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1、水利工程中泵站水闸洪涝排水与止水问题分析摘要：在现代水利工程中，水闸得到了广泛的应用。大量资料研究表明，我 国水利工程泵站水闸大多建在河床上。由于河床本身压缩性大，承载力低，结构 中容易出现闸室倾斜或止水破坏等故障。泵站水闸面临洪水问题时，水流总体流 速虽不高，但影响较大，河床易受水流冲刷，可能导致闸门沉降、断裂等问题， 并对水闸本身及周边建筑物造成严重影响。在水闸工程中，排水设施和止水设施 在不同程度上影响着水闸的实际应用效果。因此，加强水闸排水与止水的研究具 有重要的现实意义。关键词：水利工程；泵站水闸；洪涝排水；止水问题；措施1泵站水闸洪涝排水问题1.1防冲槽问题护坦是防止下游河床被冲刷
2、的设施。当水流通过停机坪时，停机坪通过物理 障碍物消除了水流的一定动能，但在停机坪末端，水流仍具有较强的冲刷能力， 容易破坏河床，不利于工程的稳定。因此，为了加强护坦的抗冲击能力，护坦末 端往往设置防冲槽，其基本原则是用足够的石块填充水流冲刷引起的河床冲刷坑 侧面，以保护护坦不受冲刷。根据防冲槽的结构特点，可分为抛石防冲槽和齿形 墙防冲槽。其中，应用最广泛的是抛石防冲槽。其设置方法是在护坦末端挖出沟 槽位置，并预留足够的石块。当水流冲刷力较大，河床上留有冲刷坑时，防冲槽 内预留的抛石沿水流冲刷方向滚落，最后附着在河床冲刷坑上游边坡上，可有效 防止冲刷坑的进一步扩大和上游发展，从而保护护坦的安全
3、。但为降低工程造价， 部分单位采用砌体设计的防冲槽，其结构物性不牢固。面对较大的水流冲击，无 法有效保护河床，影响泵站水闸的排洪效果，给工程施工带来不便。1.2闸门基础防渗层排水由于水闸上下游水位落差较大，上游水从河床渗入泵站水闸，通过水闸上游 连接段的防渗毯、护底等设施，最后通过排水孔从下游连接段渗出。为保证水闸 对水流的控制效果，通常采用高防底泄的地下等高线布置原则，即在高水位侧设 置防渗设施，以降低上游水流对水闸底板的渗透压力，在低水位侧设置渗排水设 施，加快渗流量。泵站泄洪闸门一般采用瓦排水，即在闸底板和护坦下铺设透水性好的粗砂、 卵石等材料，形成一定的排水体。通过这些材料连接渗流，不
4、仅可以降低闸底的 渗透压力，而且可以消除闸后建筑物的渗透压力。但部分水闸仅在消力池底板设 置防水体，在水平纠偏段和陡坡段未进行贴砖防水体设计，增加了闸门底部的渗 水压力，不利于水闸的稳定。1.3消力池底板排水孔消力池可以削弱水流的冲刷力，保护河床和岸坡。消力池底板需要承受较大 的水冲击力和压力，因此通常采用高密度、高强度、抗冲击、耐磨的材料制成。 为了降低消力池底板上的渗水压力，在水平裙板的后侧往往设置一个垂直布置成 梅花形的排水孔，并在消力池底板排水孔处铺设一层反滤层，从而有效降低消力 池底板的压力，延长底板的使用寿命，减少事故的发生。然而，一些水闸的设计 不够专业。为了使消力池底板的渗透压
5、力最小，从水平护坦的始端到尾部设置排 水孔。然而，当水进入陡坡地段时，在重力势能的作用下，有较大的动能，加快 了水流速度，在水流湍急的压力下，排水孔内的细粒结构可能被吸出。长期运行 后，消力池底板将完全损坏，使水闸失去控制水流的能力，造成严重危害。2泵站泄洪闸伸缩缝渗漏问题及原因我国水利工程的大数据表明，泵站泄洪闸的泄洪问题经常出现在伸缩缝处。 总的来说，我国水闸止水带的设计和应用往往有严格的要求和标准，但受设计理 念、施工环境、材料等诸多因素的影响，少数水闸的止水带伸缩缝往往达不到标 准，这与总体设计和施工过程中的几个常见问题，特别是施工过程中的问题密切 相关。为了达到水闸的防洪目的，需要在
