第一章 灌排工程的水毁原因极其修复和重建的指导思想与原则
第一节 灌排工程的水毁原因
??? 农田灌溉排水工程直接承担着改善农业生产条件，提高农业抗御洪涝干旱自然灾害的任务。这些工程多建于江河湖泊附近，小型工程多，量大、面广，自身抗御洪水等自然灾害的能力弱。每遇大的洪水，农田灌溉排水工程首当其冲，很容易被淹没、冲毁、损坏。
??? 一、灌排工程常发生的水毁现象
??? （1）水源与渠首工程。包括小水库、塘坝、蓄水池、拦河闸、引水闸等。常发生：坝体滑坡、塌陷、漫溢决口；水闸基础淘刷、倾斜、开裂、位移等。
??? （2）灌排泵站。常发生：厂房进水，机电设备被淹，电气设备绝缘下降，无法使用；泵房位移、倾斜；前池边坡塌陷、底板冲毁、管涌；出水管道损坏等。
??? （3）灌排渠（沟）道。常发生：山体滑坡堵塞渠道或冲毁渠道，渠道滑坡、塌陷、决口、冲毁，淤积等。
??? （4）渠系建筑物。常发生：基础淘刷、位移、倾斜、沉陷、开裂、甚至冲毁。
??? （5）机井。常发生：洪水淹没，泥沙淤积，变压器、电机等设备浸水损坏。
??? 二、造成灌溉排水工程水毁的原因
??? （1）灌排工程本身的设计标准低。如许多除涝排水工程设计标准只有3-5年一遇，高的5-10年一遇，抵御不了超标准洪水。
??? （2）灌排工程设计有缺陷，施工质量差、设施不配套。如有一个水库溢洪道设计为挑流式消能，但下游水位高，形不成挑流，造成消力池被冲毁。有的渡槽施工中因缺乏资金而修改设计图纸，减少的槽身长度改用高填方渠道代替，洪水一来，渠道冲毁。一些地处丘陵山区的盘山渠道缺少防洪、撇洪措施及易被山洪泥水淤填或冲毁。排水系统不配套，只有干沟，缺少支沟或平时不注意清淤，排水不畅，加重了洪涝灾害。还有的水库坝肩与库坡结合部处理不好导致水毁。
?? （3）工程老化。许多已经运行二、三十年，甚至四、五十年的工程，由于水费标准低，缺乏维护经费，长期带病运行。由于设施、设备老化严重，功能下降，在大洪水面前不堪一击，极易损坏。
??? （4）有些乡、村兴建的灌排工程，如圩堤，排涝闸、站等，其位置或标准与区域、流域总体防洪规划不协调或有矛盾。
??? （5）有些工程管理不善，责任不落实，工程设施失修。洪水来临，该开启的闸提不起来，事先准备的应急措施发挥不了作用，加重了损坏程度。
第二节 修复和重建的指导思想与原则
??? 水毁灌排工程修复与重建要贯彻执行党中央、国务院关于“水利建设要坚持全面规划，统筹兼顾，标本兼治，综合治理的原则，实行兴利除害结合，开源节流并重，防洪抗旱并举。重大水利工程建设，应从长计议，全面考虑，科学选比，周密计划。”以及其它要求。具体来说应注意以下几点：
?? （1）灾后首先要组织力量，深入调查研究，总结分析洪水成因，洪灾损失、灌溉工程水毁的原因。在此基础上，有针对性地提出灾后修复、重建的总体规划和计划。
??? （2）灾情重、水毁工程数量多的地区，要区分不同情况，按轻重缓急统筹安排，分步骤实施。要把以安置灾区群众生活和恢复生产急需关系密切的工程放到优先地位。有些损毁严重，时间紧，来不及重建的工程，应采取临时措施，使之先能排水或灌溉，以后再搞正规、永久性工程。
??? （3）灌排工程修复、重建规划要服从流域、区域水资源开发利用规划和防洪规划的统一安排和要求。要按照“蓄泄兼筹、以泄为主”的防洪方针，安排建设好上游地区的水土保持、生态环境建设、水库、塘坝等蓄水工程以及中下游地区河堤、圩堤、河道疏浚等防洪排涝工程。长期达不到设计效益面积的灌排工程，要重新进行水土资源平衡分析，合理调整设计规模。
??? 位于江河行洪区、分蓄洪区、江河干堤外滩地内的圩垸和灌排工程，要按防洪需要平垸行洪，退田还湖，影响行洪的工程，不再修复。凡被洪水冲破的江河干堤外滩地上的民垸及湖区内的民垸、行洪垸，原则上不应修复，实行退田还湖。湖区内、江河干流上影响行洪的民垸，要放弃和清除。其中一部分退人不退耕，洪水过后还可耕种。规划中的重点垸、确保垸、重点铁路干线通过的民垸，干堤内因破堤成灾的圩垸可以修复。需要恢复的民垸，必需科学规划，制定安全建议方案，并经审查批准，方可修复。需要平垸行洪的圩垸，要有计划地分步实施。
??? （4）灌排工程的修复与重建规划要点、面结合，旱涝碱综合治理，地表水与地下水，排涝与降渍，沟、渠、路、林、井、电通迅网统一安排。还要与移民建镇、住房修复重建等结合，为小城镇的供水，排水创造有利条件。
??? （5）缺水地区灌溉工程的修复、重建要按照节水灌溉的要求重新确定设计标准和规模，逐步建成节水型灌区。
??? （6）经济发达地区或有经济实力的乡、村灌排工程修复与重建要考虑“二高一优”农业、现代农业的要求，适当提高设计标准。
??? （7）积极采用先进实用新技术、新材料、新工艺，数量多、可以统一规格的田间小型建筑物，应尽量采用定型设计和装配式结构，提高灌排工程的技术水平。
??? （8）灌排工程的修复、重建不限于当年水毁工程，还要结合考虑原来没有配套设施的续建、老化失修工程的改造，做到修复、完善、改造一气呵成。
??? （9）大中型灌排工程的修复重建应按基建要求做好勘测、设计，适当考虑量水测水、通迅调度的需要，为灌区科学管理创造必要的条件。
??? （10）灌排工程的修复、重建要严格执行各有关技术标准、规程规范。重点灌排工程要实行招投标制、建设监理制，严格施工管理，把好工程质量关。工程建成后要进行验收。
??? （11）修复、重建完的灌排工程，要建立和完善管理规章制度，培训管理人员，落实管理责任制。
（12）深化灌排工程管理体制改革。要改革不适应市场经济体制要求的旧管理体制，探索建立能调动群众积极性、有活力的新体制。贯彻“水利产业政策”规定，加快灌溉排水水费改革，建立新的运行机制。
第二章 水源与渠首工程
??? 水源与渠首工程的修复内容包括：水库防洪能力和兴利库容的复核，土石坝、混凝土坝、泄水建筑物、闸坝消能防冲设施和河道整治工程的修复。
第一节 水库防洪能力与兴利库容的复核
??? 小水库在大洪水时失事情况较多，有的造成水库堤坝漫溢甚至垮坝。如1998年松嫩流域大洪水，吉林、黑龙江有四座水库出现坝顶漫溢过水，四方山水库被冲垮。水库失事的原因多为：水文资料不足，选用的防洪标准偏低；运行多年，库内泥沙淤积使有效库容大幅度减少等。洪水过后必须对水库的防洪能力和兴利库容进行复核，提出改善措施，以保水库及下游灌区安全。
??? 一、水库测量和分析计算
??? 水库经过超设计洪水运行后, 必须对水库进行一次测量, 并进行相应的分析计算, 具体内容有：
??? 1. 库区地形测量。
??? 2. 库容曲线修正及泥沙淤积对有效防洪库容的影响分析。
??? 3. 回水曲线计算及泥沙淤积延伸引起的淹没农田影响分析。
??? 二、防洪能力复核
??? 水库的防洪能力包括：水库的允许最高水位、防洪限制水位和水库防洪运行标准等重要指标。上述指标在规划设计或管理运行中都已作过规定，但洪水过后，因水文资料系列延长可能导致设计洪水加大，以及水库工程设施发生变化等原因，故仍有复核的必要。方法参照有关水库调洪演算资料。
??? 三、兴利库容复核
??? 兴利库容是死水位和正常蓄水位之间的库容。洪水过后，如水库发生泥沙淤积现象，需对兴利库容进行估算。方法参照有关水库兴利调度计划方面的资料。
??? 四、水库泥沙淤积及恢复库容的方法
??? 我国是多泥沙河流的国家, 在多沙河流上兴建的水库, 库容极易被泥沙淤积。特别是中小型供水水库, 洪水过后泥沙淤积严重，有些水库甚至完全失去了蓄水的作用。可见，水库泥沙淤积直接关系到水库防洪能力和兴利库容的大小。因此, 如水库发生严重的泥沙淤积问题，洪水过后必须采取包括工程措施和调度运行在内的综合措施, 清除淤积在水库中的泥沙。
??? 清除水库泥沙淤积的工程措施, 主要包括在水库设置排沙底孔或排沙隧洞或旁泄渠道(管道)等。调度运行措施主要有：
??? 1. 蓄清排浑：采用汛期降低水位, 宣泄高含沙水流的水库运用方式, 使每年7～8月河流挟带的大部分泥沙被排出库外。
??? 2. 空库冲刷：采用定期泄空水库的运行方式, 将靠近坝的淤积泥沙冲出水库, 并在淤积物中冲刷出一个主槽, 该主槽成为蓄水库容的一部分。
??? 3. 异重流排沙：利用汛期来水泥沙含量高、极易在水库形成异重流的条件, 及时通过排沙设施将异重流排出库外, 减少泥沙在库区的淤积。
??? 4. 高渠冲滩：利用库区高滩深槽的淤积形态，修建引渠，拦引河水到沿库周边修建的冲刷
沟, 人为增加势能, 依靠重力侵蚀与水力冲刷的作用对淤滩进行破坏与输移, 将泥沙排出库外。
??? 5. 虹吸：利用坝上下游之间的水头差作为原动力, 将水库泥沙通过虹吸排入下游河道。
第二节 土石坝的修复
??? 土石坝易受洪水影响发生裂缝、坝体滑坡，坝身、坝基及沿山体绕坝渗漏, 浆砌石坝也可能会产生裂缝和漏水的情况, 洪水过后必须进行全面检查和处理。
一、土坝裂缝的处理
??? 土坝裂缝就其成因可分为干缩、冻融裂缝、沉陷裂缝和滑坡裂缝；按其走向分为纵向裂缝、横向裂缝和龟裂。根据其不同的成因和情况采用不同的方法进行处理, 常用的处理方法有：
??? 1. 开挖回填法
??? 开挖回填法是裂缝处理比较彻底和一种方法, 适用于深度不大的表层裂缝及防渗部位的裂缝。
??? (1)干缩裂缝的处理。对均质土坝坝面产生的干缩小裂缝(缝宽小于5mm, 深度小于0.5m), 一般在坝体浸水后可自行闭合, 也可不加处理；如干缩裂缝较深, 雨水沿缝渗入, 将会增大土体含水量, 降低裂缝区域的土体抗剪强度, 促使裂缝发展, 宜用开挖回填方法处理。处理前应先沿缝灌入少量石灰水, 显示出裂缝, 再沿石灰痕迹挖槽, 并把槽周洒湿, 然后用相同土料回填, 分层夯实, 在表面再填筑砂性保护层, 对粘土斜墙的干缩裂缝, 应将裂缝表层土全部清除, 按原设计的土料干容重分层填筑压实。
??? (2)横向裂缝的处理。横向裂缝因产生顺缝漏水, 可能导致坝体穿孔, 故对大小横缝均要开挖回填, 彻底处理。开挖时顺缝开槽。如裂缝较深, 沟槽可开挖为阶梯形。 对于贯穿性横缝, 开槽时还应开挖与裂缝成十字形相交的结合槽, 使沟槽呈梯形断面后再行回填。
??? (3)纵向裂缝处理。由于不均匀沉陷产生的纵向裂缝, 如宽度和深度较小, 对坝身安全无较大威胁, 可只封闭缝口, 防止雨水渗入；或先封闭缝口, 待沉陷趋于稳定后再进行处理。如纵向裂缝宽度和深度较大, 则应开挖回填处理。
??? 2.灌浆法
??? 当土坝裂缝很深或很多, 开挖困难或会危及坝坡稳定时, 则以采用灌浆法处理为宜。对坝体内部裂缝, 应采用灌浆法处理。要注意以下几个问题：
??? (1)灌浆孔布置。应根据调查、探测所掌握的土坝裂缝分布、位置、深度及施工时坝体填筑的质量和蓄水后坝体渗漏等资料拟定。
??? (2)灌浆压力。灌浆压力的大小直接影响到灌浆质量，要在保证坝体安全的前提下, 选用灌浆压力。
??? (3)浆液配制。配制的浆液要满足流通性、析水性好以及收缩性小的要求。
??? (4)施工程序。首先按拟定的孔位钻孔。然后用直径等于或略大于孔径的钢管插入孔中, 将输浆管与钢管相连, 利用手摇灌浆机、泥浆泵等机械。在没有灌浆机械时, 也可用重力灌浆法。
??? (5)冒浆处理。在灌浆过程中, 发生坝面冒浆或开裂时, 可采取降低压力, 缓慢灌注；改用浓度较大的泥浆；泥浆中渗入砂料、矿渣，加入速凝材料；采用间歇性灌浆法；用粘土填压堵塞冒浆孔或沿缝开挖回填粘土。
二、土坝滑坡处理
??? 土坝滑坡常用的处理方法有：
??? 1.放缓坝坡。当滑坡是因边坡过陡所引起时则应放缓坝坡。具体做法是：将滑动土体全部或下部被挤出隆起部分挖除, 或适当加大坝体断面。放缓后的坝坡, 必须建好坝趾排水设施。
??? 2.开挖回填。对因施工质量差引起的滑坡, 彻底的处理方法是开挖回填, 将滑坡部分土体全部挖除后, 再用好土填筑压实。如坝体内部有软弱土层, 最好将其同时清除回填。开挖回填后, 同样要做好坝趾排水设施。
??? 3.压重固脚。在滑坡坡脚增设砂石体加固坡脚, 以增大其抗滑能力, 是防止滑动的有效方法之一, 常用的有镇压台(又名戗台或平衡台)和压坡体(又称帮坡)两种形式。
??? 4.清淤排水。对因坝基有淤泥层或软弱土层引起的滑坡, 彻底处理的办法是将淤泥或软弱土层全部清除。如淤泥或软弱土层分布较广不易全部清除时, 可将坝脚部分清除, 再开挖导渗排水沟排水, 以降低淤泥或软弱土层的含水量, 同时在坝脚用砂石料作压重固脚, 增加抗滑能力。
??? 5.开沟导渗、滤水还坡。对因排水体失效, 浸润线抬高, 以致坝坡土体饱和而引起的滑坡, 可采用开沟导渗, 滤水还坡的办法处理。先将滑体挖除, 再从开始脱坡的顶点到坝脚开挖导渗沟, 沟中埋入砂石等导渗料, 然后将陡坎以上土体削成斜坡, 换填砂石土壤, 其余部分仍还原土并层层夯实, 恢复未滑坡前的原坡面。必要时, 再在坝脚加做堆石固脚。
??? 6.裂缝处理。土坝伴随滑坡产生的裂缝, 往往有雨水或渗透水浸入致使土体软化甚至形成稀泥, 因此, 应将裂缝挖开, 清除软化土体或稀泥后, 用原筑坝土料分层回填夯实。如裂缝深度过大, 全部开挖回填工程量太大时, 也可采用开挖回填与灌浆相结合的方法, 即先开挖回填裂缝上部, 并用回填粘土形成阻浆盖, 然后以粘土浆液或水泥粘土混合浆液灌浆。
三、土坝渗漏处理
??? 土坝渗漏按其部位分为坝身渗漏、坝基渗漏、绕坝渗漏三种。其处理方法是：
??? 1.坝身渗漏处理
??? (1)斜墙法。对因施工质量不好, 产生管涌、管涌塌坑、斜墙被击穿、浸润线及逸出点被抬高, 引起坝身普遍漏水等情况, 可用斜墙法处理。如因条件限制, 库水位不能放空, 无法补做斜墙时, 可采用水中抛土方法。
??? (2)灌浆法。对均质土坝、心墙坝需要进行防渗处理的深度较大, 采用粘土斜墙或水中抛土法处理也较困难时, 可用灌浆法处理。在预定部位钻孔灌浆以形成帷幕或堵塞孔隙达到防渗目的。
??? (3)防渗墙法。防渗墙法是处理坝身渗漏较为彻底的方法。即在坝身上打一些直径0.5～1.0m圆孔, 再将若干圆孔连成一段槽孔, 再在槽孔内灌注混凝土, 最后将各段槽孔连接成插入坝身密实土体部位的混凝土防渗墙。
??? (4)导渗沟法。对坝身渗漏, 背水面发生散浸, 但不致于引起坝坡失稳时, 采用导渗沟处理是一种较为有效且施工简便的方法。
??? (5)导渗培厚法。对坝身渗漏比较严重, 散浸面积大, 浸润线逸出点明显高于排水设施, 且坝身明显单薄的, 可用导渗培厚法处理。在下游坡加筑透水后饯, 或在原坝坡上填筑一层排水砂层，培厚坝身断面，增厚后的新老排水设施要相互连接, 才能起到导渗效果。
??? (6)导渗砂槽法。对坝身渗漏、散浸严重，但坝坡较缓, 采用导渗沟法也不能解决, 可采用导渗砂槽法处理。其做法是在渗漏严重的坝坡部位, 用钻机钻成一些并列的排孔, 开成一条条导渗砂槽。
??? (7)毒杀生物，堵塞洞穴。土坝如因白蚁、鼠獾等动物钻洞穴居而造成漏水时, 必须将为害的动物杀除, 并将洞穴堵塞。
??? (8)使用土工织物、塑膜、组合膜等处理坝身渗漏。
??? 2.坝基渗漏处理
??? (1)粘土截水槽。对不透水层较浅, 土坝质量较好, 主要是因为坝基或原防渗墙未能与不透水层相连接而产生的坝基渗漏, 宜采用粘土截水槽处理。截水槽应布置在土坝上游的适当位置, 并要与坝身或斜墙可靠地连接起来。截水槽底部要与基岩或不透水层结合好。如发现基岩有裂缝或岩熔发育, 应先对基岩做帷幕灌浆处理。
??? (2)混凝土防渗墙。对地基透水层较深, 如用修建粘土截水槽处理坝基渗漏需开挖断面过大而不经济时, 可采用混凝土防渗墙法。此法是利用冲击钻造孔, 然后向孔内灌注混凝土, 使之形成一道封闭防渗墙以阻止坝基渗漏。如果土坝水头较低, 也可不用混凝土而改用泥结卵砾石作防渗墙。
??? (3)砂浆板桩。对于因系粉沙、淤泥等软基层产生的坝基渗漏, 且软弱层较浅(一般不超过10m), 可采用砂浆板桩法处理。该法是把20～40号工字钢打入坝基内, 水泥砂浆经灌浆管注入地基, 充填工字钢拔出后的孔隙, 整个坝便形成一道砂浆板桩防渗墙。
??? (4)灌浆帷幕。对于由坝基透水层过深, 修建防渗墙处理坝基渗漏困难, 或坝基透水层中有较大的漂砾、孤石，造孔效率甚低。或仅需要对坝基局部进行渗漏处理时, 可采用灌浆帷幕方法。该方法在一定压力下, 把按要求配制好的浆液灌注于坝基透水层, 使之充填土体孔隙, 交胶结成防渗帷幕。
??? (5)粘土铺盖。对土坝质量较好, 地基不透水层深的坝基渗漏, 开挖截水槽比较困难时, 可采用粘土铺盖法处理。粘土铺盖法是利用粘土在坝上游地面分层填筑碾压, 形成一种覆盖层。它具有覆盖渗漏部位, 加长渗径, 减小坝基渗流比降, 保证坝基渗透稳定的作用。
??? 在水库运行期间不能允许水库放空修筑铺盖时, 也可采用水中抛土法形成铺盖。
??? (6)坝后导渗。对因坝基渗漏, 造成坝后长期积水, 形成淤泥或沼泽地, 以致影响坝坡稳定时, 可采用坝后导渗法处理。坝后导渗是利用水平砂池、排水沟等将坝基渗水汇集至下游。
??? (7)压渗台。适用于坝基渗漏严重, 坝后发生翻水冒沙、管涌或流土现象的处理，有石料压渗台和土料压渗台两种形式，它是根据反滤原则利用自身重量以平衡渗透压力, 增加地基的渗透稳定性, 防止地基渗透破坏所常用的方法之一。
??? (8)减压井。减压井是利用钻机在土坝下游地基上每隔一定距离钻孔穿过弱透水层、强渗水层，把地基深层的承压水导出地面, 以降低浸润线和防止坝基土渗透变形, 是处理坝基渗透破坏的较好方法之一。这种措施只有在承压水头不高的情况下,才可能起到预期的减压作用。
??? 3.绕坝渗漏处理
??? 土坝渗漏的处理原则是上截下排。上截就是在上游(坝轴线以上)封堵渗漏入口，截断渗漏途径，防止渗入。具体采用的工程措施可分为垂直防渗和水平防渗。下排是在下游采用导渗和滤水措施，使渗水在不带走土颗粒的前提下迅速安全排出，以达到渗透稳定。根据渗漏造成的原因和具体条件决定采用上截还是下排，往往是两者结合使用。
??? 绕坝渗漏是沿着坝岸结合面或沿着坝端山坡土体的内部向下游渗水, 甚至集中渗流, 它能引起坝端部分的坝体内浸润线抬高, 岸坡出现阴湿、软化甚至产生滑坡。常用以下方法处理：
??? (1)截水墙。对岸坡有强透水层产生的绕坝渗漏, 可在岸坡开挖深槽穿过强透水层, 再在槽中回填粘土, 形成一道截水墙防止渗漏。
??? (2)防渗斜墙。对因岸坡岩石破碎造成的大面积渗漏, 可采用沿岸坡做粘土斜墙处理。斜墙下端应作截水槽嵌入不透水层中, 或以粘土铺盖向上游延伸。斜墙顶部以上应沿山腰开截水沟, 将雨水引向别处排泄 。如岸坡是由砂砾料堆积而成, 粘土斜墙下面还应铺反滤层。
??? (3)粘土铺盖。对坝肩岩石节理裂隙细小, 风化较轻的绕坝渗漏, 如山坡较缓, 可贴山坡作粘土铺盖, 其防渗效果亦较好。
??? (4)衬砌。对坝肩岩石节理裂隙细小, 风化较轻, 但山坡较陡, 不宜作粘土铺盖, 可采用衬砌方法处理。在水位变化较少部位, 用砂浆抹面；水位变化较频繁和裂缝较大部位, 用混凝土、钢筋混凝土或浆砌块石结合护坡, 做衬砌防渗。
??? (5)灌浆帷幕。对因坝端岩石裂隙发育, 产生严重绕渗时, 可用灌浆帷幕处理。使坝肩与坝基的帷幕连接为一整体，形成一个完整的防渗帷幕。
??? (6)堵塞回填。对因岸坡岩石裂缝产生的绕坝渗漏, 可采用堵塞回填法处理。先将岸坡清理干净, 再用砂浆填塞裂缝, 上面再用粘土回填夯实。如岸坡内有洞穴与水库相通, 应按反滤要求堵塞洞穴, 上游面再用粘土回填夯实, 如洞穴不与水库相通, 则可用排水沟或排水管把泉水引到坝下排泄。
??? (7)导渗排水。在下游采用导渗排水, 可以保护坝体土料不致流失, 防止管涌。对下游岸坡岩石渗水较小的绕渗, 可沿渗水坡面以及下游坝坡与山坡结合处铺设滤层, 导出渗水, 如果下游岸坡岩石地下水位较高, 渗水严重, 可沿岸边山坡脚处, 打基岩排水孔, 引出渗水；如下游岸坡岩石裂隙发育密集, 可在坝脚山坡岩石中打排水平孔, 将裂缝切穿, 集中排出渗水。
??? 四、浆砌石坝
??? 1.裂缝的处理方法
??? (1)勾缝填塞。对于缝深10cm以内的表层浅缝, 可沿裂缝凿开暴露砌石面, 然后用水泥砂浆堵塞。
??? (2)重砌或填缝。对于裂缝较宽, 且已贯穿砌体的, 须将裂缝处损坏的砌块拆除, 重砌平整, 空隙间用予填骨料埋管灌浆处理, 也可在缝间灌注水泥砂浆或混凝土填缝。
??? (3)综合措施。对于诸如砌石拱坝的水平贯穿缝将危及建筑物安全的裂缝处理，需对坝体进行加固, 在坝的上游面水平缝凿槽填补混凝土, 并加筑混凝土防渗墙及浆砌条石加固体。
??? 2.渗漏的处理方法
??? (1)环氧材料涂抹。沿缝凿成槽, 在槽面涂抹环氧材料。
??? (2)麻丝填塞。对于个别漏水的砌缝, 采取在上游坝面填塞沥青麻丝, 再用水泥砂浆勾缝, 对于某些伸缩缝渗水, 采用沥青麻丝或桐油灰麻丝填塞。
??? (3)灌缝与涂抹相结合。对于上游面未设混凝土防渗墙, 下游坝面发生沿砌缝及坝面湿润时, 采用上游坝面砌缝灌注水泥浆和砌石表面涂抹水泥砂浆相结合的方法。
??? (4)增做混凝土防渗层。在防渗层和砌石坝体间进行接缝灌浆。
??? (5)增做刚性防水层。视工程的重要性和水头大小, 分别采用三层或五层水泥浆及水泥砂浆分层相间压抹的防水层。
第三节 混凝土坝的修复
??? 经过超设计洪水运行后, 应对混凝土坝所发生的表层损坏、裂缝和渗漏情况进行全面检查和处理。处理的方法有：
一、混凝土表层损坏的修补
??? 混凝土表层损坏常造成表面不平整或表层混凝土松软, 引起局部剥蚀, 并不断扩大。在钢筋混凝土中, 则由于表层损坏使保护层减薄或钢筋外露, 导致钢筋锈蚀。损坏严重时会削弱结构强度, 使建筑物失稳而破坏。
??? 根据表层损坏面积和深度选择不同的修补方法。常用的方法有：
??? 1.水泥砂浆修补。对修补面积较大但深度较小, 在5～10cm时, 可在全部清除已损坏的混凝土表面部位进行凿毛处理后, 将拌合好的砂浆用铁抹抹到修补部位。当修补部位深度较大时, 可在水泥砂浆中掺适量的砾料, 以增强砂浆强度和减少砂浆干缩。
??? 2.予缩砂浆修补。予缩砂浆是将拌合好的砂浆堆放置30～90分钟才使用的干硬砂浆, 当修补面积较小或工程量较少时, 该法修补, 不仅强度和平整度可以保证, 而且收缩很小, 成本低廉, 施工方便。如无特殊要求, 优先选用。
??? 3.喷浆修补。喷浆修补是将水泥、砂和水的混合料, 经高压喷射至修补部位。喷浆一般可分为刚性喷浆、柔性网喷和无筋素喷浆。分别适用于喷浆层有金属网并承担水工结构中的全部或部分压力、保护作用和浅层缺陷的修补。
??? 4.喷混凝土修补。喷混凝土修补虽经高压将混凝土拌料以高速运动注入修补部位。它的密度及抗渗能力比一般混凝土大。而且具有快速、高效的特点。适用于表层损坏面积大、深度大于20cm的回填。
??? 5.混凝土真空作业修补。真空作业是采用真空气流将浇筑的混凝土中多余的水量提早吸出, 以增加混凝土的早期强度，提高混凝土质量, 缩短拆模期限的一种修补方法。适用于表层损坏面积大、深度大于20cm的回填。
??? 6.压浆混凝土(予填粗骨料混凝土)修补。压浆混凝土是将有一定级配的洁净粗骨料预先埋入模板中, 并埋入灌浆管, 通过灌浆管用泵把水泥砂浆压入粗骨料间的空隙中胶结而成为密实的混凝土。适用于表层损坏面积大、深度大于20cm的回填。
??? 7.环氧材料修补。环氧材料用于表层修补的有环氧基液、环氧石英膏、环氧砂浆和环氧混凝土等。环氧材料是具有较高强度和抗蚀、抗渗能力, 能与混凝土材料很好粘结的一种较好的修补材料，但其价格较高, 工艺比较复杂, 一般宜与其他方法配合作用。
二、混凝土裂缝的处理
??? 混凝土裂缝可分为沉陷缝、干缩缝、温度缝、应力缝和施工缝。不同的裂缝呈现裂缝的不同特点, 沉陷缝的裂缝属于贯穿性的, 干缩缝属于表面性的, 温度缝由于裂缝产生的原因不同, 分别属于表层、深层或贯穿性的。应力缝和施工缝属于深层或贯穿性的。不同特点的裂缝采用不同的处理方法。
??? 1. 表面裂缝处理
??? (1) 表面涂抹：先将裂缝附近的混凝土表面凿毛, 并尽可能使糙面平整, 然后用水泥砂浆或防水快凝砂浆(在水泥砂浆中加入了防水剂, 同时也是快凝剂)或环氧砂浆涂抹在裂缝的混凝土表面。
??? (2) 表面粘补：用胶粘剂把橡皮或玻璃布或紫铜片和橡皮联合粘贴裂缝部位的混凝土表面；
??? (3) 凿槽嵌补：沿混凝土裂缝凿一深槽, 用水泥砂浆或沥青材料, 包括沥青油膏、沥青砂浆、沥青麻丝, 或予缩砂浆(干硬砂浆)或聚氯乙烯胶泥等填于深槽内；
??? (4) 喷浆修补：在混凝土裂缝部位(已凿毛)的表面喷射一层密实而且强度高的水泥砂浆保护层, 以封闭裂缝。根据裂缝的部位、性质和修理要求及条件分别用无筋素喷浆、挂网喷浆或挂网喷浆结合凿槽嵌补等方法。
??? 2. 裂缝内部的处理
??? 系指在裂缝内部采用灌浆处理, 其施工方法通常为钻孔灌浆, 对于浅缝或仅需防渗堵漏的裂缝, 可采用骑缝灌浆方法。灌浆材料常用水泥或化学材料，可按裂缝的性质、开度等情况选定：
??? (1) 水泥灌浆。适用于开度大于0.3mm的裂缝。
??? (2) 化学灌浆。适用于开度小于0.3 mm的裂缝和对于渗透流速较大(大于600m/昼夜)或受温度变化影响(如伸缩缝)的裂缝。
三、混凝土渗漏的处理
??? 混凝土坝的渗漏按其部位可分为坝身渗漏、坝基渗漏、绕坝渗漏, 不同的渗漏其处理方法如下：
??? （一）坝体渗漏处理
坝体渗漏是由裂缝、结构缝、伸缩缝和蜂窝空洞等引起的渗漏。
??? 1.裂缝渗漏处理
??? （1）表面裂缝处理
??? 1）表面涂抹：先将裂缝附近的混凝土表面凿毛, 并尽可能使糙面平整, 然后用水泥砂浆或防水快凝砂浆(在水泥砂浆中加入了防水剂, 同时也是快凝剂)或环氧砂浆涂抹在裂缝的混凝土表面。
??? 2）表面粘补：用胶粘剂把橡皮或玻璃布或紫铜片和橡皮联合粘贴裂缝部位的混凝土表面；
??? 3）凿槽嵌补：沿混凝土裂缝凿一深槽, 用沥青材料, 包括沥青油膏、沥青砂浆、沥青麻丝, 或予缩砂浆(干硬砂浆)或聚氯乙烯胶泥等填于深槽内；
??? 4）喷浆修补：在混凝土裂缝部位(已凿毛)的表面喷射一层密实而且强度高的水泥砂浆保护层, 以封闭裂缝。根据裂缝的部位、性质和修理要求及条件分别用无筋素喷浆、挂网喷浆或挂网喷浆结合凿槽嵌补等方法。
??? （2）内部裂缝的处理
??? 裂缝的内部处理是指在裂缝内部采用钻孔灌浆的方法, 对于浅缝或仅需防渗堵漏的裂缝, 可采用骑缝灌浆方法。灌浆材料常用水泥或化学材料。
??? 2.渗漏或集中渗漏的处理
??? 由于蜂窝空洞、不密实及抗渗标号不够等缺陷, 引起的散渗或集中渗漏时, 根据渗漏的部位、程度和施工条件等情况决定采取一种或多种方法结合进行处理。具体方法有：
??? （1）灌浆：适用于混凝土密实性较差、裂缝孔隙比较集中的部位。
??? （2）表面涂抹：适用于大面积的细微散渗及水头较小的部位。
??? （3）筑防渗层：适用于大面积散渗的情况。
??? （4）混凝土回填：适用于局部混凝土疏松, 或有蜂窝空洞造成的渗漏。
??? 3.止水、结构缝渗漏的处理
??? 采用补灌沥青、化学灌浆和补做止水设施等方法。
??? （二）坝基渗漏处理
??? 混凝土坝的基础, 有非岩基和岩基两种, 对于非岩基渗漏的处理参照本章第二节。
??? 对于岩基基础渗漏的处理方法有：
??? (1) 加深原帷幕。对于原帷幕深度不够造成的渗漏。
??? (2) 接触灌浆。对于混凝土与基岩相接产生渗漏。
??? (3) 加深加厚阻水帷幕。对于有断层破碎带垂直或斜交于坝轴线贯穿坝基造成渗漏。
??? (4) 增设排水孔。对于排水设备不畅或堵塞, 设法疏通, 增设排水孔以改善排水条件。
??? （三）绕坝渗漏处理
