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大型水电站导流过水围堰边坡稳定及防冲研究
摘要：
大型水电站是我国重点建设的能源基础设施之一，而围堰是水电站中重要的结构之一。在大型水电站中，导流过水时间较长，对围堰的稳定性和防冲性能提出了更高的要求。本文通过对大型水电站导流过水围堰边坡稳定及防冲问题进行研究，分析了围堰稳定及防冲原理与影响因素，提出了有效的应对策略，为大型水电站建设及应用提供了参考。
关键词：大型水电站；导流过水；围堰；稳定性；防冲性能；应对策略
1.引言
大型水电站是我国以水力发电为主的大型能源基础设施之一，其基本构成单位之一即为围堰。围堰是由混凝土和钢筋混凝土组成的结构，用以控制水位或调节水流，主要分为引水、转向、排洪和电站进水四种类型。而在水电站的运行中，导流过水过程是不可避免的，而这种较长时间的导流过程对围堰的边坡稳定及防冲破性能提出了更高的要求，为了保证水电站的正常运行，需要对此进行深入研究。
2.围堰稳定性原理及影响因素
围堰的稳定性是指在静、动荷载作用下，围堰表面和基础的破坏倾向和破坏形态以及破坏发展的性质。围堰稳定性破坏形态有滑移、倾倒和基础破坏等，影响因素包括表土特性、水文地质和基本参数等。
首先，表土特性是一个影响围堰稳定性的主要因素。因为围堰是建造在土体上的结构，因此土体的厚度、密度、内摩擦角、自重和侧向土压力等特性都会对围堰的稳定性造成直接影响。
其次，水文地质特性也是影响围堰稳定性的关键因素，水流速度、水位高度和流量大小等都会对围堰的稳定性造成较大的影响。在水流切割和水流洗刷作用下，围堰边坡土体的稳定性变得更加脆弱，这会对围堰的稳定性产生威胁。
最后，基本参数包括围堰的高度、倾斜角度和坡度等也会对其稳定性造成影响。围堰的高度与稳定性有着直接的关系，高度越高，所受荷载和拉力越大，从而其稳定性越差；而倾斜角度和坡度是影响围堰表面滑动的主要参数。
3.防冲破技术原理与影响因素
围堰防冲破是指为了防止围堰表面遭受水流冲刷、侵蚀或剥蚀而采取的技术措施。由于围堰表面经常会遭受强烈水流的冲击，因此围堰的防冲破技术显得尤为重要。
防冲破技术主要采用了围堰表面镶嵌及喷涂材料、机械加固、以及电脉冲压电陶瓷技术等手段。采用这些技术的原理都是在围堰表面覆盖一层坚硬、有一定粘度且与围堰表面紧密结合的材料，以增加围堰表面的抗冲击性。
而影响围堰防冲破效果的因素包括围堰表面材料的品质、围堰与水流的接触面积、以及接触时间等。材料的质量是影响围堰防冲破效果的关键因素，一般来说，表面材料越坚硬，防冲破效果越好。围堰与水流的接触面积越大，则冲蚀的面积也就越大，因此，减小接触面积也是围堰防冲破的基本思想之一。
4.围堰稳定性及防冲破应对策略
针对大型水电站导流过水围堰边坡稳定性及防冲破所存在的问题，下面提出一些有效的应对策略，以期对水电站的建设和应用提供参考。
1）针对围堰稳定性问题：
--改进土体条件和增加围堰自身重量，提高围堰边坡稳定性。
--降低围堰边坡坡度和倾角，增加围堰的稳定性。
--进行防渗硬化技术改善地基结构，增强围堰稳定性。
2）针对围堰防冲破问题：
--采用高性能表面涂料及其他防护材料，增强围堰表面的抗冲击性。
--采用机械加固和复合材料等技术加强围堰表面，提高围堰抗冲击性。
--建立有效的检测及监控系统，及时发现围堰表面发生的冲刷、侵蚀现象等。
5.结论
本文针对大型水电站导流过水围堰边坡稳定及防冲问题进行了研究。围堰的稳定性破坏形态包括滑移、倾倒和基础破坏等，影响因素包括表土特性、水文地质和基本参数等。采用防冲破技术主要采用了围堰表面镶嵌及喷涂材料、机械加固、以及电脉冲压电陶瓷技术等手段，并根据围堰的稳定性和防冲破技术，提出了有效的应对策略。