大学课程《小型水利工程建设管理与运行维护》教学PPT课件：第九讲2-小型水利工程维修与养护.pptx

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小型水利工程维修与养护

（二）小型水利工程维修与养护

（二）李娜Yourcompanyslogan混凝土坝及浆砌石坝的养护与修混凝土坝及浆砌石坝的养护与修理理*一、混凝土坝与浆砌石坝的日常养护一、混凝土坝与浆砌石坝的日常养护

（一）表面养护和防护

（二）伸缩缝止水设施维护（三）排水设施维护*二、混凝土坝与浆砌石坝裂缝的处理二、混凝土坝与浆砌石坝裂缝的处理

（一）裂缝的分类及特征类类型型特特征征沉陷缝1、裂缝往往属于贯通性的，走向一般与沉陷走向一致。

2、较小的沉陷引起的裂缝，一般看不出错距；较大的不均匀沉陷引起的裂缝，则常有错距。

3、温度变化对裂缝影响较小。

干缩缝1、裂缝属于表面性的，没有一定规律性，走向纵横交错。

2、宽及长度一般都很小，如同发丝。

温度缝1、裂缝可以是表层的，也可以是深层或贯穿性的。

2、表层裂缝的走向没有一定规律性。

3、钢筋混凝土深层或贯穿性裂缝，方向一般与主钢筋方向平行或近似于平行。

4、裂缝宽度沿裂缝方向无多大变化。

5、缝宽受温度变化的影响，有明显的热胀冷缩现象。

应力缝1、裂缝属深层或贯穿性的，走向一般与主应力方向垂直。

2、宽度一般较大，沿长度和深度方向有明显变化。

3、缝宽一般不受温度变化的影响。

*二、混凝土坝与浆砌石坝裂缝的处理二、混凝土坝与浆砌石坝裂缝的处理

（二）裂缝形成的主要原因1、设计方面。

2、施工方面。

3、运用管理方面。

4、其它方面。

*二、混凝土坝与浆砌石坝裂缝的处理二、混凝土坝与浆砌石坝裂缝的处理（三）裂缝处理的方法1、裂缝表面处理

（1）表面涂抹表面涂抹是用水泥砂浆、防水快凝砂浆、环氧砂浆等涂抹在裂缝部位的表面。

这是建筑物水上部分或背水面裂缝的一种处理方法。

（2）表面贴补表面贴补是用粘结剂把橡皮或其它材料粘贴在裂缝的表面，以防止沿裂缝渗漏，达到封闭裂缝并适应裂缝的伸缩变化的目的。

一般用来处理建筑物水上部分或背水面裂缝的处理。

（3）凿槽嵌补凿槽嵌补是沿裂缝凿一条深槽，槽内嵌填各种防水材料，以堵塞裂缝和防止渗水。

这种方法主要用于对结构强度没有影响的裂缝处理。

（4）喷浆修补喷浆修补是将水泥砂浆通过喷头高压喷射至修补部位，达到封闭裂缝和提高建筑物表面耐磨抗冲能力的目的。

*二、混凝土坝与浆砌石坝裂缝的处理二、混凝土坝与浆砌石坝裂缝的处理（三）裂缝处理的方法2、裂缝内部处理裂缝的内部处理，系指贯穿性裂缝或内部裂缝常用灌浆方法处理。

其施工方法通常为钻孔灌浆，灌浆材料一般采用水泥和化学材料，可根据裂缝的性质、开度以及施工条件等具体情况选定。

对于开度大于03mm的裂缝，一般可采用水泥灌浆；对开度小于03mm的裂缝，宜采用化学灌浆；对于渗透流速大于6OOm/d或受温度变化影响的裂缝，则不论其开度如何，均宜采用化学灌浆处理。