??? 根据混凝土坝两岸的地质情况, 在搞清渗漏的原因及来源与部位的基础上, 采取相应的处理措施。参照第二节之三(土坝渗漏处理)的方法。对于土质岸端的绕坝渗漏, 还可采用开挖回填或加深刺墙的方法。
第四节 泄水建筑物修复
??? 泄水建筑物主要指水库的溢洪道，放水涵、管和隧洞，以及其控制闸门。受洪水影响，这些建筑物常发生裂缝、沉陷, 冲刷磨蚀，或局部破坏等, 洪水过后须在检查和分析破坏原因的基础上进行修复。
一、溢洪道的修复
??? 1. 溢洪道裂缝的处理。 溢洪道的底坡、边墙、堰体、闸墩及消能工程一般均由钢筋混凝土或砌浆块石修建, 常会产生裂缝。根据不同的情况选用以下几种方法处理：
??? (1) 对缝宽很小, 一般宽度在0.1mm以下, 表面又无渗水龟裂缝的, 将不会影响结构强度, 可以不加修理。 对处于高流速下比较密集的龟裂缝, 虽然裂缝很小, 也应用环氧砂浆涂抹表面, 以增强其抗冲耐蚀能力。
??? (2) 对缝宽在0.1mm以上不渗水的裂缝, 可用环氧胶泥粘补裂缝表面。
??? (3) 对有小量渗水, 但不影响结构强度的少数裂缝, 可采用凿槽嵌补或喷浆的方法。
??? (4) 对数量较多, 分布面较广 , 但不影响结构强度的细微裂缝, 可采用水泥砂浆抹面, 浇筑混凝土隔水层、沥青混凝土防水层或表面喷浆。
??? (5) 对渗漏较严重, 但对结构强度无影响的裂缝, 可在渗水出口面凿槽, 把漏水集中导出后, 再嵌补水泥砂浆, 并在渗水进口面粘补胶泥等材料, 或用钻孔灌浆堵漏。
??? (6) 对开裂的伸缩缝 , 不渗水的可用凿槽嵌补法。有渗水的可先加止水片后再封补。
??? (7) 对沉陷裂缝, 要先用灌浆法加固基础后堵缝, 必要时可同时采用恢复或增强结构整体性措施, 如浇筑新钢筋混凝土或新混凝土, 灌浆，喷浆，钢板衬砌，锚筋锚固及预应力锚索加固等。
??? 2. 溢洪道冲刷的修复
??? (1) 对溢洪道的坝面磨损, 可用水泥砂浆、环氧砂浆等高强度耐冲材料补强覆面处理。
??? (2) 对溢洪道的陡坎部位底板发生沉陷或被掀起, 如是局部的, 可进行局部修复。如破坏严重, 则应重新翻修, 彻底处理。翻修时要保证施工质量，做好伸缩缝或工作缝的止水。对未做好排水设施的, 还要在护坡底部加设纵横排水暗管, 将渗水排向下游。暗管可用直径10-15cm的小孔陶管或其它材料管, 管的四周填砂石反滤层。
??? (3) 对溢洪道消力池的损坏, 应根据不同的原因采取不同的措施：如因消力池底板太薄被冲坏, 一般应翻修加厚；如因气蚀受破坏, 可用高标号水泥砂浆或环氧砂浆修补, 也可以在池中加做消力齿槛以消杀水势。
??? (4) 对溢洪道下游护坦发生冲刷破坏, 局部者进行翻修加固；如因消力池尾水位太低或消力池过短, 消能性能不良导致下游护坦被冲刷破坏, 可采用加高消力池尾槛或加长消力池, 加做消力墩等, 也可采用在下游适当位置修筑低坝, 抬高尾水位，但不得影响挑流消能。
??? 3. 溢洪道泄洪能力不足的处理
??? (1) 加高大坝, 戴帽加高, 从背水坡加高培厚。
??? (2) 改造溢洪道, 拓宽增大过水断面, 降低溢流堰顶高程, 并建闸。
??? (3) 增设泄洪底孔或增设非常溢洪道。
??? (4) 提高过流能力, 改变堰型, 提高流量系数, 改善进口布置, 如采用直角形胸墙加弧形导流板。
??? 二、放水涵洞(管)的修复
??? 小型水库的放水涵洞(管)大都为坝下埋管。常因涵洞(管)发生裂缝渗漏, 使涵洞出口处周围出现渗水, 处理的方法有：
??? 1. 局部堵漏。对混凝土涵管管壁局部渗漏清水, 可采用局部堵漏法处理：将涵管有漏水砂眼处凿开后, 用玻璃纤维或石棉绳堵塞, 表面再抹以水泥砂浆或环氧浆。对于浆砌涵, 灰浆脱落或裂缝漏水的, 将砌缝或裂缝洗涤干净后, 用玻璃纤维堵塞漏缝, 用掺有水玻璃的快速水泥砂浆勾缝。
??? 2. 环氧树脂补强防渗。对涵洞洞壁和隧洞衬砌产生一般裂缝漏水, 可采用环氧树脂补强防渗。施工时, 将裂缝部位水泥砂浆凿出, 用钢丝刷将碎片、砂粒清除洗净、烘干 ，然后在表面涂抹一薄层环氧基液, 最后用环氧砂浆填补好, 并用烧热的泥刀压实抹平。
??? 3. 灌浆处理。对质量较差、漏水严重的涵洞洞壁和隧洞衬砌, 以及涵洞外壁与土坝坝体接触不好, 填土不实, 或防渗垫层不密实等引起的纵向渗漏, 均可采取灌浆方法处理。灌浆可分别在洞内或坝上进行。灌浆材料一般为水泥浆, 输水涵洞外壁渗水可灌泥浆或粘土水泥浆。大型输水建筑要求较高的也可用环氧水泥浆。
??? 4. 衬砌加固。对涵管质量差，洞壁单薄, 漏水严重, 或发生断裂的可以采用衬砌加固。衬砌加固有内衬和套管两种。内衬是涵管内壁衬砌一层浆砌块石或预制混凝土。套管法是将预制的钢筋混凝土管或钢丝网水泥管一节节地套在原涵管之中, 然后在新旧涵管之间填充水泥砂浆或预埋骨料灌浆。衬砌或套管后，过水段面及通过流量均相应减小。
??? 5. 地基加固。对因地基不均匀沉陷而导致涵管断裂的, 采用加固地基并进行管身结构补强处理漏水。如断裂部位在涵管进、出口附近 ，可直接挖出坝体松软地基部分, 用三合土分层填筑夯实, 如涵管断裂部位在中段或坝身较高开挖困难处, 可在管内钻孔进行基础固结灌浆, 或在洞内开挖基础换土回填。
??? 6. 加做截流墙。涵管因未做截水环引起的渗漏, 可在坝体迎水坡开挖一段, 加做几道截流墙, 再回填夯实。
??? 7. 喷浆补强加固。可用水泥砂浆和混凝土进行喷浆。对于比重较大, 要求较高的隧洞, 在喷混凝土时还可增加锚杆支护或锚杆和钢筋网联合支护的方法。
??? 8. 对因涵洞进口形状不当产生的气蚀, 应改善进口形状。进口形状最好改成椭圆形曲线, 闸门槽与洞身之间应设渐变段。对无压洞及部分开启的有压洞如产生气蚀，可在产生负压区位置设置通气孔。对于产生气蚀已受破坏的部位, 可用环氧砂浆修补。剥蚀严重的应用钢板衬砌修理。
??? 9. 重建新涵。对涵管严重破坏, 但管径较小, 无法加固的漏水涵洞, 应重建新涵。
??? 三、闸门修复
??? 经历大洪水后，闸门会出现振动、气蚀和锈蚀(金属闸门)等。
??? 1. 闸门振动处理。
??? (1) 加固闸门。对于跨度较大而结构简易的闸门, 最主要的防振措施是加固闸门, 增加刚度。
??? (2) 改变闸门缘形状。对于平板闸门叶底缘后倾角过小或是平底直角形状, 致使水流挑滚回漩, 迫使闸门振动时，应采取改变底缘形状和后倾角措施处理。可将底缘做成斜角或抛物线形状在也可在底板下接一直段。
??? (3) 调整门槽间隙。对于因闸门在门槽中的门前间隙上与门后间隙下比例不当引起闸门振动, 可适当调整前后间隙的比例。
??? (4) 改变门槽形状。对于因闸门门槽上下游边缘如均为直角转角, 开启后门槽外回旋、负压、紊动引起振动, 可将门槽下游边缘削成圆角, 使水流平顺, 避免或减轻振动。
??? (5) 改善或扩大通气孔。对于因通气孔过小或被堵塞, 造成门后补气不足导致闸门振动, 应扩大或清除通气孔。
??? 2. 闸门气蚀处理
??? (1) 改变闸门底缘形状。改变闸门底缘形状, 使水流流线贴合边界, 避免出现负压现象。
??? (2) 增设补气设施。对因通气条件不良而导致气蚀, 采取在气蚀部位增设补气设施, 以改善通气条件。
??? (3) 采用耐气蚀材料补强。金属部位可用锰钢或低合金钢板镶护。混凝土部位可用环氧砂浆或环氧混凝土修复。
??? 3. 闸门腐蚀处理
??? (1) 金属闸门防锈通常采用涂料保护、金属喷镀和电化学保护三种方法防锈。
??? 1）涂料保护：用油漆或其他涂料抹在结构表面, 以隔绝与外界介质的接触。
??? 2）金属喷镀：用金属喷镀起物理隔绝作用, 当金属层有缺损时具有牺牲阳极保护阴极的作用。
??? 3）电化学保护：外加电流与涂料联合使用, 以减小保护电流, 防止水下钢闸门原电池的腐蚀。
??? (2) 钢丝网水泥闸门修复。钢丝水泥闸门的修复视闸门的损坏情况分别采用：
??? 1）表面涂刷涂料：对于修复钢丝水泥闸门上细小裂缝采用。
??? 2）水泥砂浆修补：当钢丝水泥闸门因保护层厚度不够出现露筋, 显网和显筋时, 先将表面凿毛, 清理干净后, 用水泥砂浆刷一层底浆, 再用高强度的水泥砂浆修补。
??? 3）焊接新筋网和水泥砂浆修补。当出现筋网锈蚀, 断裂及破碎时采取先将损坏处周围砂浆凿去, 边缘凿毛, 再将锈蚀严重或已断裂的筋网割除, 然后焊接上新筋网, 用水泥砂浆修补。
第五节 闸坝消能防冲设施修复
??? 闸坝消能防冲设施主要指泄水闸、冲沙闸、溢流坝、溢洪道、泄洪沟等出口以及下游的消能防冲设施。在遇到大洪水时，消能防冲设施易被冲毁。下面是几项有效的防治措施。
??? 一、岩基的防冲防淘
??? 1．设置鼻坎或增建消力墩。由于下游水深不够,水跃发生在消力池内或护坦下游时, 可在护坦末端设置鼻坎, 将水流挑至远处河床, 也可在护坦下游增建消力墩。
??? 2. 建顺流潜水墩。由于坎脚下游未做护坦, 在横向水流冲击下引起冲刷 , 淘刷时, 可在坎脚下设置与坎台同高的顺流潜水墩, 截断横向水流, 并对已破坏的河床基岩浇混凝土封闭处理。
??? 3. 修建壅水坝。挑流消能工如果水垫不足, 引起冲刷时, 可在下游修建壅水坝。以加深水垫，防止冲刷。
??? 4. 设置隔墙。由于挑流消能工挑距不够, 影响结构物稳定时, 可在溢流面设置隔墙, 使少数闸孔开启时, 水流不至于因沿坝面扩散, 造成单坎流量减小而抛射过近。
??? 5. 设置钢筋混凝土保护层。如因河床基岩本身节理裂缝发育而抗冲能力不够时, 可设置钢筋混凝土防护层，或对水平节理切割的巨块岸石, 采用锚筋锚固, 并用水泥砂浆嵌缝, 提高抗冲能力。
??? 二、软基的防冲防淘
??? 1. 在护坦上加浇混凝土保护层并增设消力池和尾槛。由于护坦布置太高, 或下游河床过低, 使下游水深不能保证下泄水流在护坦下形成水跃, 河床受到较大流速冲刷不断下降, 使尾水位愈来愈低, 因而破坏海漫时, 可在护坦上加浇一层混凝土防护层, 并增设消力池和尾槛, 使水跃发生在护坦上, 防止下游海漫和河床的冲刷。
??? 2. 回填加固或抛石或改善翼墙扩散角。因软基河床严重冲刷危及结构安全或使齿墙破坏时, 除对坝脚淘空部分回填加固外, 有条件的可改善原坎台的几何尺寸, 使在不同泄流时, 有较好的面流衔接。改善下游翼墙扩散角, 使过坝水流扩散均匀, 避免折冲水流及回流冲刷。抛块石、石笼、混凝土块护脚, 防止齿墙基脚淘空。
??? 3. 增设排沙设施。在含沙量大的河道上，因没有排沙设施引起的上游淤积造成主流集中, 流速过大, 冲刷严重时, 除了对防冲破坏部分修复外, 将泥沙清除后, 增设排沙设施, 改善上游淤积状况。
??? 三、岸坡坝下的防冲防淘
??? 1.增做或延长导水墙, 改善水流扩散情况, 减少回流。
??? 2.修建挑流坝和潜水墩, 避免主流冲刷和回流淘刷。
??? 3.增做或延长混凝土或块石护岸, 以提高岸坡的抗冲能力。
??? 4.采用三向曲线型的尾部挑流坎, 使岸侧挑流水舌能沿规定方向抛射 , 避免冲击对岸岸坡。
??? 5.导水墙及护岸应建在岩基上, 如非岩基, 则必须设防淘齿墙或采取抛石、石笼、混凝土块护脚等措施。
??? 四、气蚀腐蚀的防治
??? 1. 改善结构布置。如将消力坎等做成流线型, 削去棱角, 或将矩形差动坎改为梯形差动坎, 或将消力池的尾槛由台阶形改为斜面梳齿形, 尽可能不设消力墩。
??? 2. 向低压区补充空气减少负压。如在差动坎挑流的高坎侧壁开通气孔，其位置应在模型试验得出的负压部位或稍偏上游。
??? 3. 加强结构物的抗蚀能力。可在气蚀部位采用抗蚀能力强的材料镶补, 或在闸坝消能工上用抗冲耐磨材料（如普通高强混凝土、钢板、铸铁板、铁砂混凝土、真空作业混凝土及花岗岩条石等）做护面。近来也有采用环氧砂浆、环氧混凝土、铸石板、铸石砧呋喃砂浆及呋喃混凝土、钢纤维混凝土、铁砂混凝土等做护面。
??? 五、护坦稳定的加固
??? 闸坝护坦的断裂、塌陷等，有的是由于基础不好引起的, 也有的是由于扬压力和水跃产生不平衡的压力而引起的。加固措施是：
??? 1. 改善闸坝下游排水系统。连接横向排水管的纵向管路有堵塞时, 应增加其数量, 适当加大孔径。在地下水较高的部位设集水槽、填滤层、埋排水管，将地下水排出。在未设止水的横缝下游, 打一排表面排水孔, 以排除横缝的动压力。增设排水孔, 要深达基岩以下0.5m左右, 以减少护坦底板浮托力。
??? 2. 改善防渗、止水设施。加厚防渗设施或增加帷幕灌浆, 帷幕布置一般设在闸坝首, 或闸坝首与护坦末端同时设置。有条件的, 可加深或增做截水墙,以延长渗径。延长、加厚上游铺盖或重新翻修, 提高铺盖质量, 增强防渗效果。在混凝土底板之间的分缝处加设止水, 以减少由于浮托力和动水压力引起的底板损坏。
??? 3. 提高护坦抗冲、抗扬压力的能力。在护坦底板上加做钢筋混凝土防护层, 新浇防护层与老底板之间要用插筋连接加固。用足够厚的混凝土板代替原有浆砌块石或混凝土预制块底板, 以增加稳定性, 或增加底板厚度。
??? 4. 加强护坦底板与基础的连接。在护坦底板与基础面做固结灌浆, 灌浆材料可选用水泥或粘土水泥, 灌浆压力的选用, 以灌浆不破坏底板为原则。
第六节 河道整治工程修复
??? 无坝引水成败的关键是引水河段的稳定, 引水口应处于弯道凹岸弯顶以下深槽部位和边滩稳定的顺直段。为此, 一般均需对引水口以上的河段进行河道整治。整治措施根据不同的目的可分为大、中、小水控导工程, 顺坝、丁坝和琐坝的作用是调整较长河段水流泥沙的态势, 保持整个取水河段河道的稳定。潜坝则是通过对局部河滩地进行固滩, 增加水流的糙率, 以保证主槽位置不变。修建包括导沙堤(坎)、拦沙堰(坝)、叠梁及鱼咀工程，尽可能减少进入渠道的泥沙, 保证安全正常的引水。鱼咀工程则是为了能尽可能多引水。
??? 经历洪水后, 引水河段的河势、冲淤情况必然会发生大的变化。因此, 对引水河段冲淤情况应进行检查, 在此基础上对河道整治工程进行修复。
??? 河道整治工程的修复是为了稳定河势， 修复过程中应根据河势的变化情况来确定是小修还是重建。而不能简单的恢复。根据不同的目的，修复内容包括：
??? 1. 顺坝、丁坝和琐坝等工程的修复。当引水河段的河势发生大的变化, 造成严重影响引水的保证性，包括新的流路的出现, 弯道平面位置和冲淤变化剧烈以及引水口脱落等情况，必须考虑包括整治工程在平面上的位置及其布置、方向、长度等因素；
??? 2. 导流坝。当进水口前沿深槽位置、泥沙淤积面高程等均有变化时, 可通过修建导流坝以改善局部流场可修建导流坝。
??? 3. 潜坝。当需要对局部滩地进行固滩以确保主槽位置不变, 或引水口下游河床促淤以抬高水位增加引水量可修建潜坝。
4. 琐坝合理布置。当引水河段江道散乱、汊道、串沟、跑溜口众多, 致使分水分沙条件复杂时, 往往采用修建琐坝, 以此调整河道的水流流态, 同时堵塞支流, 减少跑溜水量以此保证引水量, 河段水流流态改变必须调整琐坝的布置。
第三章 泵 站 工 程
第一节 水泵的超常运行
一、水泵超高扬程运行
平原湖区轴流泵站通常在外洪、内涝的情况下运行，尽管在设计时一些泵站对在某些不利工况下运行进行过校核，但由于受水环境变化的影响，沿江和湖泊的河床逐年淤高，泵站内、外水位变幅较大，特别是特大洪水期间外江水位居高不下，泵站的扬程超出其设计使用范围，泵站被迫停机，甚至损坏。
解决上述问题，可根据各泵站实际情况，分别采取措施。
??? 1.调节叶片安装角
目前，国产轴流泵口径在300mm以上的，叶片角度可以调节。调节叶片安装角在一定程度上扩大了泵的使用范围，当泵站扬程增高时，可减小叶片安装角，适当减小出水量，以满足水泵在高扬程情况下正常运行的要求。
目前国内数量较大、分布较广，口径在1m以下的中小型轴流泵站(一般由乡镇管理)，由于技术力量薄弱，加上调角费时费力(半调)。因此，泵站自投入运转后，很少根据运行条件的变化对泵的正常运行范围进行复核和调节，结果造成能源浪费，泵站发挥不了正常效益。因此，建议加强技术指导，特别是对那些使用不当、扬程超过正常使用范围的泵站，应根据新的运行条件，仔细复核水泵工况，提出相应的技术措施。按照经济、有效的使用原则，一般只有当调角不能满足新的运行要求时，才考虑其它的技术改造方案。
??? 2.换泵
如果将叶片角度调至最小仍不能满足高扬程的长期运行要求，则可考虑更换成高扬程的水泵，如比转数较低的轴流泵或导叶式混流泵等。
更换水泵通常是一种比较省事的办法，但对大中型水泵，要考虑机组配套和流道匹配等因素，因此工程投资较大，机组设备费用较高。另外，在同流量下由于泵的扬程高，泵汽蚀及水力振动的可能性增大，特别是与进、出水流道之间的水力配合问题往往成为换泵的主要矛盾。因此，在原有泵站水工基础上采用换泵的办法来解决高扬程问题，不仅代价较高，而且技术上较复杂，因而一般只适用于中小型轴流泵站。另外，换泵时不仅要考虑在最高扬程时泵站能够安全运行，而且也应该尽可能使泵站能在多年运行中的平均效率较高，对于最高扬程与平均扬程相差甚大的泵站应该充分考虑这一点。
??? 3.改换叶轮
改换叶轮与换泵优缺点大致相同。不过，改换叶轮仅涉及到泵内的某一部件，因而改造投资可大量节省，通常适用于大中型轴流泵站的修复与技术改造。
解决超高扬程问题，必须将泵的现有叶轮更换成比转数较低的轴流式叶轮(在功率不变的条件下，增大扬程，减小流量)。由于将叶轮的扬程提高，叶轮出口的速度或动量矩环量增大，因而要求出口导叶的扩压、消旋功能更强。目前国内叶轮直径2.8m及以上的大型立式轴流泵，导叶固定在出口流道的钢筋混凝土中，因而在改叶轮时更换导叶相当困难。由轴流泵的工作原理可知，叶轮扬程提高后，导叶进口水流的绝对液流角(导叶进口安装角)α3减小，导叶的曲率θ增大。如不换导叶，在同一流量下，水流必将在导叶进口的背面形成旋涡区，从而引起泵的效率降低，出口压力脉动，因此在更换改型叶轮时最好也更换导叶。对更换导叶有困难的，最好与有关研究单位合作，在现有装置条件下尽力寻求改善措施，最终改造方案应该通过模型试验来确定。
??? 4.提高水泵转速
由相似定律得知，提高水泵转速，可增大泵的流量和扬程，但水泵的轴功率增加，动力机需要增容。对超高扬程的泵站，采用这种方法的关键在于增速方式及变速设备的选择。对小型排灌泵站，由于机组较小，变速容易实现(如调节内燃机进油量，改变皮带轮直径等)。对以交流电动机为动力的，可调节同步转速(分无级的变频调速和有级的变频调速)，或调节转差率(适用于异步电动机，分调节电机定子电压、改变串入绕线式电机转子电路的附加电阻等)两种调节方式。前者属于节能型，后者属于耗能型。对大中型农用泵站，由于机组容量较大，调速设备较贵，因而使用受到一定限制。
但是，近几年来结合水泵增速及电动机改造需要，武汉水利电力大学泵及泵站教研室的有关专家主张在更换老化电机线圈的同时，实现增容和调速两项功能。即在进行老化电机改造时，通过减薄绝缘层厚度，加大绕组导线截面，在原电机结构不变的条件下，提高电机功率；同时，采用“丢极”的办法提高电机转速，以适应高扬程时泵站的运行需要。
水泵增速后带来的新问题，可能有汽蚀、机组结构强度、轴承寿命以及临界转速的校验等问题。水泵增速还可能使进水流道流态变化，使水泵进口处的流速和压力分布不均匀，从而加剧机组振动。采用这种改造方案，建议与有关研究单位和水泵、电机的生产厂家一道，根据泵站具体情况，商定具体改造方案。
??? 二、水泵的超功率运行
在特大洪涝灾害发生时，特别需要泵站在超高扬程下尽可能地加大水泵流量。这时往往使水泵的轴功率大大超过额定轴功率，致使配套动力机超载损伤。解决水泵超功率问题的常用方法有减小叶片安装角、降低水泵转速、更换功率较大的动力机、电机增容改造等。
??? 1.减小叶片安装角
当水泵在高扬程运行时，减小叶片安装角可以有效地降低水泵轴功率，避免机组超载；同样道理，当水泵在大流量工况运行且机组长时间过负荷时，也应将叶片角度调小，以保证机组的安全和正常运转。将叶片角度调小，带来的负面影响是泵的流量减小，因此它比较适用于出现高扬程大流量工况运行时间不长、叶片角度全调的大中型立式轴流泵站。对叶片为半调的中小型泵站，如果因扬程偏高，动力机功率不够用，为了节省改造费用，也可将叶片安装角长期固定在较小的位置。
??? 2.降低动力机转速
通常只适用于变速容易实现的中小型机组。对大型机组，由于变速设备昂贵，一般很少采用。
??? 3.更换功率较大的动力机
与降速类似，一般只适用于中小型机组，对大型电机，除非确需增容和更新(如老化和损坏严重，修复不如新买)，否则，一般应尽可能不采用，以免造成不必要的花费。
??? 4.电机增容改造
结合电机老化改造，采用新材料、新工艺，提高原电机的额定功率。以28CJ56型轴流泵配套的1600kW同步电机改造为例，若仅更换老化线圈，电机额定功率可提高到1800kW，功率提高幅度为12.5%。如同时更换电机的某些部件，如改造定子外壳及铁芯、转子大轴、磁轭、铸钢体、铁芯、推力头、镜板及导瓦等，电机额定功率可达2200kW左右，功率最大提高幅度为37.5%。从电机增容改造的实践来看，该法是成功的，因此它是目前解决水泵超载问题很有推广价值的重要技术措施之一。
??? 5.其它技术措施
解决水泵短时间过载问题，还可采用一些既经济、又实用的临时措施，如泵站运行避开外江水位的高峰期，水泵运行时在叶轮进口放入少量的空气等。
??? 三、加大水泵流量运行
考虑排涝泵站自身的特点，设法加大泵站抢排流量对减小排区经济损失意义重大。对已建泵站，增大流量的办法除增加抢排时间外，主要是加大叶片安装角和提高水泵转速。
加大叶片安装角是指在电机功率允许的范围内，尽可能地调大叶片角度，使机组满负荷运行，以便使泵站在较短的时间内能排除更多的积水。但是，这种运行方式常常受到外江高水位的限制，亦即高扬程与大流量矛盾，机组容量无法适应。
为解决上述矛盾，同时满足水泵在高、低扬程时安全、正常、高效运转的客观需要，结合老化电机的增容改造，采用丢极式的变极方法将电机构成两档转速，是值得研究和推广的一种好方法。
仍以与28CJ56型泵配套的1600kW同步电机改造为例，该电机额定转速为150r/min(40极)，若采用丢极式的变极方法增速，为获得旋转各向稳定的磁拉力效应，在圆周均匀地丢掉4个磁极，即丢极后的36极电机转速变为166.7r/min，它比原40极时的转速提高了11.1%。当水泵在该转速档运行时，不仅可使泵的扬程达到10m，而且流量比调角时增大了许多。当电机功率增大到2000kW、水泵在5.6m扬程运行时，可将叶片角度调到+8°，单泵流量可达28.2m3/s ，与电机增容前相比(叶片角度为+2°)，流量增加了6.2m3/s，效率提高了1.4%(水泵高效区位于+8°)。此时对于安装10台水泵的泵站共增加流量62m3/s，相当增加了一座8台口径1.6m水泵的泵站。
用提高转速的办法来增大泵的扬程和流量，可能存在的主要问题是水泵汽蚀及叶轮进口流态的稳定性受影响等。在采用该方案时，一般应根据装置情况，对泵的汽蚀条件进行复核，当增速后泵的汽蚀条件不能满足要求时，可采用其它措施协同解决，如采取措施改善前池进水流态；在叶轮进口加装前置导轮等。
??? 四、轴流泵叶轮淹深不足及改善叶轮进口流态
由于水环境变化，前池水位降低，或由于叶轮安装过高，水泵无法在较低的前池水位下工作，这些都属于叶轮淹深不足问题。此外，一些泵站在实际运行中碰到的新问题，对叶轮淹深提出了超常要求。例如，因排灌标准提高，要求水泵在前池尽可能低的水位下也能正常运行(如降低内湖调蓄水位，增大调蓄水量，提高泵站排涝标准；又如降低排区地下水位，旱季提水灌溉等)。另一方面，轴流泵由于流量大，对进口流态的稳定性要求高，如与之配套的进水建筑物设计不良，或因外部环境和工作条件变化太大，都会破坏叶轮进口正常的流动条件，从而给泵站的安全和经济运行带来许多难以解决的问题，如汽蚀，水力振动和噪音，泵的工作效率低，流量扬程达不到样本规定的正常要求等。
??? 为解决上述问题，最近几年由武汉水利电力大学泵及泵站研究室提出在轴流泵叶轮(以下称主叶轮)进口加装前置导轮。前置导轮是一种负荷较轻、结构特殊的轴流式叶轮，它与主叶轮同轴旋转，专为其进口水流提供能量。由于导轮安装的位置较低(对立式)，加上结构特殊，导轮本身具有很强的抗汽蚀特征，因而在一定程度上可解决水泵汽蚀及叶轮淹深不足问题。与此同时，由于导轮能强制地改善主叶轮进口流态，使其断面的流速和压力分布得以调整，从而可望消除因流态不良带来的水力振动、性能质量不高等种种问题。
??? 导轮可由3～4枚螺旋形叶片和流线形的轮毂组成，它与主叶轮只需靠两轮的轮毂边壁用螺钉连接，而不破坏原泵和机组结构。对大型立式轴流泵，为减轻导轮重量(以改善机组受力条件)，导轮可采用轻质材料，如铝合金、玻璃钢等。理论分析及有关试验表明，这种方法技术上完全可行，其效果已在国内某28ZLB-70型轴流泵站的现场试验中得到初步验证。由于该法技术上不复杂，改造费用低，实施较容易，因而特别推荐各地进一步研究和尝试。
五、水泵机组振动及其减振措施
在大洪水中，因水泵机组振动现象严重而被迫停机造成“关门淹”的情况较为普遍。有的泵站超常运行时的剧烈振动振破了泵房的玻璃。
根据干扰力的不同，可将水泵机组振动分为水力振动、机械振动和电磁振动等三大类，生产实际中振动是不可避免的，不同类型的水泵机组振动总是同时产生，不可能把它们截然分开。诱发这些振动的直接因素也是各不相同的。大洪水时水泵机组的超常剧烈振动的主要干扰力源是水力不平衡，应根据当时的实际情况正确分析原因，抓住主要矛盾切实采取有效的减振措施。
??? 1.外江洪水位超高，泵站需要扬程加大，水泵工作在拐点附近的马鞍形不稳定区域。这种振动的主要特征是不稳定和瞬间内的周期性反复。如果这种循环的频率与系统的振荡频率合拍，就有可能诱发共振而造成更严重的破坏，其减振措施主要有：
??? (1)清除局部堵塞，疏通引水、进水和出水等过流通道，一方面改善流态，另一方面尽可能地降低泵站的需要扬程。
??? (2)对于全调节水泵可通过改变叶片角度，调小或加大叶片角度都有可能使水泵工作避开拐点。调小叶片角度时还可以改善水泵的Q～H性能曲线，缩小不稳定工作区。
??? (3)在可能的条件下采用变速调节的方法，改变水泵的工作点至稳定工作区域。
??? (4)中小型水泵可设置旁道管或旁泄阀，控制水泵出口的流量不小于不稳定工作流量。
2.外江洪水位超高，有的甚至超高2～3米，在这种情况下启动水泵，其出水流道中的空气难以排出，水流的挟气能力也大大降低。空气的反复压缩膨胀，引起压力脉动，诱发机组振动, 严重时机组将无法起动。可针对实际工程情况，采取疏导、改进或增设出水流道的排气设施，提高排气速度和挟气能力，尽量缩短起动过程。
??? 3.前池水位过低，改变了进水流态，形成进水挟带表面旋涡和附壁涡带，进入叶轮工作室后被叶片切割而引发振动，其频率与叶片数成正比，且常伴有较大的噪音。通常可采用导流、设置隔板等应急措施来有效减振。
??? 4.外江洪水波动较大，出水流态紊乱，波浪压力波反射入出水流道而引发机组振动，应积极采取有效实用的出口防浪减波和稳流措施。
??? 5.内涝水(有可能漫过拦污栅)冲挟异物，进入流道乃至叶轮工作室，造成局部堵塞，形成不对称流场，在引发水力振动的同时还有可能加剧弓状回旋机械振动。及时发现彻底清污，即可有效减振。
??? 6.由于水泵工作点远离正常工作范围，泵本身的必需汽蚀余量Δhr超常增大，或者由于进水流态的恶化而产生汽蚀，引起水泵机组的振动。汽蚀振动的频率较高，每秒可达几万次，并伴随发生强烈的噪声，有关减振措施如下：
??? (1)采用变角，变速或旁通的方法来调节水泵工况，降低水泵的必需汽蚀余量Δhr，避开汽蚀工况点。
??? (2)采取切实可行的导流，隔水等措施来改善进水流态。
??? (3)可考虑把泵出水管(或流道)中的有压水引入进水管(或流道)，也可另设加压泵装置，用喷咀做环形混合器，以提高泵进口的压力，来消除或减轻汽蚀及其振动，对小泵可用一个喷咀，对大泵可考虑用多个喷咀。混合段的长度，喷咀的位置的以及喷入的流量，应根据引水压力、增压水头、喷咀口流速、主流速度及喷咀个数等因素合理确定。
