水闸消能设施与防护设施的设计及效果

水闸消能设施有消力池、消力槛和各种形式的辅助消能工。消力池最为常见,消力槛是较简单的消能形式。当消力池过深时,常采用在消力池末端设尾槛的结合形式。辅助消能工有小槛、消力墩、差动齿槛等,常加设在消力池中,以提高消能效果。由于消能设施承受紊乱水流的冲击作用,一般采用混凝土或钢筋混凝土结构。

上游连接段河床防护多采用浆砌石接干砌石再接防冲槽,下游连接段河床防护由于要结合消除水流剩余能量,常布置有海漫和较深的防冲槽。海漫多为干砌石和堆石结构,紧接消力段也有做成浆砌石的。防冲槽常为简单的挖槽抛石。河岸的防护多采用浆砌石接框格干砌石护坡,也有用混凝土块的,护坡下常铺设一层或两层碎石、砾石或粗砂,以防止渗流变形。

消能与防护设施的破坏或冲毁是水闸较为普遍的现象。不同的破坏情况应采用不同的加固改造措施。

(1)未设消力池,或消力池过浅的水闸,常因下游河床过低,下游水深不能保证下泄水流在护坦内形成水跃,河床受到较大流速冲刷不断下降,使尾水愈来愈低,导致护坦末端被掏空,消力池遭破坏,海漫和护坡被冲毁。针对这类病害情况,需要增设消力池或对现有不符合要求消力池进行改造,使水跃发生在消力池内。同时修复下游冲毁的海漫和护坡。还可以在护坦(消力池)末端增设钢筋混凝土防冲齿墙,以保护护坦基础不被掏空。(www.xing528.com)

(2)护坦、消力池受高速水流作用而破损、裂缝、空蚀、磨损和剥蚀;海漫、防冲槽常因水流流速过大,或本身长度、厚度不够,垫层、反滤层被掏空等原因而被破坏。这时,应分析破坏原因,提出完善、改进方案,进行改造和修复。

(3)护坡因垫层掏空,地基沉陷、冲刷、排水不畅、管理不善等原因而塌陷、破损极为普遍。这类病害加固改造的关键是改进设计,严格施工,加强管理。