*三、混凝土坝与浆砌石坝渗漏的处理三、混凝土坝与浆砌石坝渗漏的处理

（一）渗漏的类型混凝土及浆砌石坝渗漏，按其发生的部位，可分为坝体渗漏、坝基渗漏、坝与岩石基础接触面渗漏、绕坝渗漏。

（二）渗漏产生的原因

（1）因勘探工作做得不够，地基中存在的隐患未能发现和处理，水库蓄水后引起渗漏。

（2）在设计过程中，由于对某些问题考虑不全，在某种应力作用下，使坝体产生裂缝。

（3）施工质量差。

（4）设计、施工过程中采取的防渗措施不合理，或运用期间由于物理、化学因素的作用，使原来的防渗措施失效或遭到破坏，均容易引起渗漏。

（5）运用期间，遭受强烈地震及其它破坏作用，使坝体或基础产生裂缝，引起渗漏。

*三、混凝土坝与浆砌石坝渗漏的处理三、混凝土坝与浆砌石坝渗漏的处理（三）渗漏的处理措施渗漏处理的基本原则是：

“上截下排”，以截为主，以排为辅。

1、坝体裂缝渗漏的处理

（1）表面处理。

（2）内部处理。

（3）结构处理结合表面处理。

2、混凝土坝体散渗或集中渗漏的处理

（1）灌浆处理。

（2）表面处理。

（3）筑防渗层。

（4）增设防渗面板。

（5）堵塞孔洞。

（6）回填混凝土。

*三、混凝土坝与浆砌石坝渗漏的处理三、混凝土坝与浆砌石坝渗漏的处理3、混凝土坝止水、结构缝渗漏的处理

（1）补灌沥青。

（2）化学灌浆。

（3）补做止水。

4、浆砌石坝体渗漏的处理

（1）重新勾缝。

（2）灌浆处理。

（3）加厚坝体。

（4）上游面增设防渗层或防渗面板。

5、绕坝渗漏的处理6、基础渗漏的处理*四、混凝土坝与浆砌石坝抗滑稳定性的加固四、混凝土坝与浆砌石坝抗滑稳定性的加固

（一）重力坝抗滑稳定性不足的主要原因

（1）在勘测工作中，由于对坝基地质条件缺乏全面了解，特别是忽略了地基中存在的软弱夹层，往往因为采用了过高的摩擦系数而造成抗滑稳定性不足。

（2）设计的坝体断面过于单薄，自重不够，或坝体上游面产生了拉应力，扬压力加大，使坝体稳定性不够。

（3）施工质量较差，基础处理不彻底，使实际的摩擦系数值达不到设计要求，而坝底渗透压力又超过设计计算数值，造成不稳定。

（4）由于管理运用不善，造成库水位较多地超过设计最高水位，增大了坝体所受的水平推力或排水设施失效，增加了渗透压力，均会减小坝体的抗滑稳定性。

*四、混凝土坝与浆砌石坝抗滑稳定性的加固四、混凝土坝与浆砌石坝抗滑稳定性的加固

（二）增加重力坝抗滑稳定性的主要措施1、减少扬压力扬压力对坝体的抗滑稳定性有极大的影响，减少扬压力是增加坝体抗滑稳定性的主要方法之一。

通常减少扬压力的方法有两种，一是加强防渗，二是加强排水。

2、增加坝体重力重力坝的坝体稳定，主要靠坝体的重力平衡水压力，所以，增加坝体的重力是增加抗滑稳定的有效措施之一。

增加坝体重量可采用加大坝体断面或预应力锚固等方法。

3、增加摩擦系数摩擦系数大小与坝体和地基的连接形式及清基深度有关。

4、减小水平推力减小水平推力可采用控制水库运用和在坝体下游面加支撑等方法。

Yourcompanyslogan溢洪道的养护与修理溢洪道的养护与修理*示范引领杭州打造现代职业教育升级版示范引领杭州打造现代职业教育升级版示范引领杭州打造现代职业教育升级版示范引领杭州打造现代职业教育升级版一、溢洪道的日常养护一、溢洪道的日常养护溢洪道的日常养护主要包括以下内容：

（1）对溢洪道的进水渠及两岸岩石的各种损坏进行及时处理，加强维护加固。

（2）对泄水后溢洪道各组成部分出现的问题进行及时处理和修复。

（3）做好控制闸门的日常养护，确保汛期闸门正常工作（闸门养护在第五节叙述）。

（4）严禁在溢洪道周围爆破、取土和修建其他无关建筑物。

（5）注意清除溢洪道周围的漂浮物，禁止在溢洪道上堆放重物。

（6）如果水库的规划基本资料有变化，要及时复核溢洪道的过水能力。

（7）北方在冬季若水位较高，结冰对闸门产生影响，应有相应的破冰和保护措施。

*示范引领杭州打造现代职业教育升级版示范引领杭州打造现代职业教育升级版示范引领杭州打造现代职业教育升级版示范引领杭州打造现代职业教育升级版二、溢洪道在高速水流下破坏的处理二、溢洪道在高速水流下破坏的处理

（一）破坏原因

（1）陡坡段内坡陡、流急，水流流速大，流态混乱，再加上底板施工质量差，表面不平整造成局部气蚀，或因接缝不符合要求，水流渗入底板下，产生很大的的扬压力，或底板下部排水失效，使底板下的扬压力增大，有些工程因底部风化带未清理干净，泡水后使强度降低并产生不均匀沉陷等，从而导致泄水槽的边墙和底板破坏。