??? (4)在水泵进口补入(0.4～1%)的气体(以体积流量计算)可大大降低水泵汽蚀强度，使剥蚀，噪音和振动明显减弱。具体的补气方式和位置，应根据汽蚀现象的不同及有关工程经验确定。 5. 若有条件，可考虑在轴流泵主叶轮前设置导轮，一方面可以整流，另一方面能够为主叶轮进口提供能量，改善其汽蚀性能，消除或减小汽蚀振动。
??? 7.内涝水挟带的异物，被堵塞吸附在旋转叶轮上，除了会引起前述的流场不对称水力振动外，还将会破坏转子的静和动平衡，出现由机械不平衡干扰力引发机械振动的现象。停泵部分水体倒流回冲后再开机，振动将会大大减弱。
??? 8.在长期外洪内涝的作用下，泵房若是出现不均匀沉陷，它的倾斜有可能会引发因叶轮间隙不均匀而产生的流场不对称水力振动；因导轴承间隙不均匀而产生的干摩擦和振摆等机械振动，和因空气间隙不均匀而产生的电磁拉力不平衡振动等。相应的减振措施有：
??? (1)泵站主厂房的纠偏，见本章第三节。
??? (2)对于大型立式轴流泵机组，可在允许调整范围内，以进水流道为基准重新测量调整机组固定部件的垂直同心度、水平度，转子的垂直度、摆度、中心，电机的磁场中心以及轴承间隙，叶片间隙和空气间隙等。
??? 9.目前大部分泵站工程存在较为严重的老化问题，在这种情况下，长期受洪涝的影响，可能会因绝缘破坏等原因造成转子绕组短路等故障而出现电磁拉力不平衡振动。确认后即可采取相应的修复措施。
六、水泵机组遭浸泡后的及时修复
水泵机组遭浸泡后的修复是一项十分紧迫而又艰巨复杂的技术工作。应根据受淹的程度、浸泡的时间和机组的状况等实际情况，在全面检查的基础上，有目的、有对象和有准备地及时进行，除了电机的绝缘处理等工作外，应把主轴、轴承和轴封等部件的修复作为重点工作对待。
(一)厂房、机组的全面检查
1. 检查厂房沉陷，并通过与原始数据对照，以确定机组的水平，轴线等是否需要进行调整。
2. 检查摆度，一般只需用千分表检查大轴连接法兰处的摆度，对照原始记录，确定摆度是否在增大。
3. 检查润滑油质和油位。
4. 检查机组紧固件，检查是否有松动和锈蚀等现象，并作相应处理。
5. 检查主轴连接、密封情况以及轴颈处的锈蚀情况。
6. 检查推力轴承及各导轴承的受力、间隙及存泥沉沙和锈蚀等情况。
7. 检查轴封填料的存泥沉沙，腐烂程度及其密封的可靠程度。
8. 检查叶轮间隙及空气间隙，若有较大的变化应分析原因并作相应处理。另外对于液压全调节水泵机组，还应进行叶片调角机构的检查，检查浸水及密封状况。辅机系统的检查和修复工作也应及时跟上。在全面检查工作的基础上，确定相应的修复对象和具体方法。需要拆卸时应尽量少拆，避免盲目乱拆。遵循先外后内，先上后下，先部件后零件的原则进行。
(二) 主轴的修复
除锈清洗后，测量轴颈处的锈蚀和磨损量，若磨损很小，只需对锈蚀进行磨削处理，恢复其光洁度的要求。磨削时应采用细砂轮，同时用皂化液作冷却剂和润滑剂。也可用金刚砂布加机油研磨，土法抛光。若磨损量较大，如橡胶轴承的轴颈，单侧偏磨值大于0.5mm，则要对轴颈进行处理，其处理方法有喷镀、镶套和堆焊等。恢复尺寸后再进行切削和研磨。
??? (三) 轴承的修复
??? 1.清洗
??? (1)初洗也称粗洗，主要是清除泥沙、油污和锈斑等。
??? (2)细洗也称油洗，是用清洗油将脏物冲掉洗净，清冼油温度不得超过闪点，以防燃烧。
??? (3)精洗也称净洗，采用清洁的清洗油最后洗净，也可用压缩空气先吹一下再用油洗。
??? 2.轴瓦的修刮和研磨
将轴瓦扣合在镜板或轴颈上，反复对轴瓦面进行研磨，并用刮刀修刮高亮点、挑花及修刮进油边、油槽并倒角，橡胶水导轴承一般不需要修刮。
??? 3.复装就位
??? 电机的上导轴承结合转子定中心就位，推力轴承要结合转子的盘水平和磁场中心就位。就位后还要调整导轴承的间隙以及推力轴承的受力。
??? 水导橡胶轴承就位前先将支承面清扫干净，放好止水橡胶绳，检查轴窝内有无杂物，擦净主轴轴颈表面，并涂上一层蓖麻油，然后进行安装轴瓦，调整间隙。
??? 4. 滚动轴承的清洗与安装
??? (1)清洗和检查。清洗前先将轴承中的泥沙和脏润滑油挖出，然后将轴承放在热机油中使残油溶化，再用煤油冲洗，最后用汽油洗净，并用白布擦干。清洗之后要进行下列项目的检查：
??? a.轴承转动是否灵活，有无卡滞现象；
??? b.轴承间隙是否适当；
??? c.轴承内外圈、滚动体等部件是否有碰伤、锈蚀、毛刺和裂纹；
??? d.用内径千分尺测量轴承的圆度和圆柱度，检查轴颈圆角是否与轴承内圈相符合。
??? (2)安装与调整。滚动轴承的安装方法与轴承的结构、尺寸大小和轴承部件的配合性质有关。安装时的装配压力应直接加在待与配合的套圈端面上，严禁借助滚动体传递压力。安装轴承采用的工具和方法可根据配合过盈量的大小确定。过盈量较小时可采用手锤将轴承轻轻打入轴承体；过盈量较大时应当用压力机压入，也可采用热套法，将轴承放在80～100℃的油锅中加热后再进行安装，还可使用冷却的方法，但轴温不得低于-80℃。
滚动轴承的间隙分为径向间隙和轴向间隙二种，间隙用来保证滚动体的正常运转，润滑以及补偿热伸长，它对于轴承的工作性能和使用寿命有很大的影响，应当按有关技术文件的要求进行检查和调整。
??? (四)轴封的修复
??? 拆洗填料盒、水封环、压盖和底衬，疏通水封管更换填料。安装填料时接口为斜面且每圈要错开120°。压紧填料时松紧要适当，一般控制有压密封水从填料中漏出30～60滴/分钟为宜。
第二节 电动机的修复与改造
电动机是泵站工程中最主要的动力设备之一，其能否安全运行直接关系到泵站工程的效益和寿命。灾区泵站在灾后恢复生产中所面临的主要问题有：
一、电动机的防潮及烘烤
由于泵站一般多建在低洼易涝地区，在通风不良，阴雨连绵的情况下极易受潮，甚至遭受淹浸。电动机一旦受潮，当全电压加于受潮电动机内的线圈，很容易引起绕组线圈的击穿而烧毁电动机。所以，即使过去曾经干燥良好的电动机，长期停用后，在启动合闸通入全电压电流之前，必须严格检查绕组线圈的受潮程度。
??? 最常用的检查方法是用高阻计(即摇表)测量绝缘电阻和吸收比(即绝缘电阻R在60秒钟与15秒钟时的比值R60/R15)。电动机绕组的绝缘电阻涉及诸多因素，实践中一般可采用下列标准：电动机定子绕组绝缘电阻值每1千伏工作电压不低于1兆欧；转子绕组绝缘电阻值不低于0.5兆欧。通常500伏以下的电动机定子绕组绝缘电阻值不低于0.5兆欧。1000伏以上电动机都必须测量吸收此，其值按规定应为：
R60/R15≥1.3
??? 若不能达到这个要求，就要对电动机进行干燥处理。
电动机干燥处理常用的方法有外部干燥法，电流干燥法和两者同时进行的联合干燥法。
(一)外部干燥
??? 即利用外部热源进行干燥处理，常用的措施有：
1.吹送热风：利用加装电热器的鼓风机进行吹送热风以达到干燥处理的目的；
2.灯泡烘烤：在密闭箱内，利用数个200瓦左右的灯泡进行烘烤，既可在电动机周围进行烘烤，也可把电动机拆开，将灯泡放在定子孔内进行烘烤。烘烤热源也可采用红外线灯泡或红外线热电管。
需要指出的是烘烤温度不要过热，特别是电动机定子孔内烘烤，温度过高容易引起绕组的损伤。有条件的场合可结合恒温控制技术进行烘烤。烘烤温度控制在不超过125℃为宜。
(二)电流干燥
??? 也称内部干燥法或短路干燥法。可根据电动机的阻抗和电源的大小将电动机三相绕组串联或并联，然后接入一可变电阻器，调整电流至额定电流值的60%左右，通电进行干燥。 需要注意的是：被水浸泡的电动机不能采用电流干燥法，应采用外部干燥法，或先采用外部干燥法至安全范围后，再结合采用电流干燥法。
??? 二、电动机的振动与噪音处理
??? 电动机正常运行是均衡平稳的，若发生剧烈振动或出现异常噪音则说明有运行故障。轻则影响正常运行，缩短设备寿命；重则烧毁电动机，严重时会危及整个泵房安全。故一旦出现故障，应立即切断电源，停止运行，及时查明分析故障原因，以避免事态进一步扩大，造成更大的损失。必须在查明故障原因和正确处理后，才能继续运行。通常电动机的振幅值不应超过表3-1列出的允许数值，超过允许数值越大，电动机振动越剧烈。
表3-1 通常电动机的允许振幅值
电动机转速(转/分)
振幅(毫米)
3000
0.06
1500
0.10
1000
0.13
750
0.16
（1）引起电动机剧烈振动的原因很多，常见电动机剧烈振动的原因及处理方法如表3-2所示。
表3-2 电动机剧烈振动的原因及处理方法
可能原因
处理方法
(1)安装不良或质量降低
检查、校正安装质量
(2)轴承锈蚀或磨损
调整或更换轴承
(3)转子绕组受损，磁性不对称
检修转子绕组
(4)联轴器松动，不同心
检修和校正校轴器
?? （2）电动机异常噪音现象和原因有：①若有巨大的翁翁声，则表示电流过量，这是因超负荷或三相电流不平衡所致，有时也因电源频率瞬间变化而引起的；②若有嘶嘶的响声，则是硅钢片松驰所引起；③若有“咕噜、咕噜”的声音，则是轴承中珠架损坏，在运转中发出的噪音；④当轴承磨损、电机气隙发生变化，则有转子与定子间的不均匀碰磨声，且伴发出异常的焦糊臭味和烟雾；⑤若两相短路则有巨大的响声和弧光，并发出特殊的焦味。
此外，监测电动机的温度也极为重要。根据电动机的类型和绕组所使用的绝缘材料，在运行中不应超过制造厂家对绕组及铁芯规定的最大允许温度和温升，最高允许温度与最大允许温升的关系是：
最高允许温度=最大允许温升+环境空气温度。
??? 三、电动机的增容改造
??? (一)改造的必要性及意义
??? 当承泄区出现超标准水位时，排涝泵站常会出现以下几种不良情况：
??? 1. 因超水泵扬程而无法正常运行。
??? 2. 因水位超驼峰无法断流，而不得不停机。
??? 3. 水泵虽能满足扬程要求，但因扬程增加导致轴功率上升，使配套电动机超载而不得不停机。
??? 4. 机组虽能继续运行，但受电动机容量限制，水泵被迫只能在小叶片角度和小流量工况下运行，使水泵的提水能力得不到充分的发挥。
对于以上3，4两种情况，如能进行电动机增容技术改造，则可恢复和增加泵站排涝能力，从而加快排涝速度，缩短排涝时间，达到避免和减轻洪涝损失的目的。
??? (二)增容改造方法
对于不同容量、类型及使用状况的电动机应施以不同的方法进行增容技术改造。
??? 1.大型泵站电机的改造
??? 大型泵站采用的一般都是同步电动机，该类电动机的增容可通过更换电动机绕组的方式实现。自八十年代以来，绝缘材料水平有了很大提高，对于6kw以上的电动机其定子总绝缘不但在整体性能方面有了很大改善，而且厚度也减薄了20%～30%，从而使电动机枢槽内有了更多的空间。因此在电动机换线改造时，可以通过在电动机枢槽内安放更多的导电体，使电动机的额定容量增加。实践表明，上述改造一般可使电动机额定容量增加5%～20%。同时，由于改造后的绝缘等级和允许温升均有一定程度的提高，因此还可相应地增强电动机的过载能力。
??? 2.中小型泵站电动机改造
中小型泵站采用的常为异步电动机，而且型号主要为J系列，JS系列和Y系列等。其中J系列电动机，因能耗高、技术落后，国家已明令予以淘汰，因此对该系列电动机不宜作换线等简单改造，应彻底置换为新型号电动机。但在置换时应全面考虑泵站的运行要求，适当增加新电动机的容量。
对于Y和JS系列电动机，由于其槽满率没有多少余量，因此不能采用更换绕组增放导电体的方式来增容。但对使用时间不长、老化不严重的该系列电动机可采用星形——三角形串联混合连接绕组法增容。即把原有60°相带三相绕组分成二套三相绕组，其中一套采用星形接法，另一套采用三角形接法。两套绕组之间在空间相位上彼此相差30°电角度。绕组星形接线部分的相带中心滞后于三角形接线部分的相带中心30°电角度。实践表明，该改造方法可改善电动机性能，提高绕组系数，使电动机额定容量增加5%～10%。
四、双速电机新技术
??? 由于目前的泵站排涝标准偏低，而承泄区的水位变幅又很大，所以在已建成的泵站中经常出现因超扬程而被迫停机的现象。对于该类泵站的改造，如单纯地以高扬程水泵取代已有的水泵，则虽可解决泵站超扬程问题，但又很可能伴随发生水泵在低扬程下严重偏离高效区，进而引发汽蚀和振动等新的问题。双速电机新技术则是在保留原有水泵的基础上，通过换线将电机改造成具有高、低两档转速的双速电动机。使得机组能够在泵站出现高扬程时，对应以高转速运行，在泵站出现低扬程时，对应以低转速运行，从而能在满足泵站超扬程运行要求的前提下，保证水泵机组长期在高效区内运行。
??? 目前双速电机已在东深供水工程中获得了应用，同时由武汉水利电力大学泵及泵站研究室在水利部农水司的大力支持下，也已完成了将老电机改造成双速电机的研究课题(该项技术现已申报国家专利)，从而为泵站使用双速电机新技术创造了良好的条件。
??? 老电机改造双速电机的方法是将老电机绕组取出，并按原极对数重新嵌套新绕组。在嵌套新绕组时，将新绕组抽头引出，通过该抽头可对新绕组的线圈进行重新组合，以使电机的极对数发生变化，从而使电机具有两个极对数，也即具有了双速功能。
第三节 泵站及辅助设备
一、泵房的倾斜与纠偏处理
??? 在洪涝灾害中，由于堤防溃口，水泵超高扬程，电动机超负荷以及外江水位超驼峰原因使得泵站不能正常排水，泵房较长时间浸泡在涝水或渍水中，地基产生湿陷；或由于泵房地基流土管涌遭受渗透变形等因素，都可能导致泵房的倾斜。泵房倾斜有三种基本形态，即单向(纵向或横向)倾斜，双向倾斜和扭曲三种，泵房倾斜引起的直接后果是主轴不垂直，泵站主机组无法运行，闸门等起吊设备也无法正常启闭，因此，需要采用纠偏的方法，或采用纠偏与结构补强结合的办法，对倾斜泵站进行处理。
??? 1.房屋建筑中已使用的纠偏处理方法
??? 泵房纠偏是一项技术难度高，风险大的非常规工程，纠偏能否成功，首先在于根据倾斜建筑物的具体情况、土质条件和倾斜原因等选择合适的方法。目前在房屋建筑中已经使用过的纠偏处理方法可概括为以下几类：
??? (1)地基土促沉。对建筑物沉降较小一侧的地基土采用某种方法促使其沉降，使倾斜建筑物两侧的沉降差降低至允许的范围内，地基土促沉的方法有掏土(砂)法、沉井冲水排土法、加载法和地基应力解除法等。 ? (2)地基土限沉。对建筑物沉降较大一侧的地基土采用加固的方法，以限制其继续下沉。限沉纠偏的方法主要有锚杆静压桩法、静压桩法、树根桩法、旋喷桩法、石灰桩法、板桩围护法及灌桩法等。在使用此类方法时应注意不能因“加固”而对原来就较软弱的地基土产生新的扰动，否则将形成新的附加沉降，增大纠偏工作量，甚至造成纠偏困难。
??? (3)结构物顶升。利用千斤顶将倾斜建筑物沉降较大侧顶升(或侧向顶推)复位，这种方法较适合于如柱子等局部纠偏，整体纠偏时所需费用较大。
??? (4)基础减压和加强刚度法。通过改变基础结构，以减小和调整建筑物基底压力，最终达到控制和调整地基土不均匀沉降的目的，如将单独基础或条形基础联成整体或将筏式基础改建成箱形基础等。
??? (5)综合法。根据需要同时或先后采用一种或几种纠偏方法对倾斜建筑物进行纠偏，如加压卸载法(沉降较小侧加载，沉降较大侧卸载)、浸水加压法等。
??? 2.建筑物纠偏处理中广泛采用的地基应力解除法。
??? (1)地基应力解除法纠偏的基本原理。采用地基应力解除法纠偏，是在倾斜建筑物原沉降较小的一侧布设密集的大直径钻孔排，有计划、有次序、分期分批地在适当的钻孔内适当的深度处掏出适量的软弱淤泥，并配合各种促沉措施，使地基应力在局部范围内得到解除，促使软土向该侧移动，从而增大该侧地基沉降量。与此同时，在原沉降较大一侧则严格保护基土不受扰动，避免纠偏施工中发生附加沉降，最终达到纠偏的预期目标，并兼收限沉效果。
??? (2)地基应力解除法的施工方法。地基应力解除法纠偏的施工大致可以分为定孔位、钻孔、下套管、掏土、孔内作必要的排水和最终拔管回填等几个阶段。孔位(即孔距选定)按泵房的平面形式、倾斜方向和倾斜率大小、泵房结构特点以及土质埋藏条件而定。钻孔用特制机具钻进，孔径尺寸按有效解除应力的需要，一般采用Φ400mm。孔深及套管埋入深度(即管长)根据掏土部位而定。掏土使用大型麻花钻或大锅锥。掏土次数、数量及各次掏土间隔时间按实测沉降和倾斜资料，结合具体建筑物的施工方案灵活地掌握。孔内排水采用潜水泵，作为临时降低孔壁水压力以促进挤淤之用，但不宜长时间地抽水，以防止整个泵房的沉降增大。拔管应插花进行，并及时回填合适的土料。在纠偏处理全过程中，应尽量使地基土布孔范围内变形均匀，变形大小也应受到控制。另外，还需备用一系列促沉或隔离措施，以备需要时选用。
??? 一般情况下，每次掏土时泵房的纠偏位移十分灵敏，掏土量与纠偏量基本持平。施工中，应自始至终用频繁的沉降、倾斜观测进行监控，即采用所谓“情报化施工法”，及时地将观测成果反馈，供决策者调整施工计划时参考，以确保建筑物的安全。
??? 二、泵站建筑物地基的渗透破坏与修复
??? 对于堤身式泵站，由于泵房直接抵挡外江水位，在内外水位差的作用下，将在泵房地基及两端大堤土体内产生渗流。渗流对泵站建筑物产生两方面的影响，其一是对泵房底板产生向上的渗透压力，减轻了泵房的有效重量，影响其抗滑稳定；另一方面，当渗透坡降或渗透流速超过某一限度时，会引起土体的渗透变形。因此，在洪涝灾害中部分泵站水工建筑物，如进水池和前池的坍陷破坏就是由于这种渗透变形不能终止而继续发展的结果。
??? 在对遭受渗透破坏的泵站建筑物进行修复前，首先应检查防洪抢险过程中造成坍陷的管涌和流土的进水口，结合大堤的地质情况进行堤防加固，然后根据特大洪水过程中的水位资料，重新拟定泵房的抗渗长度及地下轮廓线，必要时，采用合适的防渗措施。
??? (一)泵房防渗长度校核及地下轮廓线设计
??? 所谓泵房的地下轮廓线，是指进水池、泵房、出水池等不透水结构的垂直横断面与地基的接触线。在泵房进出水池水位差ΔH的作用下，泵房地基内产生渗流，并从进水池中的排水孔逸出，泵房的地下轮廓线即为渗流的第一根流线，其长度称为泵房防渗长度。
??? 泵房的防渗长度L取决于进出水池的水位差ΔH，即
L≥CΔH
式中C：渗径系数，参照《水闸设计规范》SD133-84选用，如表3－3。
表3－3 渗径系数C值表
排水条件
地? 基? 类 ? 别
粉砂
细砂
中砂
粗砂
中砾
细砾
粗砾
夹卵石
轻粉质
砂壤土
砂壤土
壤土
粘土
有反滤层
9-13
7-9
5-7
4-5
3-4
2.5-3
7-9
5-7
3-5
2-3
无反滤层
-
-
-
-
-
-
-
-
4-7
3-4
??? 所谓地下轮廓布置，是根据设计要求和地基特性，并参照已建工程的实践经验，确定泵站基础防渗的轮廓形状和尺寸。对于水毁工程的修复，由于泵房基础不能改变，这里的地下轮廓布置只能根据现有泵站工程的实际情况，结合进出水池的修复与重建进行，布置的总原则是防渗与导渗相结合，即在泵站出水侧布置防渗设备，用来延长渗径，减小底板渗透压力，降低泵房基础内平均渗透坡降；在泵站进水侧布置排水和反滤层，使进入地基的渗流尽快地安全排出，以减小渗透压力和防止发生渗透变形。
??? 不同土壤特性的地基对地下水轮廓布置的影响：
??? (1)粘性土地基：渗透系数小，粘着力强，不易产生管涌；但摩擦系数小，不利于泵房抗滑稳定，因此，防渗布置主要考虑降低渗透压力，增加泵房的抗滑稳定性。为此，可将排水设备延伸到泵房底板下，同时，为防止打桩造成粘土的天然结构遭受破坏，粘土地基一般只设水平铺盖而不用板桩。
??? (2)砂性土地基：其摩擦系数较大，渗透性较强，因此对泵房抗滑稳定有利，但同时也易产生管涌。防渗布置主要考虑防止产生渗透变形。当砂层较厚时，可采用铺盖与板桩结合的布置形式，排水设备布重在泵站进水池内，必要时，还可在铺盖始端增设短板桩以加长渗径，如砂层较薄(4～5m以内)，下面有相对不透水层时，可用板桩将砂层切断。
??? 对于粉砂地基，为了防止地基液化，通常采用封闭式布置，即用板桩将泵房四周围护起来，板桩长度应超过粉砂地基的液化深度。
??? (3)特殊地基：在弱透水的地基下有透水层，特别是当该层含有承压水时，应设置穿过弱透水层的铅直排水法，以便将承压水引出，防止进水侧土层被承压水顶起甚至发生流土。当地基为不同性质的冲积层，而水平向的渗透性大于铅直向的渗透性时，也应布置铅直排水以降低层间渗透压力。
(二)泵站防渗排水设施设计
1.铺盖
??? 铺盖一般布置在出水池后排水渠首段，主要用来延长渗径，减小渗透坡降和渗透流速。铺盖要求在长期使用下不透水，并能适应泵房地形的变形，其长度可取为泵站最大水头的1～2倍，混凝土铺盖长度不宜超过20m。
??? (1)粘土及粘壤土铺盖。一般用于砂性土地基，下游端最小厚度一般为0.6～0.8m，然后向泵房侧逐渐加厚。在与出水池连接处，一般不宜小于1.5m。
??? 铺盖与出水池连接处应加强处理，否则易沿其接触面产生渗漏，一般在连接处将铺盖加厚做成大梯形断面形式，并将底板前端做成倾斜面，使粘土能借自重及其上荷重与底板紧贴，铺盖与底板间需铺设油毛毡等柔性止水设备。另外，为了保护粘土铺盖不受水流冲刷，表面应加设砌石或混凝土保护层。当保护层为干砌块石时，还应在保护层与铺盖之间铺设反滤层,以防止粘土颗粒从干砌块石缝隙中流失。
??? (2)混凝土、钢筋混凝土及沥青混凝土铺盖。在粘性土地基透水性较小及铺盖需兼作阻滑板时，可采用混凝土或钢筋混凝土铺盖，其厚度一般为0.4～0.6m，与出水池连接处加厚至0.8～1.0m，并用沉陷缝与出水池底板分开，缝内设止水。厚房长度较大时，顺水流方向也应设置沉降缝和止水，分缝应与泵房分段相一致，以防止铺盖开裂。
??? 沥青混凝土铺盖通常选用6号石油沥青作胶结剂，用沥青、砂、砾石和矿物粉按一定的配合比加热拌合，然后分层压实而成。其厚度一般为5～10cm，与进水池底板连接处适当加厚。
??? 2．板桩
板桩通常设在出水侧，主要用来延长渗径，其材料有木材、钢筋混凝土及钢材等，现多用贯入式预制钢筋混凝土板桩，厚约10～15cm，宽50～60cm，该桩最适于河漫滩沉积地基。 板桩长度应根据防渗效果好和工程造价低的原则，并结合施工方法来确定。当不透水层埋深较浅时，可用板桩将透水层截断，并插入不透水层至少1.0m；若不透水层埋深很深，板桩长度可取为泵站最大水头的0.7～1.2倍。
??? 3．定喷板墙
用高压定向喷射灌浆法构筑防渗板墙，是将特制水、气、浆三管喷射装置插入预先钻好的孔中，固定好喷射方向，然后边喷灌边提升，依靠高速水气射流切割土层形成沟槽，利用压缩空气的掺搅升扬作用把大部分上层颗粒带出地面，并通过浆液的充填、渗透、挤压和固结作用而形成具有一定宽度和厚度的防渗板。定喷板墙的厚度一般为5～13cm，单向喷射的有效宽度为1.5～2.5m，双向喷射为单向喷射的两倍。
??? 4.齿墙及截水槽
进出水池及泵房的上下游端均设有齿墙，以延长渗径，同时增加泵房的抗滑稳定。其深度一般为1.0～2.0m，当透水层较薄时，可用粘土或混凝土截水槽将透水层截断，截水槽嵌入不透水层的深度应不小于1.0m。
??? 5.排水及反滤层
排水设施一般是用直径1～2cm的卵石，砾石或碎石等铺在渗流溢出处，层厚20～30cm。为防止地基发生渗透变形，在排水与地基接触处应设反滤层。反滤层和排水结合在一起，常由三层不同粒径的砂、砾石及碎石组成，粒径自下而上逐渐加大，每层厚度约20～30cm，反滤层长度一般为5～10m，反滤层上部设置铺盖，铺盖上设Φ5cm的排水孔，呈梅花形布置。 近年来，土工织物用作反滤材料十分广泛，其透水性和反滤性能好，其设计标准为：
??? 防止管涌要求Oe≤d85
??? 渗流畅通要求Oe≥d15及Kf＞(1～10)K
??? 不均匀性要求Oe＜2.3d30(无纺)或1.4d50(有纺)
??? 对于粘土 Oe＜0.08mm
式中，Oe为等效孔径对于无纺的取Oe=O90；有纺的取Oe=O95；d15、d50、d85为被保护土料的特征粒径(mm)；Kf为土工织物的渗透系数；K为被保护土层的渗透系数。
三.、进出水建筑物及泵房的裂缝处理
??? 导致泵站建筑物钢筋混凝土裂缝的主要原因是两类荷载，一是外荷载产生的应力，包括外荷载的直接应力及由于外荷载作用产生的结构次应力，二是由于变形变化而引起的荷载，如结构由于温度变化导致的收缩与膨胀、地基不均匀沉陷等因素。在洪涝灾害中，泵站进出水池、进出水流道和泵房裂缝主要是由于地基的渗透变形所引起的，这种裂缝通常属于贯穿性的，其走向与沉陷走向一致。裂缝修理方法的选择及裂缝的表面处理和内部处理的方法等详见本书第五章第二节。
关于流道的断裂加固和修复，目前实用的措施有：
??? 1.地基加固
??? (1)当流道所穿越的大堤堤身不高，断裂发生在管口附近时，可直接开控堤身或岸坡进行地基处理。
??? (2)当断裂发生在流道中部，全部开挖处理比较困难，且洞径较大时，可在洞内钻孔进行灌浆处理。灌浆前要将断裂处用混凝土、钢筋混凝土或钢环封闭好。
??? (3)在进行基础加固的同时，管身应设置沉陷缝。沉陷缝的止水结构一般用止水片和多层油毡组成。
??? 2.流道结构补强
对于产生大范围的纵向裂缝、严重的横向断裂、以及局部冲蚀破坏的流道，凡是影响结构强度的均应采取加固补强措施，这些措施包括：
??? (1)加套管或内衬 适用于人工能在洞内操作的情况，套管可采用铸铁管或钢管，内衬可采用钢板。
??? (2)外包加固 适用于埋藏不深、且直径较小的管道。可外包混凝土或浆砌块石、钢筋混凝土衬圈。
??? (3)顶管处理 当管道严重破坏，且修复十分困难时，需另建新管，建新管可考虑采用顶管法,这是目前更换损坏管道的一种较好的方法。
??? 四、大型泵站超驼峰运行
??? 20世纪60年代兴建的大型排水泵站，大多数采用虹吸式出口水流道破坏真空的断流方式。在泵站设计时，按外江设计低水位淹没出口的要求确定驼峰顶部的高程，而当外江洪水出现超驼峰水位时，则必须关闭流道出口的防洪闸，以防止江水倒灌。此时若排水区发生渍涝，即使水泵机组的扬程和功率能够满足运行要求，也无法开机排水。1998年长江洪水期，仅湖北省就有36座泵站因此而被迫停泵。
??? 解决大型泵站超驼峰运行的难题，归结起来就是解决以下两个问题:①在外江洪水位超驼峰的超常条件下，如何平衡安全地启动轴流泵机组；②安全可靠地断流以防止事故停泵时大量江水倒流及机组倒转出现危害性的飞逸转速。在认真总结工程经验和多年科学研究的基础上，武汉水利电力大学泵及泵站教研室有针对性提出了压缩空气阻水断流的新技术。较好地，切实有效地解决了大型虹吸式出流的轴流泵站在超驼峰条件下正常运行的难题。不仅安全可靠，而且经济实用。所谓压缩空气阻水断流即：通过适当的工程措施向虹吸管顶部注入压缩空气，把虹吸管出水侧管内水位压低到驼峰下缘高程。由于压缩空气保持稳定的压力，虹吸管内的水位不会上升，所以，既便开启防洪闸，江水也不会倒流导致水泵倒转，在闸门开启的情况下起动机组，随着水泵转速和流量的增大，管内的空气相应由排气管排出。由于本方案设计了稳压排气管，从而限制了因起动过程中管内空气被上升的水体压缩造成过高的压力，致使水泵进入不稳定区而诱发的水泵机组的强烈振动。
??? 这种技术1998年已分别在湖南和湖北两省的一些泵站应用，获得了满意的结果，例如湖北汉川县民院闸溃堤堵口后，汉江约有120m3/s流量流进内湖，起动汉川二站和汾水泵站的大型水泵机组向汉江排水，而汉川一站由于汉江水经超驼峰底最大达2.7m，6台水泵不仅不能开机排水，由于流道出口防洪闸关不严，江水倒灌，倒灌流量约为30m3/s，相当一台单机功率为2800kW机组的排水量，单就耗电费一项计算每天约13000元，采用压缩空气断流，无需增加任何设备，原有的水环真空泵改作压缩机运行，用于改接管道的工时材料，估计不足1000元，而向驼峰注入压缩空气后，由于平衡了闸门正面的水压力，减小了闸门槽的摩擦力，在自重作用下，降落到位,只有少量漏水，避免江水大量倒灌。很好地配合抗洪斗争，取得了重要的经济效益和社会效益。