6、伸缩缝中设置止水带。但止水带的设置需 要人工操作，混凝土浇筑时不会彻底清理止水带上的水泥渣、油污等污染物。在 这种情况下，止水带与混凝土的结合度达不到要求的标准，不能很好地结合，产 生缝隙，从而产生渗漏。此外，由于工艺要求和生产工艺的不同，部分止水带也 会出现自身的不合格问题。例如，一些止水带有砂眼和不可靠的接缝。使用这种 止水带只会使防洪止水带伸缩缝的问题更加严重。从以上问题可以看出，伸缩缝 问题主要发生在混凝土与止水带之间。因此，除上述两种情况外，止水带与混凝 土浇筑不密实，或虽浇筑较密实，但混凝土泌水收缩形成微缝隙，也会导致渗漏。3泵站水闸洪涝排水与止水策略3.1水闸泵站与排涝站运行远程
7、监测针对水闸泵站日常运行需要，还需要对其和排涝站的运行状态进行远程监测。 利用自动化防洪控制系统，在水站泵站的管理中心设置数据库、服务器、防雷器、 超短波单台、前置通信设备及蓄电池等硬件结构。在排涝站遥测中心设置定向天 线、同轴防雷器、闸内水位测量设备、太阳能板、站门、遥测终端设备等硬件结 构。利用CDMA和GSM无线传输技术，实现对水站泵站管理中心和排涝站遥测中 心的通信传输。在实现水闸泵站与排涝站运行远程监测过程中，还需要对相应的 建设范围进行规定，通过自动化防洪控制系统接口规范和通信协议规范，为后续 水闸泵站扩建提供充足的预留接口。同时通过对建设范围的规定能够进一步实现 信息的高度传递和
8、共享，以此提高信息资源的利用率，并为水闸泵站管理中心人 员提供更加全面、及时地掌握工程运行状况和管理情况。3.2污染物的控制泵站泄洪闸在防洪止水施工过程中，模板上的脱模剂会产生油污，粘附在止 水带上。因此，在模板安装前可安排本工序的卸板工序，并保持一定的施工间距， 避免施工过程中板与模板的接触摩擦。在浇筑混凝土过程中，混凝土可能会落在止水带上，产生水泥渣。对于这种 情况，需要多次手动处理。在初次拆除的基础上，还需要定期检查和拆除，直至 混凝土浇筑完成；此外，除水泥渣外，如果遇到其他杂物或污染物，也需要及时 处理，以确保止水带与混凝土的完美结合。3.3止水带的自我完善止水带生产过程中可能会出现砂
9、眼、钉孔和接头松动。这些小缺陷可能造成 水闸的重大安全隐患。因此，在采购止水材料时，相关采购部门需要严格筛选材 料的质量。他们不仅需要分析和比较止水材料的品种、规格和性能，还需要仔细 检查其外观，以防止出现砂眼或接头松动和不可靠。如果材料不合格，需要及时 更换。施工人员在安装止水带时，为了高效或方便，可能会用铁钉将止水带钉在模 板上，这往往会导致止水带上出现钉孔，因此应避免这种方法。固定止水带的正 确方法是模板嵌入法。如果条件允许，也可以使用相同的材料焊接方法。为了提 高焊缝的可靠性，也可采用铆接和焊接的连接方式。在重要部位安装止水带时， 可采用热压胶接的连接方式。止水带安装后，应对所有焊缝进
10、行一系列检查和试 验，以确保焊缝质量。只有在没有异常问题的情况下，它们才能投入实际应用。结论水利工程泵站泄洪闸的排洪、止水处理关系到工程安全和周边人民的生产生 活。因此，应重视泵站水闸的设计和施工。在施工过程中，必须保证原材料质量， 保证施工质量，加强人员管理，保证泵站水闸的施工质量，发挥其应有的作用。参考文献：1 张帆.濮阳市马颊河吉七闸除险加固工程水力设计阐述J.河南水利与南 水北调，2018,47(1):60-61.2 李韵，张有山.水利旅游开发中的环境问题与对策J.灌溉排水学报， 2020,39(6):148-148.3 金鑫鑫，张建华，张国新.某大孔口水闸底板施工温控数值模拟J.中国 水利水电科学研究院学报，2019,17(5):47-52.4 王晓升，陈毓陵，孙靖康.分水闸站枢纽分水池流态改善措施研究J.灌 溉排水学报，2018,37(12):109-115.