（2）有些溢洪道由于地形限制，采用直线布置开挖量过大，坡度过陡及高边坡的稳定不易解决，故常随地形布置成弯道，高速水流进入弯道，因受惯性力和离心力作用，互相折冲撞击，形成冲击波，使弯道外侧水位明显高于内侧，形成横向高差，易发生弯道破坏事故。

（3）消能设施尺寸过小或结构不合理，底部反滤层不合要求，或平面形状布置不合理产生折冲水流，下泄单宽流量分布不均匀，造成水流紊乱及流量过分集中，出现负压区产生气蚀等造成消能设施破坏。

*示范引领杭州打造现代职业教育升级版示范引领杭州打造现代职业教育升级版示范引领杭州打造现代职业教育升级版示范引领杭州打造现代职业教育升级版二、溢洪道在高速水流下破坏的处理二、溢洪道在高速水流下破坏的处理

（二）溢洪道冲刷破坏的处理1、溢洪道泄洪槽冲刷破坏的处理

（1）弯道水流的影响及处理减小弯道水流影响的措施一般有两种，一是将弯道外侧的渠底抬高，造成一个横向坡度，使水体产生横向的重力分力，与弯道水流的离心力相平衡，从而减小边墙对水流的影响。

另一种是在进弯道时设置分流隔墩，使集中的水面横比降由隔墩分散。

（2）动水压力引起的底板掀起及修理可重新浇筑底板，设止水，底板下设排水，底板与基岩间加设锚筋，并严格控制底板的平整度。

（3）泄槽底板下滑的处理防止土基上的底板下滑、截断沿底板底面的渗水和被掀起，可在每块底板端部做一段横向齿墙，有时需用锚筋加固。

*示范引领杭州打造现代职业教育升级版示范引领杭州打造现代职业教育升级版示范引领杭州打造现代职业教育升级版示范引领杭州打造现代职业教育升级版二、溢洪道在高速水流下破坏的处理二、溢洪道在高速水流下破坏的处理（4）排水系统失效的处理泄槽段底板下设置排水系统是消除浮托力、渗透压力的有效措施。

排水系统能否正常工作，在很大程度上决定底板是否安全可靠。

排水系统失效一般需翻修重做。

（5）地基土掏空破坏及处理当泄槽底板下为软基时，由于底板接缝处地基土被高速水流引起的负压吸空，或者板下排水管周围的反滤层失效，土壤颗粒随水流经排水管排出，均易造成地基被掏空、底板开裂等破坏。

前者处理是做好接缝处反滤，并增设止水；后者处理是对排水管周围的反滤层重新翻修。

2、消能设施冲刷破坏的处理

（1）对底流消能，可改善消力池的结构型式和尺寸达到防止破坏的目的。

（2）挑流消能应正确选择挑射角度及相应的设计流量等。

*示范引领杭州打造现代职业教育升级版示范引领杭州打造现代职业教育升级版示范引领杭州打造现代职业教育升级版示范引领杭州打造现代职业教育升级版三、加大溢洪道泄流能力的措施三、加大溢洪道泄流能力的措施

（一）复核溢洪道过水断面的泄流能力溢洪道的泄洪能力主要取决于控制段。

因溢洪道控制段的大多水流是堰流，因此可用堰流公式分析溢洪道的泄洪能力。

为了全面掌握准确的水库集水面积、库容、地形、地质条件和来水来沙量等基本资料，在复核泄流能力前必须复核以下资料：

（1）水库上下游情况。

（2）集水面积。

（3）库容。

（4）降雨量。

（5）地形地质。

*示范引领杭州打造现代职业教育升级版示范引领杭州打造现代职业教育升级版示范引领杭州打造现代职业教育升级版示范引领杭州打造现代职业教育升级版三、加大溢洪道泄流能力的措施三、加大溢洪道泄流能力的措施

（二）增大溢洪道泄流能力的措施1、扩建、改建和增设溢洪道溢洪道的泄流能力与堰顶水头、堰型和溢流宽度等有关。

扩建、改建工作也主要从这几方面入手进行。

（1）加宽方法。

（2）加深方法。

（3）改变堰型。

（4）改善闸墩和边墩形状。

（5）综合方法。

2、加强溢洪道的日常管理3、加大坝高Yourcompanyslogan输水隧（涵）洞的养护与修理输水隧（涵）洞的养护与修理*一、输水隧（涵）洞的日常养护一、输水隧（涵）洞的日常养护