??? 现以湖北省嘉鱼余码头泵站为例说明大型泵站超驼峰断流措施:
??? 1.压缩空气系统设计
??? 根据建站以来超驼峰运行记录，出现过最高的超驼峰水头为3.52米，因此要求注入管内的压缩空气达到3.52米的压力，江水不会通过虹吸管倒流，由于要求压缩的压力很低，不宜直接选用现有的空气压缩机，而是根据现场的条件和要求，专门设计了一种新型的射流压缩机。这种压缩机的特点是结构简单，价格低廉，运行可靠，管理方便。压缩空气联接系统，该系统由1台IB150-125-250型离心泵(配17.5kw电机动)向射流压缩机供给压力水，压缩机吸入的空气与压力水混合，通过干管和闸阀向准备起动的机组虹吸管顶部注入水气混合流，水气在虹吸管内自动分离，气体聚集在虹吸管顶部，气压逐渐升高，直到水面气压达到相当于超驼峰水深的压力即可将防洪闸提起，水面气压由模拟外江水位的水池和排气管来控制，实际上是由排气管的淹没深度来控制水面的气压，水泵起动后气压升高，排气管即自动排气，排气流量随水泵流量的增大相对应。
??? 2.射流压缩机
??? 射流压缩机的性能，根据计算，当压缩空气的压力达到0.36kPa，压缩空气流量Q=420m3/h，压缩空气流量也随压缩空气压力的变化而变化，估计管内空体积为200m3，起动一台水泵所需的压缩空气约60m3，考虑系统漏气损失，估计起动一台机组所需压气时间不超过10分钟。
??? 3.机组起动操作程序
??? (1)检查虹吸管出口段是否充水至驼峰下缘。一般情况下由于闸门止水不严防洪闸处于关闭状态下，出口段也会充水至驼峰下缘。
??? (2)起动泵房供水泵向蓄水池充水，充到60m3的水量。
??? (3)根据出水池水位与驼峰下缘离程之差Δh，向水池充水，使排气管淹没深度h=Δh+0.05m(0.05为考虑水面波动的安全值)。
(4)打开准备起动机组的闸阀。
(5)起动离心泵，射流压缩机开始吸气，并将水气混合液通过干管和闸阀注入虹吸管，当虹吸管内气压达到Δh即可开启防洪闸。
(6)起动轴流泵，当电动机达到牵入同步的转速时立即切断离心泵的电源，这样可以保持恒定的气压，防止突然降压，虹吸管出口段的水翻越驼峰向内侧倒冲，增大水阻力矩，延迟机组牵入同步的时间。待虹吸管内空气完全排除后，机组即转入稳定运行，起动过程即告结束。
??? 4.机组突然失电防止倒流倒转飞逸状态的措施
??? 在正常情况下停机，一般是先将防洪闸部分关闭，在机组出现振动或电机出现超载的临界状态下迅速切断主电机的电源，防洪闸在重力作用下关闭，预计可在水泵开始倒流之前关至终点。但是，如果发生事故跳闸或电网突然断电，则闸门只能从断电开始下落，关闭活塞行程2.5米，按失电后8秒内关闭的要求，通过现场试验确定增加的配重，这种方案比增加蓄能罐的方案简单可靠。
五、污物及清污
污物是指浮在水体表面和水体中的杂物，如水草、白色污染物、水块及其它杂物。近年来由于水体污染的加剧，水体富营养化程度提高，一些水生植物如水葫芦和一些藻类植物在引水渠道、前池等内部生长、繁殖异常迅速，严重影响过水构筑物的过水能力。另外，废弃塑料袋、瓶、盒等白色污染物也危害猖獗，增加拦污栅水头损失，降低进水池的效率，增加泵站能耗，严重时泵站不能正常运行。 从长期治理的角度来看，应堵住源头，会同有关环保部门，严格控制有关污染物的排放量改善水质。近期应着眼于改善泵站拦污栅的布置并对污物进行清理。
(一)改善拦污栅的布置
拦污栅的型式和尺寸不仅影响工程投资和泵站能耗，而且对污物的清理有很大影响。如我国大型轴流泵站的拦污栅大部分是垂直设置在进水流道的进口处，由于利用了进水流道的隔墩作为支承，因而可以节约工程投资。但此类布置拦污栅处的流速较大，清污工作的危险性大，工作条件差，污物清理困难，并且污物的堵塞会直接影响水泵的进水流态，使水泵在偏离设计工况点工作，引起机组的振动和噪声。一般来说，拦污栅应布置在平均流速为0.5～0.8m/s的断面上，以设置在引渠末端为宜，它比设在进水流道或进水池前安全。而且，由于引渠末端断面窄，工程投资省，同时也便于布置清污机械。
??? 对拦污栅还要正确设计，其强度和栅距要适中。
(二)清污方法及设备
目前，对污物的处理尚没有较好的化学和生物方法，一般是采用人工和机械的方法进行清理。人工清污主要用于水草和杂物不多的小型泵站。对大型泵站，应加大投入，设置专门的清污机械和相应的转运设备来处理污物。目前自动清污机主要有：自动耙式清污机、大型自动清污机、旋转滤网式清污机、牵引耙式清污机及牵引车式清污机等等。它们的特点及适用范围各不同，应结合实际情况来选用。
六、淤积及清淤
??? 淤积主要指沉积在外江、内湖、渠道及进、出水构筑物等底部的泥沙、卵石和砖块等沉积物。在洪灾多发之地，由于水土流失的加剧和洪水的泛滥，许多江河和湖泊淤积严重，部分河段的平均淤积深度达每年0.5m。严重的淤积危害了泵站的安全运行，有些泵站甚至不能运行。
??? 有关清淤施工问题可参见水利电力行业标准《疏浚工程施工技术规范》，选择清淤设备时应考虑以下几个问题：
??? 1.被挖掘土的种类和性质；
??? 2.挖槽尺度和排泥方法；
??? 3.疏浚工程量和工程时间；
??? 4.挖泥船或其它挖泥设备的性能。
??? 对挖泥船或其它的挖泥设备，目前应用于内河和湖泊的主要有泥斗式(机械式)和吸扬式(水力式)两大类。泥斗式包括铲斗式、抓斗式及链斗式等。铲斗式和抓斗式适宜于硬质土，但产量太低。链斗式对土质适应能力强，挖后水底平整，但所占水域面积大，须要铺助设备多，且振动和噪声很大，国外已很少使用。
??? 吸扬式挖泥船主要分为绞吸式、潜水泵式、气升式及射流式等等。绞吸式挖深有限，但经济效益高，在国内外应用极为广泛。潜水泵式挖深适中，经济效益好，以往的电机密封易损坏，工作可靠性差。但近代的潜水电泵机械密封技术有很大提高，再加上增加了很多监控设备，潜水电泵的可靠性和使用寿命有显著提高。气升式挖深大，对水底扰动小，但效率很低。射流式结构简单、成本低、挖深大、维护方便、便于自制，但效率稍低于绞吸式，它具有较好的实用价值。其它还有一些水陆两用及陆地上行走的挖泥设备。
第四节 潜水电泵及紧急排水新技术
??? 一、潜水电泵
??? 潜水电泵是机电一体化高科技产品。近年来，由于潜水电泵在密封、绝缘、冷却和监控等技术有了长足进展，同时还成功地实现了水泵和出水管道的自动偶合，从而使大口径潜水电泵推广应用速度明显加快。由于潜水电泵站在节省工程投资、能够快速安装检修、运行条件大为改善、设备的可靠性和使用寿命显著提高。目前我国不仅生产和安装了大口径900mm以下的轴流泵和混流泵，也可以生产口径1.4m和1.6m的大型潜水电泵，为潜水电泵站的技术推广打下了良好基础。潜水电泵不怕水淹，又具有快速拆除和安装等机动性好的优点，能够应付水位猛涨、泵房淹没等各种突发事件，大型潜水电泵的问世，使泵站结构型式、安装方式、运行环境等发生了革命性的变化。与常规泵站相比，潜水电泵站在低洼易涝地区的优势更加明显。同时，还有潜水排污泵和排沙泵等多种泵型，可及时清除排水河道淤积。
(一) 潜水电泵的特点
??? 1.泵站不怕水淹
??? 对于低洼易涝地区，在堤防决口或超过设计标准的特大暴雨降临时，排灌泵站常被水淹。一旦泵站的机电设备被水浸泡，清洗和烘烤等修复工作量很大，将会延迟排水时间，增加灾害损失。因此，常规泵站本身的防洪防潮问题也是十分重要的问题之一。但潜水电泵采用的是潜水电机，水泵机组可以在水下运行。所以，即使泵站被水淹没，只要电机不超载，水泵能在稳定区工作潜水电泵随时可投入运行。
??? 2.机组拆装快捷
以往的潜水电泵和出水管是用螺栓连接，主要用于深井提水、小型施工排水等。但近代的潜水电泵与出水管之间已经实现了自动偶合，在出水管固定的情况下，不需要螺栓便可快速安装和拆卸水泵机组，从而大大加快了机组的安装和检修速度。如河北省沧州的叶三拨泵站，每台常规的口径1.4m立式轴流泵机组安装时间为15～20天，而口径相同的潜水电泵只需1天。对于小型潜水电泵机组，安装拆卸就更加方便，有的只需1小时就可以安装或拆卸完毕。这对于防洪排涝等需要紧急拆装的泵站是十分有利的。
??? 当前的大口径潜水电泵的主要安装型式有井筒式和导轨式二种。
??? 轴流式和导叶混流式潜水电泵的主要安装方式是井筒式。井筒式又有悬吊式、弯管式、落地式、开敞式等，如图3-1所示。
??? 另外，对于不同型式的进水流道。也可以采用井筒式潜水电泵。图3-2为钟型进水流道的井筒式潜水电泵装置形式。
图3-1 井筒式潜水电泵的安装方式
(a)井筒悬吊安装形式 ? （b)井筒弯管安装形式? （c)井筒落地安装形式? (d)井筒开敞安装形式
（优先用于低扬程电泵安装）
图3-2 带钟型进水流道的井筒式潜水电泵装置
??? 3.泵站工程投资省
??? 泵站工程投资包括土建投资和设备投资。采用潜水电泵后，土建投资和设备投资均可降低。
(1)土建投资。由于以下几方面的原因，潜水电泵站的土建投资比常规泵站节省30%～50%。
??? ①潜水电泵机组可在水下运行，不怕风吹雨淋，可以省去泵房的上部结构；
??? ②潜水电泵的机泵同轴，轴向尺寸小，机泵的起吊高度小，即使需要建造上部结构，其高度也比常规泵站低；
??? ③对于需要备用机组的泵站，只需备用潜水电泵机组，无需增加备用机组的位置，从而可以减少泵房长度；
??? ④潜水电泵站不需要供水泵、排水泵、真空泵、风机等辅助设备，泵房面积小，水工结构简单。
??? (2)设备投资。由于潜水电泵的密封、绝缘、冷却等要求高，机组内的各种监控设备也较多，－故潜水电泵本身的造价通常均高于常规机组。但因为潜水电泵可以省去很多辅助设备，潜水电泵站的设备投资仍然低于常规泵站。
??? 4.可靠性高、使用寿命长
??? 和常规的泵站设备相比，潜水电泵的辅助设备少，不仅可以简化操作程序，有利于自动化，而且可以大大减少故障出现的机率，从而使设备的可靠性显著提高。同时，因为近代的密封、绝缘、冷却等技术发展很快，使得潜水电泵不容易发生故障。即使出现密封泄漏、温升过高、绝缘下降等现象，各种传感器会及时把信号传出，并进行控制和保护，因此，潜水电泵具有较高的可靠性。
??? 另外，由于潜水电泵的安装拆卸很方便，在非运行季节可以将其吊起，大大改善了机组的管理条件，从而可以延长长泵机组的使用寿命。
??? (二) 潜水电泵在紧急排水中的应用
??? 借助水泵迅速排除低洼易涝地区的积水，是减少大洪水过后内涝积水的有效措施之一。近年来，将潜水电泵用于解除非常时期突发性洪涝灾害，正受到有关各界的特别关注。据了解。日本针对规模较小的河川，以排除内涝为主要目的，研制了移动式专用紧急排水潜水泵成套设备。随之而来的是紧急排水事来应运而生，还编制有紧急排水泵设备技术标准。另外，1995年我国辽宁省沈阳市，开始研究装备有潜水电泵的移动排灌车，并在该年抗御辽河洪水中发挥了重要作用。
??? 1.紧急排水的特点
??? 所谓紧急排水，指的是非常时期突发而来、具有救急性质的排水任务。诸如：山洪暴发危急矿井、基坑安全，为稳定土体、防止滑坡等事故发生时的紧急排水；台风和暴雨袭击时，为保护低洼易涝地区免受内涝灾害的紧急排水等等。与一般排水任务相比，紧急排水的特点在：
??? (1)任务急 紧急排水总是伴随突发性灾害天气而来，往往不可能提前做好准备工作。同时，如果紧急排水措施实施不力，其后果将是不勘设想的。所以，“紧急排水”也称之曰“救急排水”。
??? (2)标准高 一般排涝泵站的设计标准是设计一日暴雨1～3天排至作物耐淹深度，而紧急排水通常要求将超标准的特大暴雨所造成的成灾内涝积水，在尽可能短的时间内排除，远远超过一般排涝泵站的设计标准
??? (3)作业务件恶劣 台风、暴雨等突发性灾害到来时，伴随狂风暴雨而来的就是断电，无形中加剧了夜间抢排的作业难度，往往要求紧急排水要适应一无动力电源、二无明照明条件，且顶风冒雨的恶劣作业条件。
??? 2. 潜水电泵在紧急排水中的应用
??? 为适应紧急排水的需要，有必要研制具备以下条件的成套设备。
??? (1)可移动 采用可移动的装置，以便必要时调用多处备用水泵机组，集中解决任务急、标准高的紧急排水任务；或者将紧急水专用设备集中保管，设立紧急排水设备管理中心或紧急排水基地，根据需要随时调用。
??? (2)装卸简便 水泵机组要求结构紧凑、操作简便，工作可靠，并且要求体积小、重量轻、搬移装卸简单方便。
??? (3)通用性强 水泵机组要求部件通用性强，任何厂家生产产品的安装尺寸相同，零部件应能任意互换，以缩短现场安装时间，方便设备配套及维修管理。
??? 二、紧急排水专用成套设备介绍
??? 沈阳市水利局与沈阳第二水泵厂联合开发研制CPBC-4500-1-2型移动式排灌车是一种新型的泵站形式。将潜水电泵、柴油机、发电机、出水管及其他辅助设备的均安装于带有起吊设备的汽车底盘上，不需要配套任何水工建筑物，可随时随地进行安装。它的研制开发和推广应用，彻底改变不传统的固定式排水站模式，变被动为主动，变固定为移动，可以最大限度的发挥设备的潜力。
??? 该设备的主要特点如下：
??? (1)灵活机动，反应速度快 那里需要那里去，变被动等待为主动出击，便于应付抗洪救灾的突发事件；
??? (2)适应性强 不需要配套任何水工建筑物，出水管为胶管，可以随意选择站址，并且可以在无电源的场所正常作业；
??? (3)工程投资省 因取消了复杂的水工建筑物，大大降低了工程造价；
??? (4)便于管理 移动式排灌车可以集中管理，彻底改变了原来排灌设备置于荒郊野外，极易遭受人为和自然因素破坏的状况，有利于中小型机电排灌设备管理水平的提高。
(5)设备利用率高 该设备可用于紧急排水，也可以用于灌溉。在无灌溉又无排水任务时起吊设备还可用于泵站技术改造、大型工程的施工排水等，载重汽车还可以跑运输，经济效益和社会效益十分显著；该成果于1997年7月沈阳市科委组织的有武汉水利电力大学、水利部松辽委、辽宁省水利厅、沈阳市水利局等有关部门专家学者参加的技术鉴定，并获沈阳市农业技术推广一等奖，具有国内先进水平，在某些方面达到国际先进水平。
第四章 灌 排 渠 道
第一节 灌排渠道清淤及冲毁段的修复
??? 一、清淤
灌排渠道清淤，可视断面大小和淤积量多少采用机械清淤或人工清淤。通常断面较大和淤积量较多的渠沟宜选用机械清淤，辅以人工整修。对断面较小，淤积量较少的渠沟采用人工清淤。无论是机械清淤还是人工清淤均以恢复原断面及纵比降为标准。
骨干排水渠严重淤积时，因沟深和断面均较大，在用人工清淤的情况下，若受地下水的影响而不易清淤时，应先挖龙沟排除沟内积水和龙沟两侧的地下水，再清除两侧淤土而且应边加深龙沟、边排水、边清淤，逐步达到原设计断面的要求。采用挖泥机械清淤，不受沟内有水或无水的限制。清出淤土应置于岸边1~2m以远，最好用于填充田内洼坑和冲沟等达到平田整地。
二、冲毁渠道的修复
局部冲毁的渠段，应按原过流断面和渠堤断面进行修复。修复时首先要清基，将淤土挖出，用适宜含水量的新土分层夯实，严禁采用新土一次堆积成渠堤或在沟坡贴土修复断面。冲毁的灌溉渠段若为衬砌渠道时，应先按原衬砌渠段的基础断面，参照上述方法进行修复，再采用原衬砌材料或防渗措施修复，并保持与上下游渠道衔接。
此外，盘山渠道中半挖半填渠段修复应采取一些特殊措施：①山体侧一般采用削坡减压；②修建护坡挡土墙，墙后加反滤层，并予留排水孔，进行排水固坡；③沿渠山坡上开挖撇洪沟等措施；④渠堤内侧及渠底应采取防渗加固；⑤在渠道上应修建溢洪设施等。
第二节 灌溉渠道沉陷、滑坡及裂缝的修复与防治
一、渠道沉陷的修复
由于洪水浸泡或底部淘刷造成渠道沉陷或塌陷。未经压实的新建土渠往往会发生全面沉陷，黄土渠道下沉现象尤为严重，旧渠上也会出现垂直沉陷段或深坑。应在洪水过后进行锥探，探清隐患深度及范围，探清后及时灌浆堵塞或重新翻修夯实。在第一次放水时，仍要注意观察，检验处理的结果，如仍有沉陷，再进行处理。
如沉陷不规律，堤脚下游地面隆起，应采取消顶卸荷，减缓堤坡和增设镇压平台等紧急措施，必要时还应加设排水井。这些处理措施都应在渠道里面水位缓降情况下实施，不得用骤降渠道内水位的方法进行抢修。对由于蚁穴造成的塌陷，应先将塌陷部分挖开重新修筑，以后在运行中加强防治白蚁危害的措施。
二、渠道滑坡的修复与防治
灌溉渠道经暴雨和洪水冲击发生滑坡的水毁现象比较普遍，多集中在深挖方渠道的内坡和高填方渠道的外坡，以及土质松软和风化岩石破碎地带，尤其是在强裂暴雨和大流量集中泄洪的情况下，更为严重。
?? 1.滑坡的修复
??? 首先需查明滑坡部位、严重程度、滑坡处及附近地段的断面变形情况，并分析原因。针对滑坡产生原因来制定修复方案，采取相应的处理措施，并计算出修复工作量。常用滑坡修复治理的方法有：
(1).滑坡发生在渠道外侧，恢复渠堤时，可采用局部放缓边坡的办法，或作成复式断面，以增强其稳定性。
(2).滑坡发生在渠道内侧时，如果原来的土质松软、稳定性差，可改用稳定性较好的土料修复，并提高其夯实、压密质量。必要时也可在恢复原断面的基础上进行局部的衬砌加固，以增强其防渗抗冲能力。特别是山区丘岭地带的高填方渠段，应采取防渗加固措施。
无论采取何种措施，都要坚持取用好土，切忌使用从渠道里面挖出的淤泥用来填充补缺。这样的淤泥遇水极易流动，造成新的边坡滑塌，甚至破坏已做好的衬砌护面，给工程带来损失。
此外，在易受冻胀影响的寒冷地区，在防渗衬砌灌溉渠道的修复过程中，还应采取必要的防冻措施，以防止冻胀对渠道的破坏。
2．滑坡防治的几项措施
(1)加强滑坡段检查，有滑坡迹象时，及时采取削坡减压、砌石护坡、开沟排水等措施；
(2)完善山区排水沟的防洪措施，使汇集山坡的多量降雨，从截水沟或排洪槽等设施流出，保证排泄畅通；
(3)禁止在滑坡体脚取土、开石、保持局部土体的稳定；
(4)渠道放水停水不能骤涨骤落，特别是大型土渠塑膜防渗渠道，更要防止骤然停水，造成滑坡。
三、渠道裂缝的处理
渠道裂缝主要有横向和纵向两种。横向裂缝与渠道轴线垂直，一般危害性较大，必须认真处理。平行于渠线的纵向裂缝，如果不是坍坡引起的，一般问题较小，但也要认真处理，以免造成不良后果。处理方法主要有开挖回填法和灌浆法。
1.开挖回填法
??? 开挖回填法是处理裂缝比较彻底的办法，适用不太深的表层裂缝及防渗部位的裂缝。此办法有，梯形楔入法(如图4-1所示，适用于裂缝不太深的纵缝)和梯形十字法(如图4-2所示，适用于渠堤横向裂缝)，其处理工序包括①裂缝开挖和②回填土料。
图4-1 纵缝处理示意图
图4-2 横缝处理示意图
①裂缝开挖工序：(a)开挖长度应超过裂缝两端1m；(b)开挖深度应超过裂缝深度0.3-0.5m；(c)开挖槽底部宽度至少为0.5m，边坡应满足稳定及新结合的要求，一般根据土质、夯压工具及深度等具体条件而确定；(d)开挖前缝内应灌入白灰水，以便掌握开挖边界；(e)较深坑槽应挖成阶梯形，以便出土和施工安全，(f)开挖后应保护坑口，避免雨冲、日晒和冰冻，以防干裂、进水或冻裂。
??? ②回填土料工序：(a)回填土料应根据渠道土料及裂缝性质选用，对沉陷裂缝应选用塑性较大的土料，控制含水量大于最优含水量的1%-2%；(b)对滑坡、干缩和冰冻裂缝的回填土料，应控制含水量等于或低于最优含水量的1%-2%，对于小裂缝可用原渠道土料回填；(c)回填前应检查坑槽周围土体的含水量，偏干的应将表面湿润，过湿或冰冻的应清除后再进行回填；(d)回填土应分层夯实，每次填土厚度以10-15cm为宜，一般要求压实厚度为填土厚度的2/3，回填土料的干容重，应比原土体稍大些；(e)回填时，要将开挖坑槽的阶梯逐层削成斜坡，并进行刨毛，要特别注意将槽边角部位夯实。
??? 2.灌浆法
??? 灌浆法适用于裂缝较深，开挖回填工程量大的裂缝处理。一般采用重力灌浆或压力灌浆，前者浆液自重灌入裂缝，后者除浆液自重外，再加机械压力，使浆液在较大的压力下，灌入裂缝。灌浆的浆液，可用粘土或黄土泥浆。
第三节 排水沟塌坡的修复与防治
排水沟道的塌坡的成因主要在于渠道自身的土质和断面构造。塌坡多发生于轻(砂)质土地区。由于轻(砂)质土壤无结构性，饱水时稳定性差，在地下水渗出坡面时的渗透压力作用下极易造成土体滑塌；另外，边坡系数、渠深等断面构造不合理也易产生塌坡。暴雨和洪水前后，由于排水沟集水较深的风浪侵蚀或退水较快时渗透压突然增大，容易造成塌坡。
由于排水沟塌坡的主要原因在于排水沟的土质和断面构造，据此提出如下一些修复与防治的措施，供选用。
(1)根据不同土质合理确定排水沟的边坡系数：据有关资料给定的最小边坡系数经验值如表4-1所示。
表４-1 不同土质排水沟的最小边坡系数
沟深(m)
<1.5
1.5-3
3-4
4-5
粘土、重壤土
1.0
1.2-1.5
1.5-2.0
>2.0
中壤土
1.5
2.0-2.5
2.5-3.0
>3.0
轻壤土、砂壤土
2.0
2.5-3.0
3.0-4.0
>4.0
砂土
2.5
3.0-4.0
4.0-5.0
>5.0
注：沟深大于5m, 且土质复杂时边坡系数应通过试验确定。
(2)采用复式断面：骨干排水沟或深度大于4m的排水沟，应视土质组合情况采用复式断面，可减轻下部沟坡的土压力，以利边坡稳定。
(3)采用植物固坡措施：植物固坡除根系有利固结边坡外，尚可增强坡面抗风浪和抗雨水冲蚀的能力，促使边坡稳定。在盐碱地区，坡面极易积盐，应选用耐盐碱能力较强的植物(如红柳等耐盐碱植物)，否则不易成活，难起固坡作用。
(4)换填粘土的修复措施：将坡面易塌坡的土层换填为块状粘土，换填厚度宜大于40cm，且应愈向沟底逐渐增加厚度，与轻(砂)质土的接触面也宜呈台阶状齿形交接，换土后还应踏实或轻度夯打，要保证地下水能从块状粘土的缝隙中流出。该项措施宜在低地下水位时施工，适用于附近有粘土资源的地区。
(5)暗管排水减压措施：在沟坡的适当部位，如复式断面的平台靠沟外侧部位，埋设排水暗管，其管体应在正常沟水位以上，一般每50m设排水出口入沟。可降低坡面地下水位，减轻渗透压力，但沟底坡脚为轻(砂)质土时，仍难免滑塌。
??? (6)改深明沟排水为浅明沟与暗管相结合的组合排水措施：在涝渍或涝碱共存的地区，要求田间排水工程必需达到一定的深度，而排水系统尚应逐级加深才能达到防灾要求。因此，轻(砂)质土地区若采用全明沟排水工程时，塌坡问题难以避免。可通过改用浅明沟排涝和深暗管防治渍害或盐碱化相结合的工程措施，减轻塌坡之害，骨干排水沟的深度亦可适当减小，有利其边坡防治。
??? (7)在排水沟边坡地下水出逸点以下部位填筑砂砾料，其厚度在30-60cm之间，沟深者取大值。
??? (8)在排水沟边坡上钻孔填砂砾料－—即砂柱排水固坡。
第四节 灌排管网的检修
近年来，灌排新技术的推广应用，促进了我国灌排技术的提高和农业生产的发展。其中不少新技术均与灌排管网有关，如喷灌、低压管道输水及暗管排水系统等。若遭洪涝破坏，亦应进行检修。
首先进行地面管道冲毁断裂部位两端的清淤处理，确保管路畅通后再进行换接作业。考虑地下管网的水毁情况主要有冲毁、沉陷、破裂和淤堵等，其检修复建措施如下：
1.冲毁段的修复：首先进行冲毁段两端管内的清淤，可采用掏挖、通捣、冲洗等疏通措施。淤堵严重难以疏通时应更换，然后清理冲坑内的积水、杂物和淤泥，分层填充新土并夯实，做好基底处理后，再按原设计要求将管道修复并复土掩埋。
2.沉陷断裂处理：沿管路检查时，对有地面沉陷坑的地方应予注意，该现象很可能是基土沉陷或管道破裂所造成。若沉陷坑较小时，一般填平即可，若根据经验判断可能危及管道时，应和沉陷坑较大的情况同样对待，进行开挖检查。
3.管道淤堵处理：管道淤堵通常发生在进水口和出水口的地方。首先应对进、出口设施或建筑物进行清淤，将管口显露出来后再进行管道的掏挖清理。若不能疏通时，再采用通捣和冲洗措施。为了防止造成下游管段发生新的淤堵，应在淤堵处下游的适当部位，将管道挖开一个缺口，使通捣和冲洗的泥土排出管外。
灌排管网全部检修复建工作完成以后，应进行通水检查，既可清洗全部管道，又可对出现的问题进行有针对性的处理工作，以保证其正常运行。
第五章 灌排渠系建筑物
第一节 水闸的修复
一、水闸的水毁类型及原因
（一）裂缝
1.不均匀沉降产生的裂缝
这类裂缝多发生在上下游翼墙、工作桥、胸墙、底板、护坦及闸墩上。
??? 上下游翼墙的沉降裂缝主要由于两岸防渗体被破坏；两岸绕渗比降过大，淘空地基；浸润线位置过高，浸溶地基使地基产生不均匀沉陷而导致翼墙在重力作用下开裂。
??? 工作桥、人行桥、胸墙、底板上产生沉降缝是由于土质地基在长期洪水浸泡下，一方面局部渗流过大而淘空地基；另一方面局部土质在水的浸泡下承载力降低，在外荷作用下产生沉降。水闸闸室是一个整体结构，由于地基的不均匀沉陷而产生变形，当构件内的拉应力大于混凝土的抗拉强度时产生开裂。裂缝一般先在底板上产生，然后由下部逐渐向上部发展。
??? 闸墩上沉降裂缝产生的原因大部分是设计及运行管理不善造成的。当闸墩上下游端或两侧上所承受的外部荷载极不均匀时而产生局部地基沉降导致闸墩开裂。
??? 2.超载裂缝
??? 这类裂缝常发生在闸底板、闸墩、工作桥桥面及闸门门槽处。底板上开裂是因外荷过大引起地基反力过大，在底板内产生的弯矩值超过原设计值，导致底板开裂；门槽处的裂缝是由于受到过大的水平方向水压力作用，门槽颈口处断面抗拉强度不够而开裂；工作桥桥面的开裂是由过大的启闭力所造成的；闸墩上的裂缝是局部过大的外荷作用而造成开裂。
(二) 冲刷、磨损、气蚀
上游段的冲刷和磨损
造成这一部分的冲刷和磨损的主要原因是行近流速过大和过闸水流紊乱产生的泡漩涡和立轴漩涡所致。对混凝土或浆砌石的铺盖和护底，会使其表面剥蚀、浆砌石钩缝脱落；对粘土铺盖会使其整体冲走，对干砌石防冲槽会使其块石冲掉。最终导致上游防渗体失效。
??? 2．闸室底板、护坦及消能工的冲刷、磨损与气蚀
造成这些部分的冲刷、磨损和气蚀的主要原因是过闸水流的单宽流量和流速过大，以及出闸水流不能均匀扩散或产生波状水跃。底板和护坦上的混凝土严重剥落、钢筋外露；消力池坎和消能工被冲毁；排水孔被堵塞；最终导致消能设施破坏和排水失效，危及闸室和护坦的稳定。
??? 3.下游翼墙的冲刷和气蚀
??? 造成这一部分的冲刷主要是过闸水流扩散角太大、过渡段太短而引起的折冲水流以及回流区的水流压迫主流。对混凝土翼墙，可以使其混凝土的表面剥蚀；对浆砌石翼墙可使水泥砂浆钩缝脱落，石块冲翻，破坏的部位大多数在下游翼墙和下游护坡交接处。
??? 4.海漫及防冲槽的冲刷
??? 造成这些部分破坏的主要原因是闸后水流产生波状水跃和流出消力池的单宽流量太大。对浆砌石海漫，可使水泥砂浆钩缝剥落，块石冲走；对于砌石段，可将整个块石冲走、掀底。根据调查资料，干砌石海漫和防冲槽冲刷严重时，绝大多数水闸无法正常运行。
（三）渗漏及渗透变形
??? 渗漏也是水闸破坏症状之一。渗漏的途径一般有通过闸室本身构造和闸基向下游渗漏；也有通过闸室与两岸连接处的绕流渗漏。
??? 渗漏分为正常渗漏和异常渗漏两种。不会引起土体产生变形渗透的称为正常渗漏，反之，称为异常渗漏。在水闸的运行过程中允许产生正常渗漏，而异常渗漏会产生管涌或流土，淘空闸基或两岸连接处，危及闸室的安全。
??? 水闸在运行过程中发生异常渗漏的原因是很复杂的。如勘察工作深度不够、基础本身存在着严重的隐患；设计考虑不周、运行管理不当、长时间超负荷运行及地震等方面的原因而产生裂缝、止水撕裂；上游防渗体（如防渗铺盖、两岸防渗齿墙等）遭受冲刷和出现裂缝；下游的排水设施失效等。
?? 异常渗漏产生的破坏性是很大的。首先是增大闸底板的扬压力，减小闸室的有效重量，对闸室的稳定不利；其次是缩短了渗径，增加逸出坡降和流速，猝发渗透变形和集中冲刷。1998年的考察中看到：闸底板下的地基和护坦下的地基被淘空，沉陷比较多，更为严重的是造成闸室的倾斜和护坦的坍塌破坏。
二、水闸水毁破坏的修复
(一)裂缝的修复方法
??? 1.表层裂缝修复法
??? (1)表层涂抹法
