闸室内结构各个部位布置温度测点，掌握混凝土应力变化。温度检测主要采用差动电阻式应力应变仪器监测，也可用专门的温度计。鉴于泄洪闸的工程安全问题，对其做好了变形监测，渗流监测和应力应变及温度检测，才能确保水闸的安全和稳定，使其能正常运行，发挥它应有的功能。参考文献：1水利水电工程安全监测理论与实践、王德厚、长江出版社、2007年7月2水闸安全检测预处理方法、于国卿、汪自力、顾列亚、黄河水利科学研究院、2007年2月【精品文档】第 5 页