（1）为防止污物破坏洞口结构和堵塞取水设备，要经常清理隧（涵）洞进水口附近的漂浮物，在漂浮物较多的河流上，要在进口设置拦污栅。

（2）寒冷地区要采取有效措施，避免洞口结构冰冻破坏；隧洞放空后，冬季在出口处应做好保温措施。

（3）运用中尽量避免洞内出现不稳定流态，每次充、泄水过程要尽量缓慢，避免猛增突减，以免洞内出现超压、负压或水锤而引起破坏。

（4）发现局部的衬砌裂缝、漏水等，要及时进行封堵以免扩大。

（5）对放空有困难的隧（涵）洞，要加强平时的观测，判断其沿线的内水和外水压力是否正常，如发现有漏水和塌坑征兆，应研究是否放空进行检查和修理。

（6）对未衬砌的隧洞，要对因冲刷引起松动的岩块和阻水的岩石及时清除并进行修理。

（7）当发生异常水锤或六级以上地震后，要对隧（涵）洞进行全面检查和养护。

*二、输水隧（涵）洞裂缝的处理二、输水隧（涵）洞裂缝的处理

（一）输水隧（涵）洞裂缝破坏的主要原因裂缝漏水是隧（涵）洞最常见的病害，它是在洞壁衬砌体中发生的各种表面的、深层的、贯通的裂缝。

1、输水隧洞洞身衬砌裂缝破坏的常见原因

（1）围岩体变形作用。

（2）衬砌施工质量差。

（3）水锤作用。

（4）温度变化作用。

（5）运用管理不当。

（6）其他因素。

混凝土溶蚀、钢筋锈蚀等。

2、坝下涵洞（管）断裂破坏的常见原因

（1）地基处理不当。

（2）结构处理有缺陷。

（3）结构强度不够。

（4）洞内流态异变。

（5）洞身接头不牢。

（6）施工质量较差。

*二、输水隧（涵）洞裂缝的处理二、输水隧（涵）洞裂缝的处理

（二）输水隧（涵）洞裂缝漏水的处理方法1、用水泥砂浆或环氧砂浆封堵或抹面2、灌浆处理3、隧洞的喷锚支护喷锚支护可分为喷混凝土、喷混凝土+锚杆联合支护、喷混凝土+锚杆+钢筋网联合支护等类型。

4、涵洞内衬砌补强5、重建坝下涵洞*三、输水隧（涵）洞气蚀破坏的防治三、输水隧（涵）洞气蚀破坏的防治

（一）气蚀的特征与成因明流中平均流速达到15m/s左右，就可能产生气蚀现象。

当高速水流通过洞体体形不佳或表面不平整的边界时，水流会把不平整处的空气带走，水流会与边壁分离，造成局部压强降低或负压。

当流场中局部压强下降，低于水的气化压强值时，将会产生空化，形成空泡水流，空泡进入高压区会突然溃灭，对边壁产生巨大的冲击力。

这种连续不断的冲击力和吸力造成边壁材料疲劳损伤，引起边壁材料的剥蚀破坏，称为气蚀。

气蚀现象一般发生在边界形状突变、水流流线与边界分离的部位。

由于洞壁横断面进出口的变化、闸门槽处的凹陷、闸门的启闭、洞壁的不平整等，都会引起气蚀破坏。

对压力隧洞和涵洞，气蚀常发生在进口上唇处、门槽处、洞顶处、分岔处，出口挑流坎、反弧末端、消力墩周围，洞身施工不平整等部位。

*三、输水隧（涵）洞气蚀破坏的防治三、输水隧（涵）洞气蚀破坏的防治

（二）气蚀破坏的防止与修复1、改善边界条件2、控制闸门开度3、改善掺气条件4、改善过流条件5、采用高强度的抗气蚀材料*四、输水隧（涵）洞冲磨破坏的修复四、输水隧（涵）洞冲磨破坏的修复

（一）冲磨的特征与成因含沙水流经过隧洞，对隧洞衬砌的混凝土会产生冲磨破坏，尤其是对隧洞的底部产生的冲磨比较严重。

冲磨破的坏程度主要与洞内水流速度；泥沙含量、粒经大小及其组成；洞壁体形和平整程度等有关。

（二）冲磨破坏的修复冲磨破坏修复效果的好坏主要取决于修补材料的抗冲磨强度，抗冲磨材料的选择要根据挟沙水流的流速、含沙量、含沙类型确定。

常用的抗冲磨材料有以下几种：

（1）高强度水泥砂浆。

（2）铸石板。

（3）耐磨骨料的高强度混凝土。

（4）环氧砂浆。

（5）聚合物水泥砂浆。

（6）钢板。