??? 对裂缝数量较多、分布范围较广且有微量渗水的细微裂缝，可在裂缝表面用1:1～1:2的水泥砂浆涂抹。此种涂抹方法适用于水闸的底板、胸墙、闸墩下部的裂缝，也适用于上游防渗铺盖及下游护坦。
??? 在水泥砂浆内加入防水剂，可以提高防水性能和加速凝固。防水快凝砂浆的配合比如表5-1。
表5-1 防水快凝砂浆配合比
名 称
配 比 （重 量 比）
水泥
砂
防水剂
水
急凝灰浆
1.00
--
0.69
0.44-0.52
中凝灰浆
1.00
--
0.20-0.28
0.40-0.50
急凝砂浆
1.00
2.20
0.45-0.58
0.15-0.28
中凝砂浆
1.00
2.20
0.20-0.28
0.40
??? 用此种材料涂抹，适用于上游防渗铺盖、底板和胸墙。
??? 对不同环境的裂缝，可选用不同配方的环氧砂浆涂抹。如工作桥和人行便桥上的干燥裂缝，可选用普通环氧砂浆；对上游铺盖、闸底板、胸墙、护坦及闸墩上的潮湿裂缝，则可选用环氧焦油砂浆。环氧砂浆的配方，可参考《水工建筑物养护修理工作手册》（水利电力出版社）的附录六表。
??? (2)表面粘补法。用胶粘剂把橡皮或其它材料粘贴在裂缝部位的混凝土上，可以达到封闭裂缝和防渗防漏的目的。工程修复常用环氧材料胶粘剂粘贴橡皮的夹板条法和划缝法。粘补材料的配制：环氧基液与环氧砂浆的配制参考同上手册；膨胀水泥砂浆配方有：水泥/砂为1/0.8～1/1，水灰比不超过0.55。
图5-1 缝口凿槽嵌填法示意图
图5－2 嵌缝膏使用示意图
??? （3）凿槽嵌填法。沿裂缝凿一条深槽，槽内嵌填各种防水材料，以防止渗水和渗漏（见图5-1和图5-2）。主要用于修复一般对结构强度没有影响的裂缝。如上游防渗铺盖、胸墙与闸墩和下游护坦等部位的裂缝。对于槽内潮湿，但没有流水现象的情况，可用水泥砂浆填补；在干燥处的裂缝，可用普通砂浆或沥青环氧砂浆填补；在潮湿处的裂缝，可选用环氧焦油砂浆或酮亚胺环氧砂浆填补；处理不渗水的裂缝，主要用沥青（油膏、砂浆或麻丝）材料填补。
??? （4）喷浆修补法。在裂缝部位已凿毛处理的混凝土表面，喷射一层密实而且强度高的水泥砂浆保护层，达到封闭裂缝，防渗堵漏或提高混凝土表面抗冲能力的目的。
??? 处理工作桥、人行桥及上下游翼墙的裂缝，可采用无筋素喷浆的修复方法。但其缺点是喷浆层易脱落，在一些重要部位不宜采用。在闸底板和闸墩上的裂缝，以及在工作桥、扩坦上的裂缝，均可采用有筋（挂网，并使用高强度水泥砂浆）喷浆修复的方法。
??? 2.内部裂缝的处理
??? 对于建筑物内部裂缝的处理，常用钻孔灌浆的方法。对一些浅裂缝，或只作防渗堵漏，不需要提高构件整体强度的裂缝，也可采用骑缝灌浆处理。灌浆的材料有水泥和化学材料。对裂缝宽度大于0.3mm的情况，适用水泥灌浆；对裂缝宽度小于0.3mm的情况，或渗透流速较大（25m/h）或受温度影响较明显的裂缝，宜用化学灌浆。具体的施工要求和操作程序，参考同上手册。表面裂缝的修复方法，一般适用于超载裂缝；对沉陷裂缝，如裂缝终止，亦可以用上述方法；若裂缝仍在发展，则只能作表面处理（可选用粘补法），待裂缝终止，再进行内部处理。
??? （二）水闸渗漏的修复方法
??? 1.水闸裂缝渗漏的处理
??? 对裂缝进行修补以达到防止渗漏的目的，具体方法如前面所述。
??? 2.基础渗漏的处理
??? （1）正常渗漏与异常渗漏的识别。从排水设施或闸后基础中渗出的水清澈，一般属于正常渗漏；闸下游混凝土与土基的结合部位出现集中渗漏，若渗漏水急剧增加或突然变浑时，则是基础发生渗透破坏的征兆。
??? （2）基础渗漏的修复方法。当沉陷缝止水断裂时，混凝土铺盖与底板之间沉陷缝中的止水，因受到闸室的不均匀沉陷而破坏，造成渗径缩短、底板上的扬压力增大，逸出比降和流速加大，必须修复。修复的措施是重新补作止水设施。
??? 下游护坦底部的排水设施，由于运行时间过长而淤积、堵塞，对闸室的安全不利，必须修复。其方法有：拆除护坦底部的反滤层，重新修复；在护坦下游的海漫段加做反滤排水设施；可适当加长上游的防渗铺盖。
??? 当闸基板桩被破坏，无法满足防渗要求时，可在下游加做排水设施，或在上游适当延长防渗铺盖，同时，对闸基可采用泥浆或水泥浆的灌浆处理。
??? 对于在汛期已发生闸基渗透变形的水闸，只要水闸还能满足使用要求，可对闸基进行加固，其主要方法是在闸底板上钻孔对基础作灌浆处理。
??? (3)侧向渗漏的处理。水闸的侧向渗漏，应根据两岸的地质情况，摸清渗漏的成因，采用相应措施进行处理。具体做法有：开挖回填；加深和加长防渗齿墙；灌浆处理。如因绕渗引起闸墙背后填土被冲走，而建筑物本身完好，则按所连接的堤坝要求，分层填土夯实。回填土应根据渗径要求，采用粘性土或粘壤土，不能使用砂或细砂土回填。
??? （三）水闸的冲刷、磨损及气蚀的修复
??? 1.防冲槽、护底与海漫冲刷的修复措施
??? 上游防冲槽、护底及下游防冲槽、海漫主要是起保护河床免于冲刷的作用，一旦自身被破坏，只要将其破坏部位拆除掉，重新按原设计图纸进行修复即可。
??? 2.闸室底板冲刷、气蚀的修复措施
??? 将冲蚀的部位凿毛处理，清洗破损面并保湿，如受力筋被冲断，则重新更接钢筋，并将原钢筋头锯平，然后浇筑高一级标号的二期混凝土抹面。施工时，创面不允许流水。
??? 3.消能设施的修复措施
??? 护坦冲刷和磨损的修复方法与底板的一致，新护坦修复可应用中国水科院水利所成果（参见《水利学报》1982年5期“灌排渠系闸下新消能工”）。消能工冲毁，如原设计尺寸构造满足要求，则按原设计修复；如果不满足要求，则应按校核后的尺寸进行修理。要保持护坦的整体性，做好二期混凝土的养护工作，并在运行管理过程中，改善过闸水流条件。如护坦底部被水流淘空，应采取灌浆方法充填，以防止护坦断裂。
??? 4.下游翼墙和护坡冲刷的修复措施
??? 下游翼墙冲刷后，如原是混凝土材料，可按混凝土修补办法进行恢复；如果是浆砌石料，冲毁后，可更换混凝土材料进行修复。要注意翼墙的扩散角不超过10°，过渡段长度按设计规范要求确定。
??? 下游护坡的修复措施：将已冲毁的部位清除干净，堤坡用土料回填夯实，再用混凝土或浆砌石进行护坡衬砌。
??? 三、水闸纠偏
??? 由于荷载分布不均匀、闸基渗透破坏等引起闸基不均匀沉陷，从而导致闸室倾斜，但这种倾斜或偏移不是特别严重的情况，可采取适当的纠偏措施，使水闸恢复正常状态。水闸纠偏方法可大致归纳为以下几类：
??? 1.地基土促沉
??? 对闸底板沉降较小的一侧的地基采用掏土法、沉井冲水排土法、加载法和地基应力解除法等促其沉降。
??? 2.地基土限沉
??? 对建筑物沉降较大一侧的地基土进行加固，以限制其沉陷继续发展，加固措施包括静压桩法、旋喷桩法、石灰桩法及灌桩法等。
??? 3.调整荷载分布法
??? 此类方法包括调整闸门及启闭台位置，调整侧墙回填土边荷载，调整进出口铺盖、护坦长度以改变闸底板扬压力分布等，通过这类措施改变闸基应力分布，使基础沉降趋于均匀，从而实现闸室纠偏。
??? 4.加强刚度法
??? 通过改变闸底板结构形式，以减小和调整基底压力，最终达到控制和调整地基土不均匀沉降的目的，如将分离式闸底板联成整体式底板等。
第二节 涵洞（管）修复
渠系涵洞（管）通常建造在土基上，易遭雨水和洪水的冲刷和淘刷。涵洞断面形式各异，既可以现场浇筑，也可以预制拼装，而涵管则通常是提预制拼装的混凝土或钢筋混凝土圆管。
一、涵洞（管）的水毁类型及原因
1.涵洞（管）渗漏破坏
涵洞（管）的渗漏有两种情况。一种是由于洪水超标，洞（管）内水压力过大，加之洞（管）接缝止水老化，易使止水破裂或脱落。另一种是涵洞（管）内周围填土不密实或未设截水环，在高水头差作用下，水流沿洞（管）外壁形成集中渗漏。两种渗漏都易使涵洞（管）基础淘空、沉陷，导致涵洞（管）断裂、土方陷塌。
2.水压力超截破坏
水压力超截破坏也分两种情况。一种是涵洞（管）的内水压力过大，引起涵洞（管）壁破裂。另一种是涵洞（管）外壁承受的压力水头过大而使涵洞（管）壁破裂。
??? 3.翼墙受洪水冲刷破坏
??? 进口翼墙直接承受洪水迎面冲刷或出口段长度不足，扩散角太大而引起回流对翼墙淘刷，使得翼墙填土被淘空，导致翼墙倾斜、断裂、冲垮。
二、水毁涵洞（管）的修复
1.涵洞（管）裂缝及渗漏的修补
（1）用水泥砂浆或环氧砂浆将进行表面处理
涵洞的一般裂缝和漏水，无需结构补强时，可用水泥砂浆或环氧砂浆进行表面处理。
（2）灌浆处理
当坝（堤）下涵管漏水尚未引起基础沉陷时，可在涵管内壁布孔灌浆；当已引起基础沉陷时，除在内壁布孔外，还需要在坝面布孔灌浆。如条件充许，灌浆最好能沿涵管全线进行。灌浆方法，可根据涵管内径的大小而定。当涵管直径较大，人能进入管内，则直接在管内打孔灌浆；否则采用引管灌浆。灌注的浆液，以粘土水泥浆为宜。如需采用其它浆液，应通过试验后确定。
（3）开挖回填
当涵洞周围填土因夯实不良而产生渗漏时，如开挖工程量不大，并能保证安全的条件下，可采用沿涵洞（管）轴线开挖回填措施。涵管两侧开挖宽度不小于1.0m，全部清除淤泥软土，按照与基础相同的土料和要求，分层回填夯实。必要时，可在涵洞进口段的填土中掺入3～5%的水泥，以增加填土的密实性，并提高其抗渗性能。
（4）开挖回填与灌浆相结合
根据情况，能开挖的管段，采用开挖回填，其余未开挖的管段，则采用灌浆处理。
（5）裂缝的处理方法详见本章第二节。
2.涵洞（管）断裂的加固及修复措施
（1）涵洞地基加固
地基加固的方法应按地质条件和涵洞断裂的位置而定。当断裂发生在洞（管）口附近，且坝（堤）身不很高，可直接开挖坝（堤）身或岸坡进行处理。对于软基，应先拆除破坏部分的涵洞（管），然后清除基础部分的表土、松土和淤泥，直至开挖到坚实土层。均匀夯打后，再用浆砌石或混凝土回填密实。对于岩石基础软弱地带的加固，主要是在岩石裂隙中进行充填灌浆或固结灌浆。如为断层带，需开挖回填混凝土。当断裂发生在涵洞中部，且坝（堤）身比较高，全部开挖处理有困难，而洞径又较大时，可在洞内进行灌浆处理。灌浆前要将断裂处用混凝土、钢筋砼或钢环封闭好。
（2）涵洞进出口翼墙加固和改造
翼墙的形式尽可能做成扭曲面渐变段，其长度应大于渠道设计水面宽度的1.5～2.0倍，翼墙基础应深入到地基0.5m，材料可用浆砌块石，并做好翼墙与涵洞的连接。
（3）补设必要的伸缩缝
对于原来伸缩缝的设置不能满足工程要求的涵洞，可选取现有较大的贯穿性（横向）裂缝，沿裂缝处开凿5cm左右的环形缝，直至基底，并截断其间钢筋，在内壁设置可靠止水，如采用PT胶泥，PU２弹性材料填塞，以及表面用环氧树脂粘贴橡胶封闭等。在外壁，为保工程安全，也可加设钢筋砼套管，并设置允许相对变位的垫层，使之沿纵向可以自由伸缩，防止温度变化产生新的裂缝。
（4）洞身设置沉陷缝
对于洞身受力不均匀处，或地基沉陷相差较大处，应设置沉陷缝。止水结构一般用止水片和多层油毡组成。止水片最好是采用紫铜片，也可采用塑料止水片、铝片等。
??? （5）涵洞内衬砌补强处理
??? 当材料强度不够，涵洞内产生裂缝或断裂时，可采用衬砌补强进行处理。常用的方法有：采用钢管、钢筋混凝土管、钢网水泥管等制成的成品管，与原洞壁间充填水泥砂浆或埋骨料灌浆而成；在洞内采用现浇混凝土、浆砌块石、浆砌混凝土预制块，或支架钢丝网喷水泥砂浆等方法衬砌。无论采用何种方法，都必须使新老管壁结合良好。
第三节 隧洞的修复
??? 一、隧洞的水毁类型及原因
??? 1.裂缝漏水
??? 隧洞裂缝漏水除带来输水损失外，渗水还会侵润围岩，减小其有效抗力，造成衬砌破坏，洞壁坍塌，甚至引起山体滑动。其形成原因是多方面的，如伸缩缝、施工缝及其它分缝处理不当，止水失效；混凝土施工质量差；隧洞穿过的地段有断层或软弱夹层，隧洞通过超标准洪水等。
??? 2.洞身塌方
??? 隧洞穿过不良地层，遇长期降雨使地层含水量增大，软弱结构面强度降低，围岩将出现错动和不均匀沉陷，造成塌方，损坏衬砌和堵塞隧洞。
??? 3.冲磨
??? 含沙水流经过输水隧洞，产生不同程度的冲磨损坏。特别是洪水季节水流挟带泥沙及杂物，以及隧洞进出口连接建筑物处理不当情况下，冲磨现象更为严重。
??? 4．进出口滑塌
?? 隧洞进出口部位，岩石往往风化破碎，且具有临空面，在地表水和地下水的作用下，可能软化裂隙内的充填物，降低抗剪强度，造成进出口坍塌失稳。
5．进出口冲刷与淤积
??? 进出口局部冲刷产生淤积，将影响其过流能力。灌区内明流隧洞的进出口一般都不设消能防冲设施。但当进出口处地质条件很差或流态不好时，仍有可能出现局部冲刷，影响隧洞的安全。
??? 二、水毁隧洞的修复措施
??? 1. 裂缝漏水的处理
??? 根据裂缝漏水性质确定处理方案。对于表面裂缝，当裂缝稳定，可用刚性材料填充修补，当裂缝不稳定，则应采用弹性密封止水材料（如弹性聚氨脂）填充，或进行化学灌浆；对于深层及贯穿性裂缝，宽度大于0.2mm的，可采用水泥灌浆，其水灰比为起始用2:1，结束用0.6:1，较细的裂缝，则应采用化学灌浆，其配方为：环氧树脂（100g）、糖醛（30～50g）、丙酮（30～50g）、苯酚（10～15g）、乙二胶（15～18g）。所需设备为手掀泵。
??? 2.冲磨损坏处理
??? 根据混凝土衬砌被磨损情况，选用合适的修补方案。当磨损深度小于3.0cm时，可用高标号水泥砂浆或环氧砂浆修补；当磨损深度为5～10cm时，可将混凝土衬砌凿深10～12cm，放置钢筋网，打入锚筋，再用高标号小骨料混凝土回填。
??? 3.洞身塌方处理
??? 塌方发生后，首先应加固未塌地段，防止塌方范围蔓延，同时查明情况。如塌方量不大，可采用清理的办法处理，但在此前必须将塌方的顶部支撑牢固，防止继续塌落。如塌方量大，则可采用开挖导坑的方法，穿越塌方体。穿越时在导坑顶部用插板插入塌方体，形成棚顶，在棚顶的保护下，逐步开挖进占，清理塌方体；对顶部衬砌隧洞，由于塌方损坏，必须重新衬砌，并适当提高衬砌标准，对衬砌以外的空洞和围岩，也应进行加固，同时尽量填实塌穴，并回填灌浆。
??? 4.进出口滑塌处理
??? 对由于进出口山体坡度太陡而发生的塌滑，如塌滑后山体处于稳定状态，可直接清除塌滑体；如处于不稳定状态，则应先分析山体的稳定条件，对其进行支护处理（如采用砌筑八字墙、打木桩等支挡加固措施），然后再行清理。要做好塌滑体四周的排水设施，避免清理时发生新的塌滑。
??? 5.进出口冲刷破坏处理
??? 当隧洞进出口被冲刷破坏时，如进出口联接段为砌石结构，可直接在清除破坏体后重新砌筑连接段；如联接段为混凝土结构，可参照前面冲磨损坏及裂缝漏水的处理方法进行修复。
第四节 倒虹吸管的修复
一、倒虹吸管的水毁形式及原因
1.进出口段的水毁
（1）挡土墙和挡水墙失稳。主要原因包括洪水冲击墙体、洪水淘刷、墙后填土渗透破坏和受水浸泡而引起侧压力增加。
（2）墩墙破裂。主要由于基底受冲刷后产生不均匀沉陷和侧压力超常所引起。
（3）闸门变形和卡死。主要因水压力过大使闸门扭曲变形并卡死，另外，闸基不均匀沉陷引起闸墩倾斜也会使闸门卡死。
2.管身段的水毁
（1）管身破裂、断裂和脱节。主要由于沿管线的坡体失稳和地基不均匀沉陷所引起。
（2）管身漏水。止水老化并受内水压力作用而脱落、撕裂，或管身脱节使止水拉裂都会引起倒虹吸管漏水。另外，管裂缝也会引起漏水。
（3）镇墩断裂和失稳。主要原因：①镇墩基础不均匀沉陷和滑坡；②弯管段内水动压力过大而镇墩体偏小；③镇墩基础被洪水冲刷淘空。
二、水毁倒虹吸管的修复措施
1.滑坡治理
倒虹吸管斜坡段管身断裂或被拉脱节等破坏是由于斜坡段失稳或滑坡所致。处理滑坡体应视实际情况而定：对于表层滑动体，因土体体积较小，可进行人工清除，而后用混凝土或浆砌石护坡，并做好表面排水；对于深层滑动体，因体积较大，不宜清挖，一般用抗滑桩与表面护坡排水相结合的办法。桩材采用钢筋混凝土桩较为经济适用，桩的打入方向应尽量垂直滑动面。
2.管身裂缝修补
裂缝的直接危害是漏水和导致钢筋锈蚀。因此，必须采取修补措施，封堵裂缝达到止漏防锈目的。对于不同特征的裂缝，应采取以下不同的处理措施：
??? (1)纵向裂缝。纵向裂缝是侧虹吸发生最多的裂缝，它影响管的强度和安全。处理措施有：①缝宽在0.05mm下的裂缝，可以不作任何处理而照常使用；②缝宽在0.05～0.1mm内的裂缝，只需作简单的防渗处理即可，一般在管内部裂缝处喷涂一层涂料（由粘接剂、稀释剂、溶剂、填料等数种原材料或其中一部分混合而成）；③缝宽在0.1～0.2mm内和裂缝，可以在内管壁裂缝处采用表面复盖修补，较常用的弹性环氧砂浆（其配方见表５－２）涂抹裂缝表面。④缝宽在0.2～0.5mm内的裂缝，较好的防渗修补办法是在管内侧使用弹性环氧砂浆或环氧砂浆粘贴橡皮，并同时做好隔温处理；⑤缝宽在0.5mm以上的裂缝，如果裂缝处钢筋锈蚀并不十分严重，进行除锈处理后，可继续使用，如果钢筋锈蚀严重，已不能满足强度要求，则应更换管段。
表５－２ 弹性环氧砂浆材料及配方比
组成材料
比例
备注
618＃环氧树脂
100
主剂
聚硫橡胶
20
增强剂
固化剂
MA
15
潮湿水下环氧固化剂
或CJ-915
柔性固化剂
石英粉
填料
砂
细骨料
??? (2)环向裂缝。由于伸缩变形受到约束引起的拉裂缝，也常用弹性材料进行防渗修补。其修补方法与纵向裂缝相同。
??? (3)其他裂缝。对于由滑坡、镇墩或支座沉陷引起的裂缝，属于结构性的荷载裂缝，在对地基或镇墩等进行必要处理后，对裂缝用刚性材料修补，达到防漏防锈。常用的修补材料有环氧砂浆钢丝网。
??? 对严重的应力裂缝及管身断裂，如管身纵向裂缝宽度大，管周围分布条数多，且钢筋锈蚀较为严重时，宜换管；如果钢筋锈蚀不甚严重，则可采用全面加固方法，继续使用。全面加固方法有内衬钢板和内衬钢网水泥喷浆层两种。内衬钢板厚度为4～6mm，内衬钢网水泥喷浆层（限制最小）厚度为3～5cm。全面加固方法要在核算并满足过流能力及施工的要求的前提下，方可采用。
第五节 渡槽的修复
?? 一、渡槽水毁类型及原因
1.墩、台基础变形
槽墩、槽台通常建造在河谷、沟溪等低洼地，山洪爆发时对墩、台基础的覆盖土形成强烈的冲刷，若基础埋深较小，极易使墩、台基础露出并腾空，从而导致基础的不均匀沉降和滑移。
2.槽身漏水
槽身漏水有以下几种原因：墩、台倾斜使槽身接缝止水撕裂；止水老化加上槽内水压力作用使止水失效；槽身结构老化加上水荷载超常使槽身产生裂缝。
3.槽台垮塌
槽台在以下几种情况下易发生垮塌：槽身进出口段座落在填方上，不均匀沉降导致槽台开裂，槽内水流渗出对槽台填土产生渗透破坏；高填方槽台严重阻水，在山洪冲击下槽台垮塌；槽台基础被洪水淘空而垮塌。
4.渡槽整体倒塌
渡槽可能在以下几种情况下发生整体倒塌：墩、台基础受到洪水严重冲刷破坏，槽身连同墩、台一起倾倒；槽身（多为圬工渡槽）严重阻水，加之本身老化失修，在洪水冲击下倒塌。
二、水毁渡槽修复措施
1.槽身裂缝修补
渡槽裂缝实质上是其强度不足，因而需通过提高结构强度或降低结构应力加以解决。提高结构强度的措施有：对于薄壳渡槽补强，采用环氧玻璃钢进行表层包覆，对于支承结构及基础，还可以采用外包普通钢筋混凝土的方法；降低结构应力措施有：增设单排架、斜腿刚架、斜拉支撑等补强加固，可使槽身变成多跨连续梁，从而减小槽壁拉应力，防止裂缝继续发展。
2.渗漏的处理
如槽身因裂缝而漏水，可通过对槽身补强解决；如由于止水拉裂或老损引起漏水，可对止水进行处理（例如采用湖北引进的新型止水材料─聚氨脂弹性密封膏嵌缝，解决渡槽伸缩缝止水问题）；对于双（或单）悬臂式渡槽，如止水拉裂，采用上述方法处理效果不佳时，可结合槽身补强，在悬臂端增设单排架，使成为连续梁结构，然后再进行止水处理。
3.槽墩加固
当槽墩基底承载能力不够时，可采用扩大基础的方法加固(见图5-3-a)；当槽墩由于基础沉陷而需要恢复原位时，可采用加宽基础、用若干油压千斤顶，将支墩顶回原位的方法处理（见图5─3－b）；当山洪冲刷基础，使基底局部淘空，支承结构及槽身倾斜时，可采用钢缆牵引，也可设斜支撑帮助钢缆，使结构复位；当槽墩发生沉陷而使槽身曲折时，可先在槽墩上放置油压千斤顶，将渡槽槽身顶起，待其恢复原有的位置后，再用混凝土块填充空隙，支撑渡槽槽身（见图5-4）。
图5-3 渡槽槽墩基础加固示意图
1-原基础；2-基础加宽部分；3-斜形凹槽；4-混凝土底盘；5-上部混凝土支持体；6-油压千斤顶；7-空隙
图5-4 渡槽槽墩沉陷后的加固示意图
1-槽身；2-千斤顶；3-新填混凝土块；4-原支墩
4、墩、台基础变形的处理
基础不均匀沉陷变形，导致槽身间出现错位、支墩倾斜，除前述支墩复位方法外，还可采用钢丝绳牵引法及地基应力解除法纠偏；当设置在填方基础上的进出口（连接段）发生渗透沉降变形时，需要对连接段进行处理：清除不合要求的填土，重新回填，使填土的密实性达到设计要求，并做好防渗、导渗、排水设施；如果进出口破坏很严重，也可考虑增加槽身长度，使进出口连接段坐落在挖方基础上。
第六节 跌水与陡坡的修复
一、跌水和陡坡的水毁类型及原因
跌水与陡坡由于存在着工程布置不当、施工质量不高、老化病害等自身缺陷，洪涝期间又遭遇高水位、大流量、流态复杂等恶劣水流条件，造成毁损破坏，影响工程安全。主要表现有：
1.冲刷
消力池、陡槽的底板和侧墙等，由于通过跌水、陡坡的高速水流冲刷，会产生表面剥蚀、断裂、松动甚至倾斜、滑动等破坏；下泄水流由于单宽流量过大，主流集中，消力池内产生不稳定的立轴漩涡而不能充分消能。出口形成折冲水流，冲击岸坡，造成下游（整流）连接段和两岸堤坡的严重淘刷和崩塌破坏；洪涝期间，大量泥沙、石块、漂浮物随水下泄，使下游的冲刷破坏更为严重。
2.裂缝
由于地基不均匀沉陷和温度变化等原因，跌水、陡坡的混凝土或浆砌石结构会产生裂缝，使结构丧失整体性，降低承载能力。过水部位的贯穿性裂缝还会形成渗漏通道，影响建筑物功能的正常发挥。裂缝多出现在：控制堰口的底板；上、下游翼墙、陡坡的底板和侧墙；消力池底板和两侧挡土墙。
3.渗漏
当跌水、陡坡的防渗设施遭到破坏时，会引起严重的渗漏现象。渗漏对建筑物影响表现为：会增加跌水墙、侧墙背后的水平方向水压力，也会增大陡槽衬砌底部的扬压力，恶化结构的受力条件，使结构产生失稳和破坏；过大的渗漏会带来地基的渗透变形，产生不均匀沉陷；建在填方基础上的跌水、陡坡，渗漏会降低堤坡土体的抗滑能力，出现塌陷、滑坡等破坏。
二、水毁跌水、陡坡的修复措施
1.冲刷处理
对于被洪水冲刷或漂浮物撞击而产生松动、破裂、剥损的部位，应将松损部分挖除，表面凿毛洗净，铺抹砂浆或重新浇砌块石、浇筑混凝土。破坏严重的部位，还应考虑加设钢筋。
对下游渠道出现的崩岸、淘刷，应挖净浮土，逐层回填夯实，表面用浆砌石或混凝土护面，并适当延长衬砌范围。
在加固、修复消力池结构的同时，改善其消能效果，如在护坦上增设消能墩、齿墙等辅助消能工。若下游渐变段两侧翼墙已严重冲刷破坏，应适当调整扩散角，使水流均匀扩散，避免产生折冲水流等不良现象。
2.裂缝处理
混凝土结构裂缝的修复，可参照水闸一节进行；浆砌石结构裂缝的修复措施有：
（1）勾缝填塞。对于一般表层浅缝，可沿缝凿开、洗刷干净，露出砌石面，然后在缝内刷一层水灰比为0.45～0.5的水泥浆，再以水灰比为0.5～0.55的1：1砂浆填塞压实，表面抹光。
（2）重砌或填缝。对于裂缝较宽且已贯穿砌体的情况，先折除缝口边的损伤砌体，冲刷干净后，再重砌平整。重砌块与原砌体间的空隙，可用骨料埋管灌浆处理。
（3）综合措施。对于严重漏水，会危及建筑物安全的裂缝，修复时除防渗堵漏外，还要对结构进行加固。如在浆砌侧墙外加砌浆砌石加固体。
3.渗漏处理
（1）浆砌石结构渗漏的处理
1）环氧材料涂抹。首先将砌体沿缝凿成深约2cm，宽5～8cm的槽，刷洗干净后风干，涂环氧基液一层，再涂厚1～2cm的砂浆。砂浆涂抹完毕，可用加热铁抹把表面抹光，然后涂一层环氧基液保护。
2）麻丝填塞。对个别漏水的砌缝，可采用沥青麻丝填塞，再用水泥砂浆勾缝堵漏。
3）灌浆与涂抹相结合。当背水面发生砌缝漏水及砌体表面湿润情况时，可采用在临水面砌缝灌注水泥砂浆。在砌石表面涂抹水泥砂浆相结合的办法堵漏。
第七节 农桥的修复
一、农桥水毁类型及原因
农桥水毁与渡槽水毁有许多相似之处，主要有以下几种情况：
1.墩台基底冲空、墩台倾斜
主要由于洪水流速急、流量较大，加之墩台基础埋深较浅。
2.桥台垮塌
桥台垮塌的原因主是阻水较严重，从而受到较大洪水的冲击作用，加上桥台挡土墙（通常是圬工结构）老化，而被洪水冲垮。
3.桥跨结构断裂
主要由于墩台基础发生不均匀沉降或桥墩滑移所致。特别是连续梁式钢混凝土桥，当某个桥墩发生较大沉降或滑移时，会引起相邻若干桥跨断裂。
4.桥梁整体冲垮
桥梁整体冲垮通常发生在以下几种情况：老化失修的圬工拱桥严重阻水；墩台基础被严重冲刷，墩台倾倒，特别是连拱桥，当个桥墩倾倒时会带动若干孔桥跨和桥墩倒塌。
二、水毁农桥的修复措施
1.裂缝修补
（1）水泥砂浆封顶
当裂缝宽度不大、深度较浅、特别是缺少修补裂缝机具的地方，通常采用水泥砂浆封填的方法修补裂缝。 施工时，先凿出混凝土的松散组织或石料的风化层及破裂部分，将裂缝凿成“V”型槽，用钢丝刷或棕刷清除槽内浮尘，并用清水进行冲洗，然后采用高标号干硬水泥砂浆加力封填。如果裂缝深度较大，可分成数次进行封填，同时加强养护。
（2）灌浆法修补裂缝
用化学材料灌浆修补桥梁的裂缝，是国内外近20年发展起来的一项新技术。它具有使用简单，粘结可靠等优点。灌浆使用的胶结剂可根据裂缝宽度的大小选用甲凝、环氧树脂或水泥浆等。小于0.1mm裂缝一般是灌注甲凝，甲凝粘滞度小，有很好的渗透性，易于灌入细微裂缝。大于0.1mm小于0.4mm的裂缝，通常宜用环氧树脂灌注。环氧树脂粘滞度较大，用来灌注时应适当选择稀释剂及其配比，以降低其粘滞度，提高可灌注性。大于0.4mm的裂缝，目前大都用水泥浆灌注。
2.钢筋混凝土梁桥的整修加固
（1）支座整修
支座采用油毛毡层的小跨径桥梁，如油毛毡层太薄，损坏后，梁底将直接与墩台帽顶面接触，将梁底和墩帽的混凝土拉裂。整修时可逐孔顶高桥面，重新垫入油毛毡支垫层，并用环氧树脂胶浆修补梁底和墩帽的混凝土裂缝，在达到要求强度后放下桥面。
（2）钢筋混凝土主梁加固
1）八字撑架加固法。是在原桥主梁下加设八字形斜撑作支承，斜撑用木、型钢或钢筋混凝土预制构件制作，其下端支承在桥墩上、或承台顶面及河床上（此时，桥下净空应不致影响通航和不受飘浮物撞击），其上端支承于梁底，中部有时还加设托梁。各片主梁下斜撑及托梁均应设置横系梁，以加强整体性，如图５-５。通过斜撑的设置使一跨简支梁变为三跨连续梁，利用结构体系的改变使结构的受力状况得到改善，达到提高原桥承载能力的目的。
图5-5 八字撑架法加固桥梁
2）梁的连续加固法。根据简支梁与连续梁的受力特性，亦可将多跨简支梁转变为多跨连续梁或将多跨简支梁桥的桥面连续，从而减小原桥跨中截面的弯矩和挠度值，改善多跨简支梁桥的受力持性，提高原桥的承载能力。
3）梁拱组合加固法。当原桥承载能力严重不足时，有时可采用将梁式体系转换为拱式体系的梁拱组合加固法对梁桥进行加固改造。
4）粘贴加固技术。目前常用的粘贴剂是环氧树脂.用环氧树脂粘贴钢板、钢筋或玻璃钢板,可以提高构件的抗弯、抗剪能力 ，减少裂缝的扩展，是一种施工简便，不减小桥梁净空，并可在不影响或少影响交通情况下施工的加固技术。
3.拱桥整修加固
（1）拱肋加固
当拱肋由于截面强度不足而出现严重的径向裂缝时，一般可采取喷锚混凝土、现浇混凝土局部加大或全截面加大拱肋，以及在受拉翼缘粘贴钢板、钢筋或玻璃钢的方法进行加固。
（2）加强横向联系
这也是改善拱圈受力状态，避免构件断裂的措施之一，其加固方法一般有：用外包混凝土加大横系梁截面；将横系梁改为横隔板。
（3）调整拱轴线与压力线
由于拱的受力状态与拱轴线的变化关系很大，在某些情况下，仅仅增加桥面厚度，特别是在拱顶区段增加厚度，不但达不到加固目的，反而使拱圈的压力线进一步偏离拱轴线，从而恶化拱圈的受力状态，加剧拱顶下沉。为如果需要调整拱上填料厚度或桥面厚度时，必须对拱圈的受力进行计算分析，确定合理的方案，不能盲目增加拱上自重。
4.桥梁墩台整修加固
（1）墩台基底冲空的修理防护
