西克尔水库灌区水工建筑物损坏原因及防治措施

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1、西克尔水库灌区水工建筑物损坏原因及防治措施【摘要】为了解决灌区水工建筑物损坏的问题，针对灌区夏季酷热，冬季严寒，土壤中普遍含盐碱，在强烈的冻融和盐蚀下，致使水工建筑物遭到程度不同的损坏实际，根据实地调查，测试和有关资料分析，找出了破坏原因，并提出防治措施。【关键词】水工建筑物；损坏因素；盐蚀；冻胀；防治【Abstract】Inordertosolvetheproblemdamagedirrigationhydraulicstructuresforirrigationinsummerheatandagedinvaryingdegreestheactua

2、l,accordingtofieldinvestigations,testingandrelateddataanalysistoidentifythecausesofdamageandproposedcontrolmeasures.【Keyagefactor;Saltcorrosion;Frostheaving;Control1.本情况西克尔水库位于新疆喀什地区伽师县境内，水库是以灌溉养殖为主，兼防洪的灌注式平原水库。灌区年平均气温11.7。C，极端最高气温41.2。C，极端最低气温-22.5。C，年降水量62.2mm，年蒸发量2251.5mm，最大

3、冻土深61cm，年平均积雪深度约10mm，最大冻土深度61cm，。水质及冰情：地表水化学类型为SO42-·Ca2+型水，具溶出型弱腐蚀，具碳酸型弱腐蚀，对普通水泥具结晶类硫酸盐型强腐蚀，对抗硫酸盐型水泥无腐蚀型。地下水化学类型为SO42-·Na+型水，具一般酸性腐蚀，具碳酸型强腐蚀，硫酸镁性中等腐蚀，对普通水泥具硫酸盐型对抗硫酸盐性水泥具强腐蚀性。地表水和地下水对纲结构具中等腐蚀。本区水工建筑物损坏主要形式：1.1渠首：引水不大，冲沙量小，加之水流挟沙量大，造成不少渠首上下游严重淤积。1.2水冻：由于防浪护坡简陋，地基处理较差和冰推、风浪等，水库迎水

4、坡水面以上冲成陡坎，水下部分坝坡成为海滩状，干砌石护坡沉陷、变形。1.3渠道：边坡滑坍，护面损坏。渠坡冻胀土冻融后，因抗剪强度变小，边坡失去稳定产生坍塌，排水沟重于灌水渠，深沟重于浅沟，土壤含盐越多，滑坍越重。1.4建筑物：翼墙断裂，隔墙拔起，护坝破裂，中墩隆起。1.5水闸：启闭设施不同程度的损坏，锈蚀，启闭不灵或闸门门板蚀烂。2.水工建筑物破坏的成因分析灌区水工建筑物使用寿命短，损坏严重，除了结构设计不合理，在水重及水压压力等荷载的作用下，在建筑物内部引起应力及应变等外，还因建筑物自身强度钢度不够，致使出现裂缝，变形过大，引起建筑物失去稳定，管理不

5、善，维修不够，运行不合理，灌溉渠道出现冰冻融解造成地基及两岸土体的渗透变形。此外，盐蚀和风力也是主要的影响因素。2.1冻融破坏。灌区地下水位埋深多为1～3m，冬季寒冷，冰冻指数高，土质大多为黏土，壤土和粉沙土类，存在严重冻害破坏的自然条件。实施调查看出土壤中的水分在负重条件下结成冰晶，使土体膨胀，含水率越高。因建筑物或砌层约束了土体的冻胀变形而产生巨大的推力，使衬砌护面遭到破坏，许多建筑物受冻胀破坏严重。2.2盐蚀破坏。受地理因素、自然气候和人为因素的影响，灌区不同程度地受盐碱危害，多以氯盐土为主。盐碱对水工建筑物产生危害的原因：2.2.1盐胀：土壤

6、中的盐分析出并吸水结晶时，体积膨大而产生盐胀。硫酸盐盐胀最严重。夏季溶解度最高，随着气温的降低，溶解度逐渐降低，动机盐分析并出结晶，体积膨大，挤压四周土体，在土壤空隙不能容纳全部晶体时，土体将慢慢向上隆起而膨胀。土体在膨胀与收缩反复交替作用下，形成松胀层，致使建筑物基础不稳定。土坝上游面混凝土板护坡因盐胀而导致破坏，尤其是对渠系的破坏很大。2.2.2可溶性盐分对建筑材料产生危害：调查证明当土中氯盐含量大于5%时，对水泥和石灰产生腐蚀作用，使加固土的密度和水稳性降低。硫酸盐含量大于1%时，除具有腐蚀性作用外，还因盐胀使水泥加固土、砂浆、混凝土等产生疏松

7、、剥落、掉皮等严重侵蚀现象。可溶性盐分对砖、金属件、橡胶、木材等也具有不同程度的腐蚀作用2.3受风浪作用破坏。灌区风沙天气一年达200多天，年平均风速在3m/s以上，瞬间最大风速为20～30m/s，西克尔水库为平原水库，水库和大坝和渠堤多为就地取材修筑。坡浪对水利工程的破坏表现在：当波峰冲击坡面时，形成较大射流，动能变为势能，波浪沿护坡面上爬，板前水位高于板后水位，护坡承受正压力；随着风力的减弱，沿坡面上爬的波浪在重力作用下迅速回落，势能转变为动能，由上而下冲击波谷，致使板前水位低于板后水位，护坡板承受扬压力。在波浪反复冲击下，护坡混凝土板不断承受正

8、、负压力的交替变化。风力越大波浪越高，对护坡板产生的正负压力则越大，当板后扬压力超过混凝土板的自重时，板将被