水工建筑物冲磨和空蚀破坏机理及其防治对策.pdfVIP

维普资讯 第 2，4卷 云南水力发电 第 2期 YI7NNANWA RPOWER 89 水工建筑物冲磨和空蚀破坏机理及其防治对策 王红强，张光碧 (I~IJIl大学水电学院，I~1]l【成都 610065) 摘 要：通过对水工混凝土冲磨、空蚀破坏机理的简要分析，从水工设计、材料、施工、维护与修补、质量控制与验收五大方面对水 工建筑物抗冲磨防空蚀混凝土关键技术进行了概括总结，为抗冲磨防空蚀混凝土的研究与运用提供参考。 关键词：水工混凝土；冲磨及空蚀；破坏机理；防治措施 中图分类号：Tv42；TV523；TV653；TV698．2 5 文献标识码：B 文章编号：1006—395l(20o8)02—0089—04 冲刷磨损与空蚀破坏，是水工泄水建筑物如溢 质不完全相同。在高速水流作用下，推移质以滑动、 流坝、泄洪洞、泄水闸等常见的病害之一。尤其是当 滚动及跳动等方式在过流面上运动，除了摩擦及切 流速较高 ，水流中又挟带悬移质或推移质等磨损介 削作用还有冲击作用。如过流面 A点处受到质量 质时，这种破坏现象就更为严重。据调查，我国运行 为rn、速度为 的砂石的冲击 (见图1)。垂直向冲 的大坝泄水建筑物有 70％存在不同程度的冲磨和 击力按动能原理分析应为(忽略水阻力)： 空蚀破坏问题，其中比较典型的有丰满、三门峡、刘 2mV1cos~ — = — 家峡、龚嘴等工程，都屡经修补而问题依然严重。 石子在水流的作用下，以速度 冲击建筑物壁面， 1 冲磨和空蚀破坏机理 假定它又以同样的速度 反弹起来，由于冲击壁 冲磨和空蚀均发生在水工建筑物泄流部位的混 面的时间 很短，则 值很大。石子在反作用力 凝土表面，而且冲磨破坏往往诱发空蚀，但冲磨破坏 作用下弹跳起来后，又会再次下落冲击壁面。这样 与空蚀破坏的机理却完全不同。 反复作用的结果，会使 A点遭受反复多次的摩擦、 1．1 冲磨破坏机理 切削与冲击。当材料强度到达极限值或疲劳极限值 携带泥、沙、石的高速水流，对混凝土表面冲磨 时，则发生破坏，表现为表层剥落，并可能继续向纵 破坏是一种单纯的机械作用破坏。悬移质泥沙颗粒 深扩展。推移质冲磨破坏作用的大小，决定于水流 较小，在高速水流的紊动作用下能充分与水混合，形 速度、流态、推移质的质量、粒径及其运动方式。对 成近似均匀的固液两相流。高速水流携带的悬移质 建筑物整体来说 ，破坏程度还和材料的抗冲耐磨性 在移动过程中触及建筑物过流面时的作用，表现为