墩台基底冲空的修理和防治方法，应视河床稳定状态和冲深范围大小而定。
1）河床比较稳定，冲刷限于墩台周围范围较小时，一般采用平面防护和立面防护墩台基础的方法。
平面防护主要是在桥墩周围冲刷坑范围内用块片石加以铺砌，铺砌宽度，应不小于最大的冲刷深度，也可再加宽0.5─0.1m，以策安全。如果是冲刷较严重的卵石河床，可用铅丝或钢筋制成石笼护基，石笼间要相互连锁，使其整体下卧。也可用钢筋混凝土预制砌块，以钢筋相互连锁，象褥垫一样摊铺在冲刷范围的河床上。
立面防护为在墩台基础的外围打一圈防护桩，从立面深度来防护墩台基础的冲刷，防护桩必须深入局部冲刷的最大深度之下。如为土质或细砂砾河床，可在桥墩外围打板桩作围堰，堰内填砂卵石,表面用浆砌块片石铺砌层护基，如图5-6所示。
图5-6 板桩立面防护基础
2）河床不稳定，墩台基础埋置较浅，冲刷范围 较大时，采用在整个桥孔下加铺块片石铺砌层的方法防护基础，并清理桥孔上下游沙滩，使水流平稳进入桥孔，防止出现大的局部冲刷，这种桥孔下较大宽度的冲刷，往往在洪水后把整个河床冲深，特别是压缩桥孔的河床，更容易出现整个桥孔冲刷的现象。因此在铺筑块片石铺砌层时，应适当铺砌得低些，以增大桥梁的排水面积和能力。
3）桥位如在弯曲河流阔宽河滩段的下游，由于桥孔压缩过大，往往发生河床变迁，水流局部冲刷很大，这时，除了采用上述的铺砌防护方法外，还应在桥的上游设置导流堤坝等调治构造物，以引导水流平稳地从桥孔内通过。
（2）提高墩台承载能力的方法
??? 对原有桥梁提高荷载标准和加固桥面之后，如墩台基础承载能力不够，必须同时加固墩台，提高其承载能力，使上下部结构相适应。提高墩台基础的承载能力，一般采用扩大基础加固法和增加基桩加固法，如图5-7。
扩大基础法主要应用于地基土质比较坚实的桥梁，在扩大基础面积后，使墩台基底的单位压力减小到地基土所能承受的允许应力范围以内。扩大墩台基础法，施工比较简便，但必须使新老基础连成一体共同承受上部荷载。 增加基桩法，主要使用在原为基桩的墩台，在原桩基础边增加基桩，新浇筑基础，使新老基桩共同起提高墩台承载能力的作用。
图5－7 增加基桩加固桥墩
（3）防止桥台向河心推移的加固方法
软土地基桥台，由于土基软弱，承受能力很低，桥头路堤填土较高的桥台很容易发生桥台的不均匀沉陷和向河心的水平推移。修理应视跨径的大小、河水的深浅、及修理施工的难易程度。加固方法如下：①在两桥台间用钢筋混凝土支撑梁将桥台顶住，如图5-8。②如果桥孔跨径较大，不便在两桥台间加撑的，则采用在桥台后面以锚碇板锚住桥台的方法，使之不致继续向河心推移。这种桥台损坏情况，在平原地区是较多的，修理加固成效大都良好。
图5-8 洞桥桥台位移支撑梁加固法
（4）控制软土地基桥台继续沉陷的方法
??? 淤泥质软土地基，土基极为软弱，如桥头又为填土较高的高路堤，则软土下卧层难以承受桥台和高路堤的荷载压力，易使桥台出现沉陷和路堤一起坍入河中。所以，当土基软弱、桥台沉陷、位移一时不能稳定，继续发展下去有可能导致桥台倒坍时，应下决心采取在桥台后面，挖去高填土路堤改建为小跨径引桥的加固方法，以减轻地基土的荷载重量，及时制止桥台的位移和沉陷的继续发展。 把台后高路堤挖除，改为修建小跨径引桥，是解决桥台继续下沉位移和剪切滑动等破坏的极为有效的办法，是比较有把握的一种处治措施。由于台后高路堤对土基的荷载质量很大，当软土基上填土高于5m时，是难能承受的，挖除改建为引桥后，对地基的荷载将大为减轻，能有效地制止桥台的继续沉陷和位移。
（5）用钢筋混凝土箍套加固的方法
当墩、台或桩基等下部结构因承载能力不足、施工质量不好、水流冲刷磨损、风化剥蚀、排水不良以及其他因素：如地震、火灾、般舶和漂浮物撞击等造成损坏、变形、侧移及鼓肚等各种病害时，可以采取在有缺陷的墩、台和桩基等的外围浇筑一层钢筋混凝土箍套的方法进行加固补强。常见的加固方法是：
1）在墩、台或桩基上按一定间距钻孔；
2）对钻孔灌浆设置锚杆；
3）布设钢筋网或钢丝网；
4）用喷射混凝土或现浇混凝土对墩、台或桩基构成套箍，以加固墩、台或基础。
第八节 渠系建筑物重建
如果建筑物主体遭受严重水毁而很难修复或建筑物整体被洪水冲毁，应当进行重新设计，重新建造。主要渠系建筑物在以下水毁情况下需要重建：
(1)因不均匀沉陷或渗透破坏造成水闸闸室较大倾斜或失稳。
(2)涵洞严重破裂，内径又小无法进行内套管加固，而开挖堤坝处理工作量很大；较大部分涵洞洞身连同上覆土塌陷。
(3)隧洞较长部分发生塌方。
(4)桥梁、渡槽的墩台发生严重倾斜、滑移、倒塌或整体被洪水冲毁。
(5)倒虹吸管镇墩断裂、失稳引起管身多处脱节、冲毁或断裂。
(6)跌水、陡坡的基础被 水流淘空而发生较大滑移、倾斜或整体被冲毁。
水毁建筑物的重建，除了要按有关技术规范要求进行设计、施工，还应特别注意分析工程水毁的原因，合理选择重建工程的地形，地质及建筑物的形式、材料等。例如：有些建筑物是由于基础被洪水淘空后发生倾斜、滑移而破坏的，重建时要保证基础有足够的埋深，并做好基础附近河床、岸坡的护砌防冲工作；有些建筑物是由于渗透破坏而水毁的，则重建时要注意做好防渗排水设施；有些建筑物是由于地基软弱、承载力不足而水毁的，重建前应采取适当措施加固地基；有些建筑物是因严重阻水而被破坏的，重建时要选择适当的结构式，保证足够的泄洪空间，譬如跨越沟溪、河谷的桥梁、渡槽在重建时应充分了解当地水文、洪水历史资料，保证桥（槽）下足够的净空，尽可能避免采用容易阻水的空腹拱圬工结构等；桥梁、渡槽应避免建造在稳定性较差的弯曲河段；隧洞、涵洞（尤其是渠下涵）要有足够的过流断面。总之，水毁工程的重建，要特别注意消除工程受水毁的不利因素。 另外，如果渠系建筑物水毁数量较大，复建工作繁重，建议采用装配式建筑物。预制装配式建筑物采用定型设计，具有设计标准、制作施工简便、施工快速、节省材料等优点。由武汉水利电力大学主编、武汉大学出版社出版的《农村水利装配式建筑物设计图集》已于近期正式出版，该图集包含有多种型式、多种规格的装配式渠系建筑物设计图共39幅，可供建设单位参考应用。
第六章 圩区工程整治
圩区是指沿江滨湖的低洼易受涝及易受潮汐影响的三角洲地区。这些地区土壤肥沃、雨量丰富、水网密布、湖泊众多，水源充沛。因此，长期以来人们就在江河两岸和沿湖滩地筑堤围垦，形成水网圩区。
圩区一般地势低洼平坦，大部分地面高程均在江河湖泊的洪枯水位之间，每逢汛期，外河（湖）水位常高于圩内地面。当地暴雨径流因河道纵坡平缓，排水能力有限，加之受外江（湖）洪水顶托而不能及时外排，往往形成涝、渍灾害。大水年份，常因上游洪水流经圩区河道时，超过河道的渲泄能力而破堤，造成洪灾。
1998年夏天，长江流域接连普降暴雨，长江中下游沿江（湖）圩区遭受特大洪涝灾害，给圩区人民的生命财产带来巨大损失，圩区工程也受到严重毁坏。造成这种严峻局面的因素是多方面的，除了暴雨超常、江河洪水组合恶劣等方面的原因之外，圩区内的除涝防洪体系布局不合理、抗灾能力低、圩堤失修、河道行洪不畅等也是一个重要原因。大灾过后对这些圩区防洪除涝体系重新规划整治，对圩区工程进行修复、加固是十分重要的。
第一节 圩区的整治规划
一、圩区的防洪规划
圩区的防洪规划，首先服从全流域的防洪需要，合理安排蓄、泄、分（撇）等项综合措施，正确处理流域和地区、干流和支流，上游和下游及洪、涝、旱等各方面的矛盾，进行统一规划、综合治理，以达到抗御设计洪水的要求。
??? （一）圩堤规划
圩堤是抵御江湖洪水入侵，确保圩区生产和人民生命财产安全的重要工程措施。历史上形成的圩垸，其堤防标准很不一致，有些圩小堤薄的河段，成为防洪的薄弱环节。应按水系、按地区逐年加以整修，消除隐患，提高抗洪能力，以达到统一的防洪标准，具体包括以下几个方面。
拟定圩堤防洪标准
??? 防洪标准的高低，取决于圩堤所保护地区的重要性、历次洪水灾害情况及政治影响等条件，可参照下表选定。
表6—1 堤 防 防 洪 标 准
保护城镇
保护工矿区
保护农田面积（万亩）
防洪标准（重现年）
特别重要城市
特别重要工矿区
>500
确保
重要城市
重要工矿区
100-500
>100
中等城市
中等工矿区
30-100
20-100
一般城镇
一般工矿区
<30
10-20
注：（１）对洪水泛滥后可能造成严重灾害的一些成市、工矿企业和重要粮棉基地，其防洪标准可根据上表取上限值，条件具备情况下，按照需要，也可以适当提高，或由国家作出专门规定。
??? (２）交通运输及其它部门的防洪标准，可参照有关部门的规定办理。
??? (３）防洪要求较高而一时难以达到者，可采取分期提高的办法。
目前，在进行圩堤规划时，一般用实际年法（如长江干堤按1954年洪水位标准）和频率法两种方法确定具体的设计标准。
滨海平原圩区，海堤以承受台风暴潮为主，其设计标准可参照各省的具体规定。
??? 2.圩堤间距和堤顶高程的确定
在确定的圩堤标准中，如规定了防御某一设计洪水位，则现有圩堤应有的堤顶高程可按下式计算：
Z=H+h+⊿ ??????????????????????????? (6-1)
式中 Z——堤顶高程；
Ｈ――设计洪水位；
h——波浪爬高，可参照有关水工建筑物教材；
⊿——安全超高，一般为0.5-1.0m。有些设计把h+⊿统称为超高，对于干堤其值常取为1.5-2.0m。
??? 如果标准中规定的是要防御设计洪峰流量，则需通过河道洪水演算，推算出控制断面上设计洪峰水位后，再按上式计算。
??? 新修圩堤或者圩堤扩宽，都将遇到选定合理堤距及堤高的问题。对于同一洪水，采用不同的堤距及相应的堤高，都可使其通过，但却有不同的技术经济效果。正确的规划，必须拟定几个不同的堤距、堤高，经过技术经济比较，以确定合理的方案。
??? 3.圩堤标准断面的确定
??? 圩堤标准断面的拟定，应综合考虑圩堤的防御作用、堤高、堤基、可取用的当地材料、风浪、水流速度、交通要求等各方面的情况，选择确保安全、节省土石方量的断面型式和尺寸。一般做成梯形断面。
??? 堤顶宽主要考虑堤身稳定和交通要求，一般做成3～5m。圩堤边坡主要决定于土壤情况、防御的水位高程及持续时间和风浪等，一般选择范围在1：2.5至1：3.0之间。具体的数值可参见有关设计规程。
??? (二)联圩并垸
联圩并垸是指用筑堤或建闸的方法予以封堵，将沿河两岸分散的小圩联成一个大圩。如图6-1所示，将A、B、C、D、E、F各处堵口筑堤或建涵修闸，将原来6个小圩联成1个大圩，使原来小圩的部分外河，变成了大圩或垸的内河。
??? 1.联圩并垸的主要作用
??? （1）缩短周边防洪堤线，减轻防洪负担。
??? （2）堤线缩短后，可以减少圩堤渗漏，因而减轻排水负担，有利于控制圩内水位。
??? （3）联圩并垸后，把一部分原来是外河的水面面积包进了圩内，增加了圩内水面面积与圩内河网的调蓄能力，提高了除涝作用。
（4）由于封堵了分叉支流，减少了水系之间相互干扰和顶托现象，缩短了洪峰高水位的持续时间，有利于圩区的排涝。同时，外河可以集中水流冲刷河床，束水攻沙，防止淤积，改善外河防洪、通航条件。
图6-1 联圩并垸示意图
??? 2.联圩并垸的注意事项
??? 联圩并垸的规划任务，主要包括原有河道泄洪能力的分析，联圩方案的似定，泄洪能力的计算，河道设计和重点河段的整治等。在规划时涉及面广，技术上又比较复杂，一定要注意以下几点，谨慎从事。
（1）联圩并垸的规模要适当。水网圩区的实际条件各地相差很大，联圩规模要因地制宜。洪枯水位变幅小的，其防洪任务较小，规模可小些。例如江苏省太湖、里下河圩区，当地认为联圩后圩垸面积以3000至5000亩为宜。目前湖南、湖北、广东等地从考虑防洪防咸（河流入海口防止咸水入侵）和控制地下水位出发，倾向于大联围方案，联圩面积达几万至几十万亩。
（2）在处理干、支流及上、下游关系上，要先加强干流、后控制支流，统筹兼顾。即先加强干流泄洪能力，再筑闸控制或封堵支流，统筹考虑上、下游和左、右岸的要求，并且不要随便封堵主要河道及河流入海口门。
??? （3）保证圩内有一定的水面面积，用以滞蓄涝水，减小排水闸、抽水排涝站规模，进行综合利用等。一般圩内水面面积以占全圩总面积的5~10%为宜。
??? （4）应当留足防洪浅水通道。
??? （5）尽量考虑适应行政区划，以便管理。
??? （三）退人不退耕的行蓄洪区
??? 为了解决圩区耕地少、人口密集、农民生活困难的问题，有些行蓄洪垸可以“退人不退耕”、“小水收，大水丢”。即当河道洪水将超过保证水位或流量将超过安全流量时，为保证重点保护区安全，通过闸等建筑物分泄超额洪水，进入行蓄洪区。小水年份，外河水不进入行蓄洪区，农民可以耕作种植受益。大水年份，则放弃种植的作物。
??? 退人不退耕的行蓄洪区规划，应包括原有河道泄洪能力的分析，分洪、蓄洪区的选择、分洪与蓄洪工程（进洪、排洪闸，分洪道，蓄洪区围堤，安全区（台）等）的布局，各项工程的联合控制运用方案，控制断面上水位流量的推求，各项具体工程的规模的拟定以及方案选择必须进行技术经济论证等。规划应在河流流域开发治理全面规划的基础上进行，同时注意以下各点。
??? 1.行蓄洪区的位置应该尽量选在被保护地段的上游，以发挥最大的防护作用；
??? 2.尽量选择圩区地面高程低、蓄洪容积大、淹没损失小和堤防投资低的地区分洪。要严格控制圩堤的堤顶高程，不要影响大水时的行洪。
??? 3.在工程布局上要抓住主体工程（如分洪闸、分洪道、蓄洪区等）的规划和它们之间的联合运用，使各项工程的作用得以充分发挥。
??? 4.退人不退耕的行蓄洪区只能在小水年份正常受益，遇大水年份必须服从防洪和保障整体利益的需要，行洪蓄洪。
（四）撇洪
??? 平原圩区，一般上有山洪汇注，下受江水倒灌。如使河流下游与湖泊分开，或开沟撇洪，汇入河道（沟）的山洪直接泄入外江（河），再不入湖。这样主客水分家，就减少了湖泊的集水面积，汇流入湖的水量相应减少，也就降低了湖泊的蓄涝水位，给湖滩地有计划地适度围垦创造了条件。此外，撇洪以后，达到等高截流、高低分排的目的，也可减少汛期（外江水位高于内湖水位时期）湖区提水排水的控制面积和相应的机电排水设备。
撇洪包括河流改道或开沟撇洪。其规划内容主要包括：选择河流改道或撇洪的线路，计算河流设计洪水，分析外江设计水位，确定新开河道及其堤防的断面尺寸等。
??? 1.撇洪沟路线选择原则
??? 撇洪沟路线的选择关系到工程防洪除涝效益、工程的难易与安全。为此要求撇洪沟路线应尽可能短直平顺；尽量少占耕地，减少拆迁；尽量避免石方、难工、过多的交叉建筑物；避免山体滑坡。
??? 2.撇洪沟断面的设计特点
（1）断面形式。撇洪沟通常采用复式断面（如图6-2），这样在枯水时，水流集中在主槽，可以维持一定的通航水深，并可防止局部冲淤、保持河道稳定；在汛期洪水漫过边滩，由主槽和边槽一起渲泄洪水流量。
（2）设计标准。撇洪沟的设计标准应与当地的治涝标准和工程规模相适应，一般以抵御10年一遇洪水为宜，并根据工程规模大小可适当提高或降低设计标准。
图6-2 撇洪沟断面形式
??? （3）设计流量。撇洪沟设计洪水的洪峰虽高，但历时很短。因此，通常以设计洪峰流量的一部分（洪水总量的绝大部分）作为撇洪沟的设计流量。洪峰流量的其余部分，则通过沟道设置的溢洪堰（闸）排入容泄区或旧河道，由泵站抽排。
??? 二、圩区内部除涝灌溉规划原则
??? 1．分片排涝，等高截流
圩区地面虽然平坦，但还是有一定高差，尤其是面积较大圩区，通常沿江河两岸较高，滨湖较低；四周环水的圩区则是四周高，中间低。“等高截流，分片排涝”就是使高地的水从高处排出，不向低处汇集，以减轻低地排涝的负担。
分片排灌既有利于设置排灌结合的泵站，也有利于灌溉系统的布局。将排灌泵站设在沿河两岸比较高的位置，便于沿圩边布置灌溉干渠以控制全圩；分散设几个站就更有利于灌溉渠道的布局，比起集中一个站来，渠道较短，土方量小，水头损失也小；同样，排水沟长度也较小，汇流比较方便，有利于泵站抽排。
??? 2.留湖蓄涝，排蓄结合
??? 在外江水位高于圩内地面高程时，排水系统及排水闸不能自流外排。此时应充分利用圩区原有的湖泊洼地，滞蓄闭闸期时的全部暴雨涝水或部分涝水，以降低抽排流量，这是圩区行之有效的除涝措施。
??? 但是随着人口压力的增加和农业生产的发展，许多地区的湖泊已大部分围垦农田，如洞庭湖、鄱阳湖的水面面积急剧萎缩，使得圩区的滞洪蓄涝能力越来越小，这也是1998年长江中下游沿江地区发生严重洪涝灾害的主要原因之一，其教训是十分深刻的。因此，为保证足够的水面积，有计划、有步骤地逐步实施“退田还湖”至关重要。
??? 利用河湖滞蓄涝水对减少排涝泵站装机的作用是十分显著的。有人曾作过研究，留10%内湖比不留内湖，达到同一除涝标准所需的排水装机仅为后者的四分之一。
??? 在1998年发生特大洪涝灾害之后，长江中下游的沿江圩区的有关部门表示要平垸行洪，留湖蓄洪，是十分必要的。另外还应注意开挖深沟大渠（或称河网），以分散的河网辅助湖泊滞涝。
??? 根据江苏、湖北、湖南、江西等省的经验，内湖滞涝面积以占圩区总面积的10~15%为宜。如果圩区内部没有湖泊，可开挖河网滞涝，新挖河网的滞涝水面面积可比内湖的适当小些，以占圩区总面积的5~10%为宜，否则河网土方量过大、占地过多，不易实现。
??? 3.力争自排，辅以抽排
在汛期，圩区的外江（河）水位一般高于地面，圩区自流排涝机会少，加上圩区内部的滞涝河湖有限，因此单靠自流外排与内湖滞涝，一般仍不能免除涝灾威胁，需要辅以抽排。但是，为了尽量减少抽排设备和抽排费用，在规划和管理时，必须采取一切措施尽量利用和创造自流排水的条件，例如：
??? （1）在设置排涝站的同时，要修建自流排水涵闸或保留原有排水涵闸；
（2）根据圩区具体情况，分别研究采用集中建闸、分片设站或合站分闸等有利于各地自排的布置方式；
（3）为了合理规划排涝站，在尽可能创造自排条件和减少抽排面积的同时，还要处理好外排与内排的关系，对外排站和内排站进行合理的布局。外排站是直接把圩区涝水排出外江（或外湖）的抽水站，又称一级站。内排站是将农田涝水排入内河（或内湖）的抽水站，由内排站抽入内河、内湖的涝水，经河湖滞蓄后，再由外排站排出外江、外湖。内排站实际上是外排站的第二级，故又称二级站。对于面积较小的圩区，一般单设外排站；而对于面积较大的圩区，则以采取内排站与外排站相结合布置的方式为宜。
??? （4）要利用圩区河湖汛期滞涝，汛后自排。
??? （5）抓住汛期外江（河）水位短期回落的时机，进行自流抢排。
??? （6）滨海圩区的排水，应尽量利用落潮机会，进行自流抢排。
??? 4.以排为主、排灌兼顾
??? 圩区易涝也易旱，在强调排水的同时，也要兼顾灌溉。只有在建立和建全排灌系统的基础上，才能作到遇旱能灌遇涝能排，实现排灌统一，并相互促进。
??? 为了达到治水改土和高产的目的，在地下水位埋深较浅的地区，排水沟和灌溉渠特别是田间部分必须建立两套系统，做到“排灌分开”。而对于排涝泵站及其配套工程的布置，则要求尽可能做到排灌结合，以节省工程费用和发挥工程最大效益。
??? 5.全面规划，综合治理
??? 圩区水面面积较大，是发展养鱼、种藕的良好场所，有些圩区湖泊还用于人工培养珍珠。规划和修建排灌系统，应同时考虑沿沟渠植树造林和结合布置道路系统，使沟、渠、路、林成为一个完整系统，既能发展多种经营，又便利生产和生活。
??? 另外，兴修水利必须同时考虑防止血吸虫病，注意配合灭螺工作。
??? （二）防咸及引蓄淡水灌溉规划
??? 滨海圩区受咸水影响的农田土壤含盐量较高，在这些地区，一方面要求防止咸水危害，另一方面需要引蓄淡水，解决农田灌溉和人畜饮水问题。目前常用如下一些工程措施。
??? 1.修筑堤闸，防止咸水侵入
??? 滨海堤闸既可减轻台风暴潮的威胁，又可防止咸潮入侵，拦蓄淡水。但在泄洪河道上筑闸时，工程规模较大，影响也较大，应进行技术经济的论证，
??? 2.引蓄淡水，解决水源问题
??? （1）引淡。从外河引淡水灌溉时，引水口必须上移至不受咸潮活动危害的河段上，并要求用水期引水口处水的含盐量不超过2‰。
??? （2）蓄淡。滨海地区的蓄淡工程，大都是利用海滩地或海湾的有利地形，建成海滩水库，用来拦蓄当地径流、灌溉回归水和上游水库的弃水。
??? （三）圩区排水闸（或挡潮闸）位置的规划
??? 排水闸（或挡潮闸）是平原水网圩区排水系统上的重要建筑物，通常设在江河沿岸（或感潮河两岸），排水干沟的末端，用于排涝、挡洪（或挡潮）。
??? 1.排水闸
??? （1）外河水位要尽量适应自流排水要求。
??? （2）建闸位置要考虑地基基础条件，避免在淤积层上建闸；否则应采取相应的工程技术措施。
??? （3）排水口处的外江、外河，应注意防止淤积和风浪冲刷，避免选在迎流顶冲的危险工段，要选择有顺直稳固的河槽和堤岸。
??? （4）排水口处的外江、内湖，应能宣泄承纳全部渍涝水量，而不影响附近其它工程原有的效益及重要建筑物的安全。
??? 2.挡潮闸
??? （1）闸址位置除考虑地形、地质条件外，还应注意研究沙洲推移和海滩变化等，有无堵塞闸身，影响排水的可能。
??? （2）对以排涝为主的挡潮闸，闸址应尽量靠近涝区，这样可以及时排除涝区超过作物耐淹深度的涝水。还需研究圩区内排涝水位与外河水（潮）位变化规律，使闸址尽量选在自流排水历时较长的地方，以提高自排能力。
??? （3）对有引潮灌溉任务的闸，应研究水质（含盐度）及潮位变化，阐明几个典型低潮年份的引水情况，分析能否满足灌溉引水要求。
??? （4）对于潮汐河口的挡潮闸，如为防止高潮入侵，或为了预防潮汐泥沙淤积河道，则以尽可能地布置在接近河口为宜。
??? （5）闸址选择还要考虑风浪、涌潮等动力条件。挡潮闸既受内陆水流作用，又受外海风浪和涌潮的作用，在确定闸轴线时，尽量避免强风和强潮的顶冲作用。
第二节 圩堤的修复技术
??? 修筑在蓄滞洪区周围，用来约束蓄滞洪水在一定的范围之内的堤防，称为圩堤。圩堤的高程由最大贮水相应的水位及风浪作用下的安全超高而定，断面设计标准一般应与干堤相同。与此性质相类似的还有分布在河道与干堤之间的行洪区内的民垸或生产堤。这些堤防的设计标准低于干堤，在中小洪水时，可以保证垸内居民安全及农业生产，大洪水时破堤滞洪淤沙，确保干堤安全。
??? 为了保证圩堤在设计洪水位下的安全，各堤段一般需设立专门管理机构，除负责平时对圩堤的检查、维护和管理外，每年大汛之后，应根据当年汛期岸上发现的险情和圩堤所受到的损伤进行修复，消除隐患，填残补缺，加高培厚，平整险工等。
一、险工处理与河道整治
??? 汛期若出现大溜顶冲或边溜袭击圩堤，则应报请上级机关，在当地或上游修建适当的河道整治建筑物，引导主流中移或加固堤岸，防止大溜淘刷。如果河岸已坍近圩堤，影响到圩堤安全，则应考虑修建护岸工程或退建新堤。
??? 修建护岸工程或河道整治工程，应由河道管理部门在对河床演变分析的基础上作出规划设计，并由专门施工队伍负责施工。
二、圩堤退建
1．堤线选择
??? 在退建圩堤时，新堤应与老堤平顺衔接，切忌形成袋状，造成入袖水流。同时要力戒形成折点，突然扩大河道过水断面，使汛期产生回流淘刷，形成新的险情。
??? 由于一些老堤是历史上逐年堆积成形和发展起来的，缺乏完整的规划设计，堤线蜿蜒曲折，堤基较弱，堤身隐患众多，所以，在退建圩堤时，应根据当地具体情况，进行统一规划设计，使堤线走向大致与洪水流向平行，并尽量选在高埠老土，土质坚硬，层次单一的土层上。如果堤线无法避开透水性较强的沙土地带或池塘沟壑、淤泥沼泽地区，则必须对堤基进行专门处理，如清淤回填等。
2．筑堤土料的选择及土场布置
??? 筑堤土料的选择，一方面要满足防渗要求，另一方面应就地取材，因地制宜。从各类土的物理性质来看，沙性粘土透水性较小，容易压实，是筑堤的最好材料；沙土透水性大，粘结力小，筑堤易发生管涌；粘土颗粒细且粘性大，不易透水，但有遇干易裂，遇湿易滑，遇冻易胀的缺点。沙土、粘土均不宜单独用来筑堤。但用粘土做成防渗心墙，外包一层透水性较强的土料，以防干裂或变形，或者用沙土筑堤，临水面外包一层透水性较小的土料用以防渗，也能保证筑堤质量。
??? 筑堤取土切忌离堤脚太近，以免土坑内常年积水，影响堤基安全。土场应尽量布置在距堤脚一定距离的外滩上。堤外取土，可参考长江干堤规定，在距堤脚50～70m以外，取土坑深不超过2.0m。取土坑每间隔30～50m应留一条与堤线垂直的土埂，以便作运土交通道路和避免堤外在洪水期形成串沟，危及堤身安全。堤内取土一般在150m以外，取土坑深不超过1.0m。
3.施工
??? 圩堤施工进土以前，应将堤基上的杂物彻底清理，以免留下隐患。同时耙松地表，以利填土与基础结合。
??? 圩堤填土压实过程中，每踩(层)铺土不超过0.3m，打碎土块，清除杂草、树根等杂物，碾压或夯实要确保质量。夯实应压花套打，每踩不应少于两遍。用履带拖拉机和羊角碾滚压时，前进车速不超过3档，每踩碾压4～6遍，即每履带套压1/2～1/3。新老土结合处要留宽度不小于0.5m的牙口，并注意加强碾压。不同施工区段交接处要求相互交错进土，踩层平行上升，严禁形成陡坎。堤面宽度和边坡要求一次填足标准。边坡不足，不宜简单填补；边坡突出，可以削坡处理，应力戒堤面宽窄不一现象。对于重要堤段，压实过程中应适时取样，监测土料含水量和干容重，以控制质量，并作好记录。
??? 4．竣工验收
??? 修筑圩堤，关系到沿河人民生命财产的安危和国家经济建设的大局，即便是主圩和民垸工程，也应按照设计要求，切实把好质量关。否则，即使有少量的工程质量问题和隐患，都会酿成“千里大堤，溃于蚁穴”的大祸。工程竣工后，应严格按照设计标准组织检查验收，填报施工图表和进行施工技术总结。对于质量不合乎设计标准的，切不可姑息，应限期予以返工重修。
??? 三、渗漏处理
??? 汛期凡圩堤渗漏严重的地段或地下透水层因横贯堤身、产生翻沙鼓水险情者，均做过临时性的抡护处理，但质量往往难以保证，有的堤段抡险中曾用袋装粮食、芦草、棉絮、草袋等易腐烂材料，汛后应予挖除，重新处理。
??? 1．散渗处理
??? 汛期圩堤出现严重散浸的地段，一般是由于堤身断面较小或坡度较陡，或筑堤土料含沙量太重而引起，也有的是由于圩堤施工碾压不实、堤段交接处处理不当等原因造成。
??? 对于堤身断面不足，背水坡较陡，可采用比堤身透水性大的沙土构筑透水后戗(滤水压浸台)。透水后戗应高于浸润逸出点以上0.5-1.0m，顶宽5-8m，坡度1：3-1:5，见图6-3。
图6－3 透水后戗
图6-4 导渗沟? (a)纵横沟；(b)Y形沟；(c)人字沟；(d)砂石料导渗沟；(e)土工织物导渗沟
??? 若抢险过程中，已在圩堤背水坡做过开沟导渗设施，且导渗效果良好的，汛后可加以养护。但要挖除易腐材料，换成沙石料和土工织物导渗，其形式见图6-4。对于局部严重散浸的堤段，可在背水坡脚做沙石反滤层，反滤层结构见图6-5。
??? 2．管涌群的处理
??? 管涌在平原河道圩堤上出现较多，而且非常危险，若处理不及时或处理方法不当，极易导致堤身坍陷漫决。
图6-5 砂石反滤层
??? 对于管涌发生地段，若汛期临时抢护质量不合要求的，汛后应重新翻修处理，修筑成永久性土工织物或沙石料反滤铺盖(图6-6)。对于临近堤脚的管涌群，也可修筑透水压渗台，同时可起到加固堤防的作用(图6-7)。土工织物滤布的选择，可根据当地的土质情况来确定。一般可选用渗透系数kg=2.5×10-2cm/s，等效孔径O95=0.047mm 左右的无纺或针刺土工布。有条件的地方，也可采用绞吹式挖泥船挖取河道中的边滩或心滩，填在堤后的低洼地区，形成防渗盖，消除产生管涌的条件，同时也起到固堤整险和改良农田的作用。
图6-6 土工织物反滤铺盖
图6-7 透水压浸台
??? 修筑截水墙也是拦截地基渗水和防止管涌发生的一种有效手段。截水墙可由土料或钢板桩、混凝土等材料构筑。当透水层较浅时，可采用挖槽回填不透水土料的办法解决。槽底宽2～2.5m，边坡1：0.5～1：1.0，槽深应截断透水层，其长度应超出透水层段两端各20m。当透水层较深厚时，可采用高压喷射灌浆技术构筑防渗墙，但造价较高。
