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水工建筑物的稳定性

2017-06-16王冬雨李欢钟廷凯

科学与财富 2017年17期
关键词:分缝水闸水工

王冬雨+李欢+钟廷凯

(郑州大学 450001)

摘 要:水工建设项目中建筑物的稳定性,是保证建筑物是否可以有效运行的关键,工程项目的花费和工程效益的高低也深受稳定性的影响。结合国内外实际情况,深入探讨在限定的经济能力下通过部分工程措施使水工建筑物的稳定性达到极致。

关键词:水工建筑物;稳定性;

一、水体重法解决基底和水闸稳定性不足

水体重法是提高水工建筑物的稳定性手段中是常见的方法,通过公式的计算可以得出基底的安全系数,地基的稳定性常以安全系数值的大小来加以判断,值的大小主要取决与阻滑力与滑动力的比值。只有安全系数值大于某限定数值后才能认为安全度可靠,稳定性才能有所保障,否则认为不能满足安全指标的要求,稳定性欠缺,工程风险度则会大大提升。

在上游面时如若重力坝设计为直立面时,且稳定安全系数达不到标准的时候,这时可以对坝体进行改造,可以改变它的倾斜角度改为斜坡,也可对其表面进行改造,增加褶皱变为折坡。利用水的重量压迫坝体,从而增加抗滑能力,保障基底的稳定性。而且要避免斜坡过缓情况发生,这样也存在安全隐患。

除了基底滑动造成的稳定性不足以外,水闸运行时有时也避免不了稳定低差的情况,这时为了能充分利用水重对水闸的门前底板的作用力来提高抗滑能力,就要将水闸的大门向下游区域移动或者是底部底板向上游区域拉伸一点。这样便可充分利用到水重的作用来提高稳定性。

二、防范渗透减轻水压保障稳定性

利用防渗设备防止渗透和减轻水压等手段可以提升水工建筑工程中的诸多建筑物的稳定性。其原理则在于通过减压手段避免建筑滑动和因扬压力过大造成建筑浮起,从而形成高阻滑力的效果,保障稳定性。对于水闸和重力坝等建筑,可以通过对于基底的上游区域灌浆、建造防渗墙,建立防渗透体系,避免因水渗透而造成扬压力变大使建筑上浮。于此同时 补充排水设备,增强排水能力,这样可以防范因渗透造成的积水冲击建筑基底,避免渗透,防范积水,这样便可以有效杜绝扬压力造成的危害,以保证建筑物处于一个稳定性较高的状态。

三、使用齿坎结构结合锚筋配件提高稳定性

齿砍为溢流坝的底端设置挑流鼻坎时把挑流鼻坎设置成齿状,使水流参差不齐的挑到空中,便于水流的消能,可以使坝体的稳定性得到提高。利用齿坎可以切入基底的特性,增加主体重量,提高正压力的同時加强摩擦力,使稳定性更高。

锚筋,指的是把预埋件与混凝土锚固连接的钢筋。嵌入建筑物后可以时衬砌与基底紧密结合,防止衬砌滑动。

四、注意使用施工技巧提高建筑物稳定性

对于重力坝的基底挖采开端时期,可以改变基岩面的状况,发挥施工技巧和手段,将其改造成为可以向上游区域倾斜一点,约在3°—5°的区间范围内,角度的把控也尤为重要,如若过大不符合施工科学性,也很难达到预期的效果。正是因为小斜面的存在,坝体可以通过利用自重的手段,产生一种切向分力从而阻止自身坝体沿着坝基面方向滑动,于此倾斜基岩面对于水平推力大小的较弱也存在着明显的效果,且可以产生法向分力,一定程度的提高坝体的稳定性。或者常见的施工手段中也可以通过将基岩面表面形状进行改变,使用施工手段改造为类似锯齿状形状的表面,达到建筑物稳定性提高的效果。如若把坝基形状改为锯齿形状,其目的则在于使坝体和坝基能够紧密契合,从而接触表面的凝聚力、摩擦力都会大大增加,达到防滑效果进而达到提高坝体稳定性的目的。再比如可以以径向以及半径向的方法开挖拱坝两岸的坝肩,使得拱圈在两岸岩体处的推力方向在一定程度上得到改变,推力变得到分散,从而保障拱坝稳定性。

五、使用分缝技巧改善建筑物局部稳定性

衬砌指的是为防止围岩变形或坍塌,沿隧道洞身周边用钢筋混凝土等材料修建的永久性支护结构。衬砌技术通常是应用于隧道工程、水利渠道中。衬砌简单说来就是内衬,常见的就是用砌块衬砌,可以是预应力高压灌浆素混凝土衬砌。衬砌作为水工建筑物中重要的一环,它和水闸或其它建筑物一并,都需要具有适应多变的地质条件、沉陷、多变温度以及能够满足施工中浇筑能力的特质,为了满足这种要求的实现,分缝过程中常常使用纵横缝的设置技巧。且为了最大程度上可以使分缝块体稳定性得到保障,分缝的过程中可以使用对稳定性有较大提升效果的“搭接”、“锲形”的形式结构。比如溢洪道的泄槽上对衬砌的分缝往往就使用能够达到上下层“搭接”的分缝技巧。其原理在于上游区域一块衬砌搭落在下游区域的一块衬砌上方,可以有效的杜绝下游区域那块衬砌上浮的现象发生,从而使下游区域的稳定以及整体水流可以平顺流淌得到了保障。也可从体型较大的水闸底板出发考虑,采用分离式的分缝技巧,在正常情况下为平行闸墩及水流方向设置的。但为了达到保证水闸基底中间部分块体稳定性,在侧方块体足够稳定的基础下,把缝隙切割成“锲形”的形状,中间块体变呈现如同一个锲形体的状态,那么在顺流方向则会越挤越紧。如若担心中间块体上浮的情况发生,可以使用搭接、斜接等形式的施工技巧进行风险防范,这样就可以有效杜绝上浮的现象发生。

六、加固基础层面从而加强稳定性

建筑物稳定性若除了会造成沿基底层面方向产生滑动、浮起现象以外,还可能出现在深层的薄弱面以及结构面产生滑动现象,这也是需要施工中需要避免发生的现象,因此可以采用地基加固则尤为重要,是细节问题也是重点为题,采用加固、凝结、灌浆、堵塞软弱的结构层面的办法,使基底整体的强度综合的抗压能力得到改善和提高,从而杜绝顺沿深层的薄弱层面或结构层面发生滑动的情况发生。

总结:

以提高水工建筑物的稳定性为目的进行深入研究和探讨,从水工建筑物的结构和施工技术等方面寻求提高稳定性的方法和措施技巧,如:利用水重、防渗减压、使用齿坎结构和锚筋工具,加固基体等方法来改善因不同原因造成的稳定性不足。方法繁多,灵活多变,能够随机应变、结合实际对方法单一或组合灵活的使用,才可达到改善稳定性的最终目的。

参考文献:

[1]天津大学.水工建筑物[M].北京:水利出版社,1981.

[2]胡荣辉.水工建筑物[M].北京:中国水利水电出版社,1993.

[3]张世儒.水闸[M].北京:水利电力出版社,1998.

作者简介:

1.王冬雨(1997.11.1-)女,汉族;山东省潍坊市人,学生,郑州大学,水利水电工程、给排水科学与工程、机械工程;2.李欢,1994年8月29日,男,汉族,陕西省宝鸡市人,学生,郑州大学,水利水电工程、给排水科学与工程、机械工程;3.钟廷凯(1996.3.17-)男,侗族,贵州省镇远县人,学生,郑州大学,水利水电工程、给排水科学与工程、机械工程。endprint

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