??? 3．漏洞处理
??? 横贯堤身的漏洞，多半是由于圩堤施工质量较差或洞穴隐患所致。对于汛期发现的漏洞，均采用外堵内导的原则进行过抢护，多是临时性的急救措施，汛后应从漏洞出口追挖回填，彻底翻修。同时，圩堤管理部门还须经常对所辖堤段进行检查，不仅要及时修复已发现的险情和堤身损伤，而且还可利用锥探或坝堤隐患探测仪，查明堤内裂缝、孔洞等隐患的位置和范围。对于大的隐患，应进行开挖回填，回填土料及施工要求与做新堤相同；对于小的隐患，可用灌浆技术予以加固。探锥可采用直径25mm的钢钎，长度视锥探深度而定。锥探过程中，凭感觉判断隐患所在。下锥时如感觉轻松，多为虚土，如感觉轻松而带涩滞，则多为腐木；如觉得空虚而锥身闪动，则多系洞穴、裂缝；如听到回声且不能再下，则多为砖石。当发现这些险情后，应在周围再补钻几处，以判明隐患类型和大小。然后用压力灌浆机(喷咀压力小于5个大气压)灌入粉质壤土浆，其水土重量比为1:1.7 ～ 1:1.8。
??? 4.脱坡、裂缝、跌窝等险象的修复
??? 脱坡一般多发生在因土体含泥量过重、渗透系数较小且坡度较徒的堤段。凡在汛期使用柴草等易腐材料进行滤水还坡抢护的脱坡地段，汛后均应予挖除，并按照堤坡抗滑稳定要求恢复堤身断面，或构筑沙土透水后戗等。透水后戗长度应超出脱坡地段两端各10m以上。
??? 堤防裂缝产生的原因，多系施工质量差所造成。无论纵向裂缝或横向裂缝，汛后修复时均应沿缝开挖翻修。开挖深度至看不到裂缝为止，宽度视情况而定。对于贯穿堤身的横缝，挖槽宜成牙口状；对于纵缝，挖槽两端应各超出裂缝2m。然后分层填筑含水量相近的沙壤土或沙质粘土，确保夯填密实。填筑新土应略高于原堤顶3-5cm，并做成上弓形式，以防雨水灌入。如果裂缝较深，但已稳定，也可试用“高水速凝材料”修复。（在1998年汛期抢险中，叶大年院士曾带领试验人员来到湖北省黄陂府河民生堤和童家湖堤，利用这种新型材料成功地修复了堤防裂缝。）
??? 跌窝多因堤身洞穴隐患造成。汛后也应翻筑回填。
??? 洪水过后，圩堤一般均有轻重不同的残缺、坍陷和水沟浪窝等，汛后均应予以补修填实，以确保来年洪水期圩堤的安全。
?? 四、穿堤建筑物的修复
??? 沿河圩堤上常建有涵闸、虹吸、排灌站等建筑物。这些工程破坏了圩堤的完整性，在汛期高水位时，除了建筑物及其构件本身有可能因受到破坏或损伤造成险情外，土堤与建筑物的结合部位，也会因施工质量问题而产生渗漏、管涌等险情。对于前者的修复问题，见本书第五章，此处仅就后者略加介绍。
? 如果穿堤建筑物侧墙与堤防结合处因土料回填不实而造成严重漏水，汛后应开挖回填，分层夯实，只要保证回填土料的施工质量，一般均可防止此类险情再度发生。若能在建筑物外侧增加齿墙，以延长与土堤结合部位渗径，减小渗流的水力坡降和渗透流速，也能起到一定的防渗效果。
??? 对于建筑物基础渗漏严重的情况，可采用高压喷射灌浆技术，封堵漏洞，阻断渗水。灌浆材料可采用10%左右的壤土与普通硅酸盐水泥的混合浆，为加速截渗体早强固结，可加入3%-5%的水玻璃等速凝剂。若使用粘土灌浆，粘土浆的水土比为1:1-1:1.4。
??? 对于基础特别差，汛期常在闸室、消力池的伸缩缝以及海漫和渠道一定范围内出现管涌险情的，可考虑在其后修建节制闸，需要时用于抬高水位，平压防漏。
此外，圩区内灌排渠系和穿堤建筑物的修复，可参考本书第四章和第五章的有关内容进行。
第七章 机 井 工 程
??? 机井损坏的形式很多，有淤积、井管破裂、井口坍塌、井管歪斜、井管内被石块或其他物品卡堵、滤水管堵塞等等，不同损坏形式修复方法不同。
第一节 淤井的修复
??? 一、机井淤积的主要原因
??? (1)洪水淹没机井，水中夹带的悬浮颗粒沉积于井内，而使井淤塞，轻的淤积厚度不深，严重的淤平。
??? (2)没有为洪水淹没的机井，由于正常抽水允许有一定的细颗粒通过井管排入井内，部分抽走，部分淀沉于井内，时间长了，井被淤塞，井的出水量减少，也需要清淤。
??? 二、机井清淤的常用方法
??? 1.掏沙洗井清淤法
??? (1)掏沙管清淤。掏沙管类似冲击钻机所配的掏沙筒，它是用钢板卷成或钢管制成，直径100mm，长约1.5-2.0m的提筒，上部联接提引环或钻杆接头，底部进沙口有活门挡沙板(或挡沙圆球)，这样就构成掏沙管。如果筒的外径较大，长1.0m左右的就称为掏沙筒(或桶)，如图7-1-(a)。
?? 清淤时先立好三角架，在滑车上穿上钢丝绳下放掏沙管，至淤积面时，提拉掏砂管反复冲击淤沙层，冲击几次，提沙出井口。反复操作，掏至井底。
??? 掏沙清淤时，应先了解井内淤积情况，井壁是否坍塌。如有坍塌需先进行修复，然后进行掏沙。井内落有砖石瓦块，也应预先打捞。
图7-1 掏沙管和捞沙管示意图
(a)掏沙管结构示意图 (b)捞沙管结构示意图
１-提引环;２-活门;３-提筒;４-钻杆接头;５-小钻头
??? （2）捞砂管清淤。捞沙管是用3mm厚的铁板卷焊成一个直径170mm，长约1.5m的圆筒。底部用一呈锥形的铁板封焊，中心为一段短钻杆，下端钻杆长出1.0m-1.5m，并带枣核形钻头，上端敝口，用铁棍固定，见图7-1-(b)。
??? 捞沙时将捞沙管下到淤积面，反复提落钻杆，冲击淤沙，使淤沙进入捞沙管内。然后将捞沙管提出井外，倒出管内沙。反复操作，直至井内淤沙掏净。
??? 2.单泵清淤法
??? (1)用一台较大流量的清水泵，安放在水池旁，水泵吸水管放入池内，被水淹没。
??? (2)水泵出水口连接胶管，胶管最前端安一个水枪，放于井内，水枪嘴接触淤层面。
??? (3)开泵抽水，压入井内，通过喷枪射出，将淤沙冲动，淤沙随着上涌水流冲出地面，排入池内，淤沙沉淀于池内。随着清水不断压入井内，喷枪也不断下落，直至井底。这个方法适用于几十米深的淤井。
??? 3.双泵清淤法
??? 对于较大直径和较深的管井，采用双泵清淤法效果更好。一台泵冲沙供水，另一台泵抽沙排水。冲沙泵可选用高扬程清水泵，泵的出水管口，应紧靠淤积面。抽沙的水泵应选用泥浆泵，或砂石泵，容易将粗的颗粒物排出，水泵使用寿命也较长。抽沙泵管口应接近于冲沙泵管口，才能有效地吸取冲动的砂泥，将其排出。
??? 4．空压机清淤法
??? 空压机清淤法，即是用空压机洗井。一根钢管或胶管（4"以上）插入井内，距淤泥面0.3m高左右，一根风管插入井内，距钢管管底0.3m左右与钢管连接。高风压吹入井底，将淤泥冲起，并从插入井内的钢管喷出地面。边喷边将钢管下落，直达井底。这个方法要求井内有足够的水量，否则需向井内注入清水才行。
??? 5．泥浆泵与空压机联合清淤法
??? 对于深机井清淤，采用泥浆泵和空压机联合使用。其操作方法是，在钻杆下端安装小钻头，把高压胶管和泥浆泵连接，从钻杆中送入冲洗淤积的高压水流，同时通过空压机风管向孔内压风，使淤积物从井口排至泥浆池。如果淤积物沙砾较粗，改用密度较大的泥浆循环，增强托沙能力。清淤至井底处，应停止泥浆泵送高压水，改用拉活塞或喷枪反冲洗，配合空压机抽水洗井，以清除过滤器及含水层中的泥浆。
??? 6．钻机清淤法
??? 可用100型、150型地质钻机，正循环的方式将淤积物冲出地面至泥浆池沉淀。也可以用反循钻进法将淤泥排至泥浆池。这种方法速度快，特别适用于淤砂密实的深井清淤。如果用合金钻头，砖头、石块亦可磨碎，从泥浆泵抽出来。
第二节 井内遗物打捞
??? 一、水笼头（泵底阀）打捞
?? 水泵底阀掉到井里的事故常有发生，可用下列方法打捞。
??? 1.活舌打捞器打捞法
??? 活舌打捞器如图7-2-(a)所示，是用圆钢上焊提梁以连接钢丝绳，下端呈尖形，尖上部挖一条形槽，槽内为一小轴，对穿两个活舌，活舌可绕小轴灵活收放，活舌伸开靠一根橡皮筋拉紧，放松后用引绳提拉收紧活舌，收于条形槽内。使用时，打捞器尖端进入水笼头，活舌受内壁限制而紧卡腹部，因活舌伸开后直径大于水笼头内管径，上提时卡住水笼头，即可提出。然后上拉引绳活舌收紧，捞出后的水笼头自动卸下。
??? 2.偏心卡打捞法
??? 偏心卡如图7-2-(b)所示，主杆为圆钢，下部开槽钻孔，槽内装偏心卡，用削钉穿于槽中，偏心卡下端孔中拴一提绳。使用时放松提绳，使卡片下垂，进入槽中，待偏心卡大部分进入水笼头后，紧拉提绳使卡片横平，卡住后提出井外。
??? 3.扒皮钩打捞法
图7-2 水笼头打捞工具
(a)活舌打捞器；(b)偏心卡；(c)扒皮钩
??? 扒皮钩如图7-2-(c)所示，是打捞水笼头的一种特殊工具。当水笼头已被淤泥塞满或被填埋时，用扒皮钩打捞。主杆为直径73mm的钢管，管下端设一孔眼，外焊两片弓形扁钢，在弓板与主杆的孔眼间压入两个弹簧，其外部套上可动的铁圈。钢管的内芯穿过直径30mm的细钢管，上端有横眼，下端带跑轮槽的锥体，锥体支架间焊接三根弹簧，三条腿上有倒钩，用活动轴连接，使被打捞的物体进入钩内，不得脱出，主要特点是活脚大肚。使用时，将扒皮钩送到淤泥面以上1米处，向下伸开倒钩，然后提升内芯钢丝绳，使锥体上移，弹簧入孔，抓腿则抱住水笼头，再拉动可动铁圈至弓板凹处，弹簧可收回，锥体上移，倒钩抱紧，可将水笼头捞出。
??? 二、胶管打捞
??? 1.剪子钩打捞法
??? 胶管掉到井里，在井内打弯成圈状，可以用剪子钩捞取，见图7-3-(a)。在钻杆下端焊接一个槽形叉，槽长400mm，宽25mm。另外做两个剪子钩装在槽型叉内，用插削连接起来。钩的顶部有控制拴绳的孔，放松控制绳，张开剪子钩。将剪子钩下到井内，遇到胶管后，拉紧控制绳，夹住胶管，将钢丝绳与胶管一起拉出井外。
??? 2.套索打捞法
??? 此法适用于口径较大的浅机井，套索如图7-3-(b)所示。其打捞方法是，用细钢筋弯一个比井管内径略小的圆圈，将钢丝绳打一个活套，用细麻绳绑在圈上。圈上部用竹篾子顺入井管，送到胶管处，套着胶管后送到离胶管下端一米处，压住竹篾子，上拉钢丝绳，胶管即可被紧套。然后提出钢筋圈，再拉钢丝绳，可将胶管拉出井外。
??? 3.双卡打捞器打捞法
图7-3 胶管打捞工具示意图
(a)剪子钩；(b)套索；(c)双卡打捞。
１-活动杆；２-钢丝绳；３-吊环；４-滑板；５-卡爪
６-拉杆；７-套筒；８-螺母；９-钢丝绳；10-导正重球
??? 双卡打捞器构造如图7-3-(c)所示，用一根直径10mm的螺丝杆作活动杆，上端焊接一个拴钢丝绳的环，用一块长约50mm、宽约30mm的铁板作滑动板，板上焊一段比钻杆略粗的钢管作导正套。将活动杆的下端穿过滑板上的导正套，拧上一个螺母，穿过套筒，再拧上螺母，使套筒能在上下两个螺母间自由活动。再用销钉将拉杆、卡爪与套筒和滑板连接起来。活动杆最下部用一短钢丝绳与导正重球连接。
??? 使用时，用钢丝绳把打捞器放入井中，当导正重球进入管以后，卡爪会在上面螺母的控制下进入管内，这时提动钢丝绳，活动杆向上移动，套管在下面螺母顶托下使套筒上移，张开卡爪撑住管壁，即可捞出井内的胶管。调节下部螺母的高低，可用于打捞不同直径的胶管，且可避免卡爪撑破胶管。
?? 三、深井泵打捞
??? 1.活页打捞器打捞方法
??? 深井泵在安装使用过程中，有时会发生输水管，传动轴及泵体等掉入井中的事故。由于重量较大，用活页打捞器可对输水管、传动轴及滤水器掉入井中进行打捞。活页打捞器种类如图7－4所示。
??? 图7-4-(a)是输水管打捞器。其主体为长3.5m、外径比井管内径小30～50mm、内径比输水管外径大50～100mm、壁厚4～5mm的钢管，上部收合与接头相连，下端用反丝扣与管箍相连。管箍上加工四个方形平孔，以便松动活页片。活页共两片，长为输水管周1/2-1/3，闭合后内径和被打捞的输水管外径相等。下部喇叭口用2.0mm左右的钢板卷成，长为100～250mm，上端小口外径用反丝扣和钢箍内径相连，内径比输水管略大，并在上端面焊四个销钉环，用直径6～8mm的活页销将活页片对称固定，下端大口直径比井管内径小25～50mm。使用时将打捞器套入输水管，利用活页片卡住输水管外壁，即可提出。
??? 图7-4-(b)是传动轴打捞器，型式与(a)结构一致，因用于传动轴打捞，管直径较小，其活页片合口后，内径与传动轴外径相同或略小。使用方法与输水管打捞一致。
??? 图7-4-(c)是滤水管打捞器，其主杆为直径25～50mm的钢管或钻杆，下部有锯齿状卡片，由销孔固定，可以转动，并伸缩于主杆的矩形槽内。使用时用卡片卡住滤水管内壁上，提出井外。
图7-4 活页打捞器示意图
(a)输水管打捞器 (b)传动轴打捞器 (c)滤水管打捞器
１-钢管；２-管箍；３-活页片；４-喇叭口；５-活页销；
６-活页压杆；７-卡片；８-卡片销；９-滤水管。
??? 2.深井泵泵体（简称泵葫芦）打捞方法
??? 深井泵的泵体由传动轴连接，其孔径一般为28mm圆孔，深井泵葫芦打捞器（图7-5）是根据这个特点制作的打捞工具。它是由一根圆钢和上下两个导正圈组成，上圈固定，下圈滑动，导正位置。圆钢下端开槽，安装两个活舌，并在活舌背面固定橡皮筋，圆钢上部有提梁或钻杆接头。打捞时用钢丝绳下放于井中，受导正圈作用，打捞器底部尖端处于井眼中心，但可以左右活动，当尖端进入泵葫芦中心孔后，继续下放穿过泵体，活舌在橡皮筋拉力下张开，这时上提打捞器，可将泵葫芦捞出。
??? 四、砖石及工具的打捞
??? 1.冲装打捞法
??? 井内掉进砖石、瓦块等物，根据不同情况采取以下打捞方法进行处理。图7-6为冲装打捞工具示意图，铲砖器、钢穿用以砸碎砖石，然后捞取，捞取器为锯齿状的钢筒，可捞取碎砖石及小工具，同时冲碎砖石以后，用岩芯管套取杂物，或直接配小冲抓锥捞取。
??? 2.抓夹捞取砖石法
??? 掉进井内砖石等物体大，用冲装法打捞不上来时，采用图7-7所示抓夹打捞工具。万能抓由四页40mm×12mm扁铁条和
??? 中间的活动轴连接而成，受冲击作用张开，靠拉力弹簧作用闭合。使用时提升2.0m下冲，齿钩张开夹住遗物，捞出井外。抓砖是在钻杆上焊接四根钢筋，呈鼓形，以容纳进去的砖石。每根钢筋的下端都有两个倒钩，以防遗物脱落。铁夹子由金属环控制，夹住遗物后，放下控制圈环，然后提出。扎枪和四叉八钩是抓砖器的辅助工具，抓砖器冲击抓出中间部分，而挤向井四周的碎砖石不能抓出，利用扎枪和四叉八钩交替使用即可。
??? 3.小工具打捞法
??? 如果将使用的钳子、板手等小工具掉入井内，可用螺旋打捞器（图7-8）打捞，它是用一根圆钢作主杆，杆上焊有5～6圈螺旋状钢筋，钢筋圈直径下大上小，上部为井管内径的一半，下部外径比井管内径小30～40mm。使用时送至预定深度，通过上下移动和转动，把遗物挤进螺旋筋圈与主杆的缝隙中，即可提出井外。
图7-5 深井泵葫芦打捞器
１-提梁；２-圆钢；３-铁夹板;４-导正圈;５-引绳;６-活舌;７-橡皮筋
图7-6 冲装打捞器示意图
(a)铲砖器；(b)钢穿；(c)捞取器
１-钻杆接头；２-钢铲；３-圆钢；４-钢钎
５-导向架；６-钢筒；７-活页；８-挡圈
图7-7 抓夹打捞工具
（a) 万能抓 (b)抓砖器 ? (c)扎枪? (d) 铁夹子 (e)四叉八钩
图7-8 螺旋打捞器示意图
第三节 机井滤水管清洗
??? 机井滤水管堵塞的原因有洗井不彻底、泥皮未清除干净等，引起的滤水管物理堵塞以及由地下水中含侵蚀性CO2较多引起的多孔砼土滤水管和铸铁滤水管的化学堵塞。滤水管的清洗方法如下：
??? 一、机械冲洗
??? 1.钢丝刷法
?? 多孔砼滤水管堵塞以后，可用钢丝刷刷洗，把附在管壁内侧的泥沙刷掉。钢丝刷由几块钢板分层夹住钢丝而成，如图7-9-(a)冲刷洗井示意图。钢丝刷的外径与井管内径相同，在刷杆上装有法兰盘，盘上装胶皮垫，刷杆上端以丝扣连接钻杆或钢丝绳，控制升降洗刷。使用时把钢丝刷放在滤水管部位，上下拉动反复洗刷。
??? 2.喷管法
??? 喷管如图7-9-(b)所示，它是一根长1.05m，直径65mm的钢管，中部有多个直径3mm的喷水孔，在喷孔段上下两端有皮垫，并用卡盘固定。在喷底有活门，使喷管下降时水回流，以减少阻力。使用时配备高压水泵，接Ф75mm的胶管，对准滤水管段，进行高压冲洗。
图7-9 冲刷洗井示意图
(a)钢丝刷示意图? (b)喷管示意图
4.水压强力冲洗法
??? 一般用空压机的风管加喷嘴反冲滤水管，或者在滤水管段上下封闭，送风压冲洗，借以冲开滤水管外部的淤堵细颗粒。经过数分或十分钟后，打开出水管的阀门，空气和水流将急速带动泥沙涌至井内，而后排出井外。如果使用不缠丝的条孔滤水管时，可用高压气罐配合，使高压空气大量进入含水层，将增强冲洗作用。当一段滤水管吹洗完后，使胶囊放气，移动吹冼设备，逐段清洗滤水管其它部位。见图7-10-(b)强力冲洗井示意图。
??? 井的滤水管清洗，还可使用布兜洗井。即用三层大于井内径的正方形帆布或土布重缝在一起，用两根麻绳交叉缝在布对角线上，拴在布兜主杆上，用卷扬机带即可上下摆动洗井。对于浅簿层细粉砂层井，还可以封闭井口，作真空对口抽洗井清沙。
??? 3.活塞洗井法
??? 对于细粒堵塞的金属滤水管，常用拉活塞的方式进行清洗，图7-10-(a)是水压强力冲洗井示意图（此法对多孔砼滤水管禁止使用）。活塞一般用二至三层，厚5mm的橡皮板叠成，两端用法兰盘夹紧，并用四根钢筋支架连在两端钻杆接头上。用钻杆提拉活塞上部法兰盘是滑动配合，不能焊死，用钢丝绳提拉活塞的下部应有加重杆，以便顺利下放活塞。活塞洗拉第一遍时，活塞直径相近于井管内径。第二遍时要大于井管内径20mm，一般活塞洗井器总长不超过3～5m。使用时用卷扬机带，提升速度一般保持在0.8m/s，每段上提下落冲击4～5次，自上而下分段提拉活塞冲洗清淤。
图-10 强力冲洗井示意图
(a)水压强力冲洗 (b)气囊强力冲洗
1-供水管 2-球阀 3-栓钉 4-弹簧 5-支撑环 6-帆布或胶皮气囊 7-导向弹簧 8-内管 9-带孔外管 10-井过滤器 11-止水塞 12-套筒 13-气囊架 14-气囊 15-带孔管 16-气管 17-截门 18-风管
??? 二、盐酸清洗
??? 盐酸洗井适用于包网缠丝填砾过滤器的金属管材，由于化学腐蚀，形成结垢沉淀物，堵塞过滤器。注入盐酸可使这些铁、钙和镁等化合物溶于水，排出井外。但不适宜铁丝网过滤器。基岩注酸和二氧化碳洗井，对于增加裂隙面积，增加出水量效果显著。
??? 盐酸是一种强酸，洗井的浓度取决于含水层的渗透性。渗透性好的，采用浓度小，反之则大。常用盐酸浓度为10％～15％。为了防止盐酸对金属管路的腐蚀作用，应加入防腐剂，如相当于盐酸用量的0.5％～1％的甲醛、丁炔二醇等。
??? 盐酸用量因井深、井管直径、盐酸浓度等因素而不同，可按下式计算：
??? 盐酸洗井操作方法有两种：
??? (1)用注酸器加导管自由注入。见图7-11-(a)。
??? (2)利用空压机由注酸管密封加压注入，见图7-11-(b)。
??? 图7-11-(a)贮酸管的下端装胶皮制活塞，上端连接贮酸器，中间用阀门控制。操作时，在井旁竖三角架，用卷扬机牵引注酸管下入井内，使活塞置于酸处理滤水管段的上端。然后打开贮酸器的阀门，使酸流入井内，并上下冲拉活塞，迫使酸液往复通过滤水网眼，达到清洗目的。一般经过20～24小时，过滤器上的胶结物大部分被溶解。用活塞洗井或空压机抽水洗井，冲出含大量CO2的水后，再作抽水试验，检查效果。若未达到预期目的，再作第二次处理。
??? 三、弱酸清洗无沙混凝土滤水管
??? 弱酸洗井就是选用对井管过滤器无腐蚀破坏作用又能清除堵塞的化学洗井法。
图7-11 管井酸处理示意图
(a)管井酸处理简单方法 (b)空气压缩机注酸法
1-储酸器 2-胶皮管 3-注酸管 4-胶皮活塞 5-气压表 6-严密封闭接箍 7-井壁管 8-过滤器 9-接空气压缩机 10-防气门 11-法兰盘
??? 弱酸洗井是指利用电离常数较小(Ka＜10-3 )的弱酸作洗井剂来处理旧井的一种洗井方法，常用的药剂如下表7-1。
表７-1 常用弱酸洗井剂性能表
药 剂
电 离
络合物稳定常数
品 名
常 数
Ca2+
Mg2+
醋酸（CH3COOH）
1.8×10-5
0.53
0.80
柠檬酸(C3H4(OH)(COOH)3
1.1×10-3
4.68
9.45
酒石酸[CH(OH)COOH]2
1.04×10-3
9.01
3.06
草酸COOH COOH 2H2O
5.9×10-2
3.00
4.38
???????????? 注：溶液温度18℃～25℃
??? 四种洗井剂都属羧酸，在水溶液中，羧酸和羧酸根离子及氢离子间存在着平衡，由于水溶液的电离作用,氢离子能与金属氧化物和氢氧化物作用生成相应的酸，所以利用这一特性可将滤水管上的Fe2O3和Fe(OH)3溶解。又由于它们酸性比碳酸强（碳酸电离常数为4.3×10－7），因而可与滤水管上沉积的盐酸垢溶解，生成二氧化碳气体，达到疏通砂石及化学堵塞，恢复滤水管性能的目的。
??? 洗井方法：
??? ①为了节省洗井中化学药品用量，提高洗井效果，一般只向机井的滤水管段注入洗井剂，采用活塞或胶囊进行密封，并将注酸管一同下入预定位置。
??? ②弱酸配比，一般采用3％～6％的药剂浓度注入井内。
??? ③对注酸井加盖密封，或送空压机风加压保持24小时以上。
??? ④利用活塞洗井，注意勿将多孔砼管碰坏。
第四节 补管和换管
??? 一、内套补管法
??? 这种方法是在坏管部位，内套材料重新封闭井壁管段，以维修井管接口不严或井管破裂等原因造成的涌砂、水质变坏，进咸水苦水的机井。常用塑料管、铁皮套管或竹棕套管，套入井管内壁，重新封闭。封闭长度应超过坏管部位上下各3m以上，封闭时，首先要查清封闭段即坏管位置深度和长度，试孔时管内不得堵塞不通，错口的井管接口处，要用冲管器纠正顺直，然后进行补管。现按所用套管材料不同分别叙述如下。
??? 1.塑料套管内封法
?? 绑棕碗：取计划长度的塑料管，在两端分别绑扎一个棕碗。绑扎方法是将棕皮分三层重叠，棕皮根部对齐，用10号或12号铅丝在根部处绑三周，然后把棕梢折过来在棕皮根部再用铅丝绑紧，再用四个螺丝钉与塑料管固牢，但钉头不能伸出在塑料管内壁。最后将棕托翻上去，呈一碗状，下端棕皮用铅丝固定，即成棕碗。
??? 为了防备封闭失败，又便于把封闭的井管提出，在棕碗下端绑两道8号铅丝，随塑料管下到井中，作为提绳使用，另一端留在地面备用。
??? 对于配用离心泵的浅机井，若用塑料管内封后，井径变小，不能下胶管吸水，应改用套管对接抽真空。为了便于灌泵抽水，需在安装塑料内封管上部，另作一安装活舌的塑料管，活舌离管口应超过0.5m的距离。
??? 下塑料管时，应采用现场加热插接法，插接后，周围再用四个木螺丝固定，用一层沥青布缠紧。在下管过程中注意可以左右活动，但不能往上提，上提时往往使棕碗卡紧井壁而不能活动。
??? 将底部棕碗下入井后，在棕碗间，填入封闭的粘土球，填入时要均匀连续。上部棕碗下井时不要填泥球，待下到预定位置后，再填一定的粘土球。填完后要待10～12h后才能抽水试井。
??? 2.铁皮套筒内封法
??? ①根据所修井管情况用白铁皮制成套筒，依据坏井部位，可制成同径管、变径管、喇叭口形管。套筒管上沿两个对称的吊鼻供吊装用，上端绑一个固定棕碗，下端装一个提拉式棕碗，中部绑扎竹弓，竹弓两端有钢爪，以固定套管于井壁。如果所用套管较短，可用铆钉固定小钢爪数个，用以固定套管。
??? ②绑扎套管。将棕碗内的弓和钢爪用细绳绑紧，使套管外径缩小，便于下井安装。小钢爪在套管上可装推力弹簧，与提拉式棕碗一样，往上拉动，即可卡紧于井壁。
??? ③穿割绑绳的铅丝。割绳铅丝一般用10号铅丝，拴在套管上口，并用插销别住，再经底部上返，穿过各道绑绳，直到井口。
??? ④套管绑很多棕片，浸水较慢，安装套管时，可用钻杆作一压盖作送管器，将补管送入预定位置。然后割绳拉丝，放开钢爪，固定井管，最后提出套管绳和下管器。
??? 3.水泥浆补管法
??? 内补管法，灌注水泥浆，即用1：1的水泥砂浆，水灰比不大于0.6，用提筒或注浆管送水泥浆，其方法如下。
??? ①先对坏井段进行封闭，用海带或豆袋止水，上部可放部分粘土球，然后注水泥浆。也可用一段套管，在套管外侧下端封闭，上盖护帽，然后在套管与井壁之间灌注水泥浆。
??? ②水泥标号不小于325号，在有压水流地区可加水泥用量的2％氯化钙快凝。一般灌浆后3天左右，即可用小钻头，加导正圈和橡皮套，慢慢钻透水泥柱，就可抽水试井。
??? 二、外封闭补管法
??? 1.外护管修井法
??? 这是适用于浅部坏管维修的一种方法。常用外护管筒内径比井管外径大100～150mm，用1.75-2.5mm厚钢板卷成，护管长度要大于破管上下边沿各0.5m，一般开挖深至预定管长，有困难时，可加压送至管位，然后在护管内与井管壁之间，灌注水泥浆，即可堵住漏洞，不进泥砂。
?? 2.粘土及水泥外封法
??? 在坏井四周钻孔冲浆，至坏管部位，再用水泥浆或粘土球封闭。其施工方法如下。
??? ①固定井管。在井内超过预定封管位置下3～5m放止水海带，豆子袋等，并安装井内扶正器若干组固定井管。
??? ②在坏管四周沿周边钻小孔4～6个，深度钻至坏管部位以下3m左右，加泵冲洗，如果遇填砾，应用泥浆高压循环水返上滤料，然后填粘土球、水泥浆封闭。
??? 三、滤水管段坏管修补法
??? 深机井过滤器为包网缠丝填砾，无论金属滤水管或钢筋混凝土条孔滤水管，若损坏以后，修复很困难。只有在井管虽已损坏，但未全部进滤料时，可以维修。采用下部填砾形成反滤层而防止涌砂，这样可以保证以上部分机井正常使用。若为浅层的大口径管井和多孔混凝土管井滤水管部分损坏，可以用以下办法修井。
??? 1.活竹套管封闭法
??? 活口竹棕套管是用竹片纵横编制而成，外包棕皮，使用时卷起来用补井器送入井内，具有方便、灵活、伸缩性大的特点，下入井内后，利用竹片弹力能紧贴井壁，尤其对上小下大的机井适用性强。
??? 竹棕套管制作方法：首先在平面均匀铺棕片三层如图7-12-(a)所示。宽度要比管周长大100mm左右，纵向竹片规格，宽20～30mm，间距50～60mm，横向竹板条，宽30～40mm，间距100～150mm。一端安装与井管曲率相同的锯齿弧形铁板，另一端为铁制顶舌，当卷成套管时，齿舌吻合，顶舌向一个方向滑动，因此只能放大，不能缩小，借竹片张弹力，将套管撑置于井管内壁上。套管骨架竹片与外棕皮必须纵横用铅丝麻绳扎紧，若需用管过长，需加强横向竹板，每500mm增加一对，增加竹条张力。
图7-12 竹棕套补管法
(a)活口竹棕套示意图 ? (b)竹弓固定竹棕套示意图? (c)补管器示意图
??? 若补管段太长，应作固定直径的内圆环，横向缠塑料布，绳间距缩小到20mm，棕皮外用竹弓或钢爪（铁爪）固定于井壁，上下用棕碗封闭，如图7-12-(b)所示。
??? 补井器如图7-12-(c)所示，是专为送竹棕套管的工具，原理与雨伞撑闭相同。它由拉力杆、撑力杆、滑套、支臂、撑架等部件组成。下管时在棕片外用细麻绳分道绑捆好，再穿入铅丝作割绳，随下管而接长拉力杆，撑力杆，到位后拉力杆不动，先割拉绳，让套管撑开，再提拉力杆，按卷管方向缓慢转动，上下提推撑力杆，驱动撑架收缩和扩张，使之均匀紧贴坏管井壁，竹片弹力固定套管。然后上提撑力杆架收缩，提出补管器。
??? 2.改变滤水结构和井型
若机井滤水部分难以维修，即修好后水量仍然不足，可采用大口径管井加深成小口径深井、大口井改建辐射井以及大口井下部再成管井等措施，以增加或恢复机井出水量。
第八章 灌排工程修复与重建的常用机械
第一节 清淤机械
??? 一、两栖式清淤机
??? 1.SLQY-30型两栖式清淤机具有陆用单斗液压挖掘和水上挖的双重特点。该机以平底船型作为机体,边浮箱增大浮力,装有四支由液压油缸控制的带有沼泽轮的支腿,可同步或异步动作,以用作水上挖掘定位和仿海龟式爬行,工作装置为液压反铲,回转机构为转柱式,可将挖出的淤泥,直接卸于岸边。当河宽,水域面积较大时,应二次倒运或配备泥驳。自备螺旋浆,可在水中自航转移工作场地。该机主要用于中小型河道和灌排沟渠的开挖与清淤,沼泽地开挖、浚湖、挖塘、清污等作业。生产厂：江苏省水利机械厂。
??? 2.SLQY-30A、CSLQY-20、CSLQY-40型
??? SLQY-30A、CSLQY-20、CSLQY-40型两栖式清淤机是SLQY-30型的换代机型。在SLQY-30型的基础上作了多处改进,扩大了挖掘半径, 回转机构改为回转支承座式,提高了工作可靠性,螺旋浆改为双浆推进式,30A、C20为伸缩支腿, 以扩大水深。生产厂：江苏省武进液压启闭机厂，江苏省水利机械厂。
??? 3.SLQY-60型
??? SLQY-60型(WSLG60型海龟式水洼两用挖掘机)具有0.4、0.6两种斗容及挖掘半径规格, 工装回转机构,是回转支承座式, 单螺旋浆驱动,水上自航,可自由出入水域。生产厂：河南三门峡水工机械厂。
??? 二、SLXQY-40型两栖绞吸式清淤机
?? 这种清淤机为液压式传动,操作轻便灵活,工作可靠。上车具有绞吸挖泥船的特点, 下车采用低接地比压的浮箱履带式结构。水洼两栖, 可在路上、沼泽地行驶, 能自行出入水域和在水中浮航。机上装有移定位机构, 以实现工位改变和定位。作业稳定, 省去抛锚。作业时最小水深只要能保证绞吸头空，即开始作业。可用于沼泽地河道开挖, 排水沟及中小型河道的清淤和整治。远途可解体装运。
??? 主要性能参数：挖掘参数：最大挖掘深度(水面以下)3m, 最大挖掘宽度12～13m, 最大排泥距离400m, 绞吸头转速0～30r/min, 工作臂成角度72°；泥浆泵：扬程22m, 理论生产率40～50m3/h；发动机：型号6135, 功率119kw(160马力), 转速1800r/min；行驶速度：陆上1km/h；爬坡能力13°；接地比压0.016MPa；浮力35t；吃水深1.2m；机重29t；外型尺寸(L×B×H)14m×5.7m×4m。生产厂：江苏省水利建筑工程公司金湖船厂。
??? 三、ASLL型螺旋滚筒潜水式清淤机
??? 整机由吸泥装置、输泥系统、行走机构、控制系统四部分组成。吸泥装置, 由潜水泥浆泵集泥器构成。行走机构, 由两个螺旋筒组成, 由两台电机分别驱动, 通过正反旋转的组合, 实现在淤泥中前进、横行、转弯等动作。具有良好的爬坡性能, 可自行出入 水域。螺旋滚筒为空心水密件, 在泥水中具有一定浮力, 使机器地面维持一个适合的接地压力, 保持整机行驶稳定性。工作时只需一人在塘边操作, 通过控制系统, 使清淤机自行潜入塘底, 即可边行边收集淤泥。淤泥通过泥浆送入浮于水面的输泥系统排出塘外, 亦可加高(厚)岸坡；装上胶轮, 可供洼地短途人力移动, 也可用其它机械拖曳。本机适用于鱼塘有水情况下清淤, 亦可用于水库、渠道等水域清淤。
??? 主要性能参数：清淤能力20m3/h；最小工作水深0.5m；泥浆泵排水75m3/h；行程8m；泵电机功率6kW/h(1440r/min)，行走电机功率2kW(1440r/min)；直线行走速度0～0.36km/h；横向行走速度0～1.92km/h；爬坡能力24°；电动机电压380V；控制方式为洼上线控；机重340kg；主机外型(L×B×H)1720×1520×1100mm。
??? 生产厂：无锡县前洲水利工程机械厂。
??? 四、SQY-300型输水管道清淤机
??? 该机利用有压气流, 通过特制冲头管道中水流相混合有效地搅动、冲刷等携带淤积物, 使之排出管外。冲头有冲刷淤积物和自动行车两种功能。其行走功能是通过尾端特设的喷孔, 喷射高速气流所产生的反作用力来实现的。该机配件包括柴油机、空压机、行走车架、输水管组、绞盘等。适用于农田低压输水管、排水管道的清淤、工矿污水管淤积物的清除, 以及小口径竖井的洗井清淤等。
??? 主要性能参数：功率：100A型柴油机15PS，2200r/min；压缩机：3WC-1.5/3W型单级单价用风冷活塞；额定输气量1.5 m3/min；额定输气压.5MPa；清淤速度0.5～1.0m/min；孔口式冲头Ф4×4；输气管Ф20；清淤长度0～80m, 适应径150～300mm；外形尺寸1840mm×1130mm×1150mm。生产厂：山东阳谷县水利局。
??? 五、NJQ-120型机井清淤机
??? 该机结构简单, 重量轻, 效率高, 操作方便, 节省人力。主要用于农田机井、饮水井和工业用井清淤、清污，也可用于起重物料等。
??? 主要性能参数：吸泥直径：Ф180、Ф300、Ф380、Ф450、Ф550mm；抓锥规格：Ф×l(按泥筒配套,以Ф380为标准), 应为380mm×160mm；卷扬机：最大提升为10kN；最大容绳量(绳粗Ф9.5)220m, 绳速24～37m/min；拐臂冲击次数25次/min；配套动力：电动机Y112N-4型4kW, 柴油机手扶拖拉机9kW(13马力)；外形尺寸(L×B×H)1340mm×1150mm×1150mm；生产厂：陕西蒲城水利机械厂。
??? 六、长臂自航式清淤机
??? 长臂自航式清淤机, 一般是单斗反铲、液压操作, 适用河道、码头、水库塘坝的清淤机械。
??? 江苏扬州市三马机电总厂生产的CHQY-30型长臂自航式清淤机的特点是：臂长, 普通河道, 能一次开挖成形, 将泥土直接堆两岸。腿长, 适用性广。操作方便, 横稳性好, 采用双浮箱, 全封闭结构。驾驶室发动机分开布置, 工作平稳, 能无极调速, 转向灵活。效率较高, 每小时可挖45m3。该厂同时生产SLQY-20型两栖式全液压清淤机, 结构比较新颖 , 具有爬坡能力, 适用于陆地、内河、淤泥地、沼泽地和杂草丛生地带的施工作业。
??? 七、水力挖泥机
??? 水力挖泥机, 亦称水力机械化土方工程机械。由立式泥浆泵输泥系统、高压泵冲泥系统、配电系统或柴油机系统三部分组成。
??? 水力挖泥机的施工原理是模拟自然界水流冲刷原理, 借水力的作用来进行挖土、输土、填土。即水流经高压泵产生压力, 通过水枪喷出一股密实的高速水柱, 切割、粉碎土体, 使之湿化、崩解, 形成泥浆和泥块的混合,再由立式泥浆及其输泥管吸送到堆土场。泥浆可用来填平低洼地或圈堤筑坝。
??? 水力挖土机结构简单, 使用方便, 可以同时完成挖、装、运卸、填、夯等多道工序, 因而具有工效高、成本低、质量好、施工不受天气影响等特点。机组的配套可根据各地土质情况选择, 以达到最佳施工效果。在一般情况下, 输距200m以内、扬程10m以下每台班可挖土150m3, 清淤250m3。需长距离、高扬程清淤时, 可加几台泵接力。
??? 八、DL系列液压斗轮式水下挖泥船
??? 江苏泰兴渔业机械厂近年生产DL系列液压斗轮式水下挖泥船，其性能参数如表8-1。
表8-1 DL系列斗轮挖泥船性能参数
型号
DL-60
DL-80
DL-100
DL-120
生产量（m3/h）
Ⅲ类土10-15%含汲量
60
80
100
120
汲管直径
吸（mm）
225
250
320
375
排（mm）
215
240
300
350
主
机
型号
6130ZD D234V8
TBD234V6
TBD234V8
TBD234V8
持续功率（KW）
132 130
186
323
323
额定转数（rpm/min）
1500 1500
1500
2100
2100
泥
泵
型号
430-38
600-38
900-55
1200-55
流量×扬程（m3/h×m）
430×38
600×38
900×55
1200×55
额定转数（rpm/min）
980
980
700
600
清水轴功率（KW）
68
95
207
257
??? 该系列挖泥船是用斗轮切削破碎土壤，适用于硬质粘土、砂性土和其他淤泥的工况条件施工。
??? 船体设计为分体拼装式结构，便于搬运、运输，可用于湖泊、水库、泵站等清淤。生产厂：江苏泰兴渔业机械厂。
第二节 沟渠(管)开挖机械
??? 一、KU系列开渠机
??? KU系列开渠机是与D系列U型渠道混凝土衬砌机配套使用, 也可单独开挖U形土渠。其结构简单，工作可靠, 操作维修方便, 一次成形, 质量好、成本低、效益好。其性能参数见表8-2。
表8-2 KU系列开渠机性能参数
项 目
型 号
KU50
KU100
JUK180
U型半径(m)
渠 深(m)
渠 宽(m)
直立段外顷角(*)
开渠面积(m2)
机 重(t)
挖土轮线速度(r/min)
工作速度(m/h)
刀头数量(个)
配套功率(kW)/(马力)
适应土质
理论生产率(m/h)
外形尺寸L×B×H(mm)
0.25
0.5
0.56
14
2.0
6
12.6
56
东方红-75附减速箱56/75
粘土
0.6
4620×1980×1560
0.50
1.0
1.25
14
2.6
8
60
74
东方红-75附悬挂装置56/75
粘土
1.0
4620×1980×1860
0.9-0.96
1.28-1.68
2.11-2.31
可调8-16
2.12-3
7.4
17.5
22.5
粘土(不含砂土)
3250×1000×4000
生 产 厂
陕西省宝鸡峡引渭灌溉管理局
陕西省泾惠渠管理局机械厂
??? 二、ZQK-130型开沟机
??? 本机为全液压传动, 无级变速, 操作灵活。四轮驱动, 骑沟作业, 可连续工作, 生产效益高, 成本低。在湿地工作时, 可使用覆带或半履带行走装置。工作装置为中置式双旋盘、液压升降。整机平衡性能好、开挖清淤沟形整齐, 两岸抛土均匀。沟内有杂草、淤泥或有水均可作业。行走轮为轮胎式, 可在公路上行驶。主要用于农田基本建设, 沟渠开挖、清淤。
??? 主要性能参数：发动机110kW(150马力)；理论生产率200～400 m3/h；行驶速度：公路行驶0～20km/h, 田间作业0～0.7km/h；转弯半径10.5m；接地比压：轮胎式0.064Mpa, 半履式0.026～0.029MPa；轮距：前桥3.54m, 后桥3.95m, 作业沟型：上宽2.74m, 底宽0.35m, 沟深1.3m；机重15.53t；生产厂：黑龙江省红兴农场管理局。
??? 三、SWY-60/18A型伸缩臂式挖掘机
??? 该机底盘与通用型履带式挖掘机类同。工作装置为伸缩式, 即副臂(伸缩臂)在油缸作用下, 可在主臂内伸臂, 使铲斗沿水平面或斜面作直线运动。可用于整个堤坝, 开挖渠道、管沟、更换多种作业装置后, 还可进行道路翻新, 地面平整, 木材装卸等作业, 是一种多用全液压的挖掘平整机械。
??? 主要性能参数：斗容0.6～0.8m3；最大挖掘半径18m；最大卸装高度7.94m；最大挖深14.8m；机重35t；接地比压0.05MPa；行走速度0～2km/h；平台回转速度7.8r/min；铲斗转角 155°；最大平整切割力50kN；伸缩臂伸缩距6.2m；发动机：612505型 柴油机, 120kW(160马力), 2100r/min；由水利部长春机械研究所研制。
??? 四、开沟铺管机与振动式鼠道犁
??? 开沟铺管机和振动式鼠犁主要用于开沟埋设水泥管、塑料管及其它管道实现地下灌溉、排水和降渍。开沟铺管机的性能参见表8-3,振动式鼠道犁的性能参数见表8-4。
表8-3 开沟铺管机的主要性能参数
项 目
型 号
1kW-100
1kW-180
1kp-100
1kp-250
开沟深度(m)
工作宽度(mm)
工作速度(m/h)
重 量(kg)
外形尺寸L×B×H(m)
1.0-1.2
120
252,416,790
470
2.1×1.0×1.6
1.7-1.8
120
97,129,300
480
2.9×1.0×1.6
1.2
200
63-186
870
2.5
350
25-217
5000
10.7×2.6×3.8
生 产 厂
浙江平湖冶金矿山机械厂
江苏无锡农机厂
辽宁丹东拖拉机配件厂
表8-4 振动式鼠道犁的主要性能参数
项 目
IKZ-80型振动式暗沟机
(亦称振动式鼠道犁)
项目
1LA-60型振动式鼠道犁
开沟深(m)
暗沟截面(mm)
开沟速度(m/h)
振动器振幅(mm)
重 量(kg)
配套动力
外形尺寸(mm)
0.45-0.8
50×80(高×宽)拱形顶
2000
22.5
200
上海-50型轮式拖拉机
1307×830×16.5
鼠道截面积(cm2)
成洞深度(mm)
成洞速度(m/h)
配套动力
燃油耗量(kg/km)
机重(kg)
34
320-600/（硬土至40）
一档850，二档1700
12型手扶拖拉机车引
1-1.5
165
生 产 厂
上海松江县余山农机厂
生 产 厂
浙江桐乡水利机械研究所
??? 注:1LA-60型振动式鼠道犁是农田暗道排水塑孔机械。采用12型手扶拖拉机牵引, 采用塑孔垂直惯性振动, 弹簧浮动支承, 成洞阻力较低, 质量好、工效高, 鼠道平直, 可使用3～5年。适用于粘土或平涸的稻田地下排水暗管塑孔施工。结构紧凑坚固, 转移灵活, 操作方便。
第三节 平地与筑埂机械
??? 一、平地机械
??? 1．铲运机
??? 江苏泗阳铲运机厂生产的液压拖式铲运机与802型拖拉机或60型、70型推土机配套使用。该机结构合理操作维修简便, 性能良好。采用液压升降机械, 可自铲、自装、自运、自卸, 广泛用于水利建筑工地铲工、运土、积土。铲运机的铲斗容积分别为2.5m3和3 m3 , 重车爬坡1:3和1:4。当运距100m, 生产率为42.5～47m3/h和52～58m3/h; 运距200 m时, 生产率为24～27 m3/h和29～32 m3/h; 运距50m以上时, 相当于5～7台推土机的工作效率, 200～250人工作量。
??? 2．平地机
??? 与东方红拖拉机配套使用的平地机, 其主要技术条件与生产厂见表8-5。
表8-5平地机的主要技术条件
型号及名称
配套拖拉机型号及配套动力(马力)
生产率
(m3/h)
生产厂
PD-3型平地机
PDY-3型液压平地机
SPY-3型平地机
C4-3AI型2.5 m3铲运机
C4-3A型铲运机
C4-3A型铲运机
C4-3A型铲运机
C4-3B型铲运机
ICX-1悬挂铲运机
ICX-1.2悬挂铲运机
ICX-1.4悬挂铲运机
ICX-1.6悬挂铲运机
ICX-1.8悬挂铲运机
东方红-75
东方红-75
东方红-75
东方红-75/74
东方红-75
东方红-75
东方红-75/74
东方红-54/75
20～30
30～40
40～50
50～55
55～60
35～65
22～58
22～28
40～45
北京农具厂
北京农具厂、瓦房店农机厂
黑龙江集贤农机厂
广东茂名农机二厂
湖南湘阴机械厂
宁夏灵武农机厂
安徽怀远农机厂
陕西富平流曲农机厂
山西长治县农机厂
云南楚雄县农机厂
山西长治县农机厂
浙江武义县农机厂
山西长治县农机厂
??? 二、开沟筑埂机
??? 1．圆盘开沟机
??? 与手扶拖机配套使用, 如东风-12型、工农-12型, 12马力, 折合8.8kW。一般每小时开沟长度500～1000m, 开沟深度100～350mm, 面宽100～200mm, 底宽90～150mm。刀盘速度280r/min左右, 抛土形式为前出土, 抛土蹁2m左右, 铣切方式为逆铣。适用于农田开沟排水, 是一种小型农田开沟机。主要技术参数见表8-6。
表8-6 农田圆盘开沟机主要技术参数
项目
IKQ-27型
IKSQ35型
IKSQ-35B型
配套拖拉机
生产率(m/h)
开沟深度(mm)
开沟面宽(mm)
开沟底宽(mm)
刀盘转速(r/min)
外形尺寸长×宽×高(mm)
重 量(kg)
生 产 厂
东风-12型(12马力)
660～1000
100～270
150～200
120～160
280
1275×565×1027
115
江苏于青口镇农机修造厂
东风-12型(12马力)
668
250～350
150～220
90～120
285
1140×500×1162
100
江苏淮安市农机修造厂
东风-12型(12马力)
650～1190
205～350
150～200
90～120
1140×500×1162
南京江浦高旺镇农机厂
??? 2．农田开沟机
??? 与东风50、上海50拖拉机配套使用, 35马力, 折合26kW。开沟深度300～350mm, 开沟宽度面宽150～250mm, 底宽100～140mm, 每小时开沟长度2000m。刀轴转速度一般200r/min, 刀尖线速度度10m/s左右。适用于稻板田、旱田播种前后的开沟作业, 是一种中型农田开沟机。其主要技术参数见表8-7。
表8-7 农田开沟机主要技术参数
项目
1K-35型
1GK-30型
外形尺寸长×宽×高(mm)
配套拖拉机及配套功率
开矩形沟宽×深(mm)
开梯形沟上口×下口×深度(mm)
刀轴转度(r/min)
刀尖线速度(m/s)
刀盘回转直径(mm)
生 产 率(m/h)
重 量(kg)
生 产 厂
1470×780×1270
东风-50、上海50拖拉机
150×350
300×140×350
207
10.5
980
2120
276
江苏淮安市农机修造厂
1385×1720×1315
上海-50轮式拖拉要(25.7kW)
150×100×300
198
8.48
818
2040
395
江苏太仓沙溪镇太仓农机一厂
??? 3．开沟筑埂机
??? 与大、中、小型拖拉机配套使用。从手扶-12型到红旗-100型拖拉机。有开沟机、筑埂机、开沟犁、开沟器等械。其开沟筑埂机的主要技术参数与生产厂见表8-8。
表8-8 开沟筑埂机主要技术参数
型号及名称
配套拖拉机型号
生产率
生 产 厂
IZX-20型悬挂筑埂机
SG-73深沟犁
ILK-20红花开沟犁
KGX-0.3开沟筑埂机
IK-110型旋转开沟要
IK-100型双盘旋转开沟机
东风IK-40Q小刀盘开沟机
K-50型开沟犁
IKMP-2棉苗移栽开沟器
ILSA-80.120松土暗沟犁
东风-50
工农-11手扶
12手扶
东方红-54/75
红旗-100
东方红-75
12型手扶
东方约-54
东风-12手扶
东风-50
15亩/h
3-4亩/h
江苏盯眙县通用机械厂
上海金山漕泾机械厂
江西太和县农机厂
辽宁桓仁县农用机械厂
辽宁营口县农机厂
天津静海县唐官屯机床厂
江苏沐阳县农机厂
辽宁彭武县农机厂
江苏如东县农机厂
江苏淮阴机引犁耙厂
第四节 水泥喷枪与混凝土喷射机
??? 水泥喷枪和混凝土喷射机是将混合好的灰浆或混凝土料，借助于压缩空气，高速喷射欲支护的工作面上。适用于水库、坝闸、泵站、渠道等混凝土工程维修和养护。
??? 1.WBP-Ⅱ型螺杆泵湿式混凝土喷射机
??? 本机为湿式混凝土喷射机，混凝土湿度高（比干式高30%-40%），回弹力小（比干喷降低25%），粉尘浓度平均10mg/m2,上料、搅拌、输送一体化。
??? 主要性能参数：生产能力3-5m3/h；输送距离：水平40-60m，垂直20m，上料高度1.15m；骨料粒径≤10mm；电机总功率16.87KW；粉尘浓度11mg/m2；回弹力<15%；生产厂：安徽省蚌埠湿喷机厂。
??? 2．GJJ-105型立式双缸高压灌浆机
??? 该机设计新颖，重量轻，搬运方便，压力高、性能好的特点。用动力（电动机或柴油机）便能使制浆与灌浆同步进行。适用于水利建筑等行业。
??? 主要性能参数：流量105L/min；工作压务4.5Mpa；缸数2；缸径Φ80mm；活塞往复次数137次/min；活塞最大冲程104mm；活塞最小冲程52mm，出浆口径Φ32mm；配用动力：电动机Y132-4,5.5kw或柴油机5195，8.8KW；机重365kg；外形尺寸1400mm×330mm×500mm；生产厂：浙江省诸暨征天水机械厂。
??? 3．SGP30-5型高压灌浆机
?? 本机是基础处理机械。采用汽车发动机为动力源，液压传动、自动监测、整机装车而成。整机由主车、拖车、喷射台车三部分组成。具有高效安全，操作搬迁方便，自动监测可靠的特点，广泛用于河堤、水库、坝闸工程的防渗、加固、高压灌浆施工。
??? 主要性能参数：提升高度8m；提升力0.98KN；升速0.3m/s；转速20r/min；摆速72000/min；摆角360°；液压系统工作压务12Mpa；水压30Mpa；气压0.1Mpa；浆压2Mpa；外形尺寸（L×B×H）；汽车6910mm×2470mm×2455mm，拖车6450mm×2470mm×3000mm，台车4200mm×2470mm×10500mm；生产厂：辽宁省抚顺刘山水利机械厂。
??? 4．LNB6-32型立式双缸高压灌浆机
??? 该机采用电动机为动力，驱动制浆系统和灌浆系统。整机结构凑，制浆和灌浆同步进行。主要用于对隐患的渠道、堤垸、大坝进行粘土灌浆或水泥灌浆防渗处理等。
??? 主要性能参数：流量6m3/h;工作压力3.14Mpa;缸数2；缸径Φ6mm；活塞往返次数115次/min；出浆口径25.4mm；机重0.8t；外形尺寸（L×B×H）；2320mm×9000mm×1318mm；生产厂：湖南省水利机械厂。
??? 5．SGB6-10型灌浆泵
??? 该泵是水泥灌浆施工的专用设备，它是三缸作用柱塞式定量灌浆泵。适用于大浓度、高压力灌浆，安全可靠，维修方便。主要用于水利工程岩基帷幕灌浆，固结灌浆，隧道灌浆等基础加固处理。
??? 主要性能参数：压力10MPa；排浆量100L/min（6m3/h）；缸径60mm；冲程85mm；冲次152次/min；皮带规格及根数：B2235,7根；皮带轮转数615r/min；排浆管直径50mm；进浆管理直径50mm；自重750kg；外形尺寸(L×B×H)1890mm×1010mm×748mm；动力机（自选）；普通电机Y180M- 4.18.5kw,1470r/min；防爆电机YB180MM-4（KB），380/660V，18.5KW,1470r/min；生产厂：水利部杭州钻探机械厂。
??? 6．水泥喷枪
??? 水泥喷枪的主要技术参数见表8-9
表8-9 水泥喷枪的主要技术参数
项目
生? 产? 厂
河南郑州水工机械厂
河南洛阳机械厂
河南洛阳机械厂
上海工务局机械厂
电动机功率（KW）
1.1
1.7
1.7
电动机转速（r/min）
930
960
960
喂料盘转速（r/min）
27
35
35
加料次数（次/min）
2-3
3-4
3
3
加料数量（kg/次）
8
7-8
10-12
10-12
生产能力（m3/h）
0.5-0.8
0.8-0.95
1.0-1.2
1.0-1.2
工作压力（MPa）
0.25
0.25
??? 7．河南焦作市煤矿设备厂、河南煤矿机械厂、江西省煤矿机械厂生产的混凝土喷射机主要技术参数见表8-10。
表8-10 混凝土喷射机主要技术参数
项目
型 号
HPJ-1
HPJ-Ⅲ
PZ-5B
PZ-7
PZ-10C
HPZ6
HPZ6T
生产能力（m3/h）
5
5
5
7
1-10
6
2、4、6
输料管内径（mm）
50
50
50
65
75
50
50-75
粒料直径（mm）
20
20
20
20
25
く25
く30
输送距离(m)
潮喷200，湿喷50
潮喷200，湿喷500
20-50
20-40
耗气量（m3/h）
7-8
7-8
7-8
7-9
7-9
5-7
10
电动机功率KW
喷射部分5.5搅拌部分3
5．5
5．5
5．5
3
7．5
第五节 渠道衬砌机械
?? 一、D系列U型渠道混凝土衬砌机
??? D系列U型渠道混凝土衬砌机是与KU系列开渠机相配套的成渠机械, 工作装置由导向、提升、进料、振捣和拖模构成。整机采用柴油机驱动, 机械或电动振捣, 液压爬捣, 液压爬钳。该系列产品结构简单, 操作维修方便, 工作可靠, 一次成渠, 且表面光滑密实, 断面标准, 输水、输沙、防渗、抗冻性能好, 寿命长。主要性能参数见表8-11。
表8-11 D系列U型渠道混凝土衬砌机性能参数
项目
型??? 号
D30
D40
D60
D80
D100
D120
JUZ180
衬砌厚度(mm)
衬砌深度(mm)
上口宽度(mm)
U型渠半径(mm)
直立段外顷角(°)
适应土壤
混凝土量(m3/h)
单机重量(t)
振动力(kN)
工作速度(m/h)
衬沙速度(m/h)
振动频率(H2)
40
400
475
150
12
粘性
2.0
0.3
4.0
30～50
30～50
1800
50
550
563
200
14
粘性
4.5
0.35
4.7
30～50
30～50
1800
60
600
770
300
14
粘性
8.0
0.4
6
30～50
30～50
1800
65
650
1160
400
14
粘性
10
0.5
10
30～50
30～50
2800
70
700
1466
500
14
粘性
12
0.7
12
30～50
30～50
2800
80
800
1420
600
14
粘性
1.0
12
30
30
2800
80
1580
2139
900
14
粘性
16.7
5.0
7.5
14～27
14～27
2800
配套动力
机 型
4马力柴油机
4马力
6马力
8马力
12马力
电动机
功率(kw)
3.0
3.0
4.4
6.0
8.8
15
转速(r/min)
1900
1900
1900
1900
1900
960～1400
外形尺寸L×B×H(mm)
液压系工作压力(MPz)
参考比降
参考流量 (dm/3s)
2000×575×450
1/1000
97
2400×663×600
1/500
145
2400×887×800
1/500
263
2500×1500×1130
1/500
421
2500×1500×132
1/500
480
1600×1700×1300
2800×2600×2200
663
1/1000
3324
生 产 厂
陕西省宝鸡峡咸阳站
陕西省泾惠渠机械厂
??? 注 JUZ180型渠道衬砌机为与JUK180型挖渠机配套使用的U型渠道混凝土衬砌机器。该机由导向模、进料腔、振捣模、拖模等联接在成。主要由外机架、内机架、提升机构、上料机构、振捣机构、液压驱动等机构组成, 适用于衬砌U型半径为0.9～0.93m的渠道。
??? 二、LZY系列混凝土预制构件成型机
??? 该机采用立式、振动挤压原理, 生产全U型、半U型、矩形、混凝土构件和水泥土构件, 用于U形, 梯形渠道工程。工厂化生产, 现场安装。比现浇或砌石工艺相比, 施工速度快, 工程质量可得到保证。
??? 该系列成型机有：LZY-B、LZY-B1、LZY-C、LZY-F四种机型。各机型液压系统均采用西德力士乐集成换向装置。具有手动换向、电磁换向、自动限位行程之功能。各机型模具通用互换、均能生产U型D30、D40、D50和半U型D60 、D80、D100、D120的渠道混凝土预制构件。
?? LZY-B型：一台主机分别对称有两个工作机头同时安装两个相同或不同规格的模具及压头, 可同时同型生产也可分型生产。每小时可生产U型砌块25～30件、平板40～50件。主机功率5.5KW, 振动功率1.1～1.5KW×2台。
??? LZY-B1型：一台主机分别对称有两个工作机头，同时安装两个相同或不同规格的模具及压头。可同时同型生产，或不同型生产。每小时可生产U型砌块25-30件，平板40-50件，主机功率5.5kW，振动功率1.1～1.5kW×2台。
??? LZB-C型：一台主机, 装配一套模具, 是该系列产品的经济型机, 每小时可生产全U型、半U型构件20～30件、矩型40～60件。主机功率5.5KW, 振动功率1.1～1.5KW。
??? 以上各机型生产的混凝土构件, 长度均为48cm、构件厚度3.5～5.0cm也可根据需要而定。
??? 该系列产品已在全国较大面积推广应用, 取得了显著的节水和经济效益, 受到各地水利部门的欢迎。已列入水利部“九五”重点推广项目也是国家级科技成果重点推广计划项目。生产厂：山东高密亚盛水利机械有限公司。
| 课件名称： | 洪涝灾区灌排工程修复与重建技术指南 |
| 课件分类： | 水利 |
| 课件类型： | 参考资料 |
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