水利工程土石壩樞紐設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

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【摘要】當(dāng)前形勢(shì)下，水利工程建設(shè)對(duì)防洪泄洪和人民財(cái)產(chǎn)安全有重要作用，根據(jù)水利工程建設(shè)需要，要科學(xué)合理設(shè)計(jì)水利工程土石壩樞紐。水利工程建設(shè)要結(jié)合地區(qū)氣候和地形地貌以及水文環(huán)境等綜合因素進(jìn)行。各項(xiàng)因素都對(duì)土石壩樞紐設(shè)計(jì)建設(shè)有重要影響，如何結(jié)合多種因素進(jìn)行水利工程土石壩樞紐設(shè)計(jì)是值得重視的問題，基于此，本文展開了研究。

【關(guān)鍵詞】水利工程；土石壩樞紐；設(shè)計(jì)；要點(diǎn)；防洪泄洪

1水利工程中土石壩的概念及工程優(yōu)勢(shì)

1.1土石壩

水利工程建設(shè)過程中，土石壩是較為常見的一種壩體形式，這種壩體建設(shè)應(yīng)用到的原材料較為簡(jiǎn)單，在長(zhǎng)期的工程建設(shè)過程中得到較為廣泛的應(yīng)用，水利工程建設(shè)過程中，土石壩樞紐成為水利工程建設(shè)過程匯總擋水壩體的主要形式，也為水利工程的效用發(fā)揮產(chǎn)生了重要作用。一般來說，土石壩的壩體原材料主要包括有土粒和砂石，我國(guó)幅員遼闊，所包含的資源比較豐富。水利工程建設(shè)中，通過拋填、重型機(jī)器碾壓和灌注等一系列作業(yè)后，將土料和砂石進(jìn)行混合和壓實(shí)，然后共同構(gòu)成擋水壩的最佳形狀，從而有效發(fā)揮出土石壩的壩體擋水作用。水利工程建設(shè)經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展和應(yīng)用實(shí)踐，整個(gè)水利工程土石壩的施工技術(shù)和設(shè)計(jì)方案得到不斷進(jìn)步和創(chuàng)新，根據(jù)不同的地區(qū)氣候和環(huán)境，要結(jié)合不同的工程需要選擇更加科學(xué)合理的施工技術(shù)和方案進(jìn)行建設(shè)[1]。

1.2土石壩壩體在水利工程建設(shè)中的優(yōu)勢(shì)

水利工程建設(shè)過程中，土石壩體所發(fā)揮出的優(yōu)勢(shì)很多。首先，土石壩的壩體原材料較為簡(jiǎn)單，主要包括有土料和石，所以這種簡(jiǎn)單的原材料會(huì)大大方便工程建設(shè)，部分水利工程建設(shè)往往可以采用就地取材的方式進(jìn)行土石壩壩體建設(shè)，大大降低了工程運(yùn)輸?shù)某杀?，另外一方面由于土石料的價(jià)格成本也比較低，能夠?qū)崿F(xiàn)滿足壩體建設(shè)需要的效果，壩體建設(shè)成本也會(huì)大大降低。另外一方面，土石壩的壩體使用時(shí)間較長(zhǎng)，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的水利工程建設(shè)和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，土石壩的工程建設(shè)已經(jīng)越來越成熟，壩體建設(shè)過程中應(yīng)用到的施工技術(shù)也越來越成熟，不同的施工環(huán)境能夠有效制定出更加具體合理的建設(shè)方案，更好的促進(jìn)水利工程建設(shè)，有效提高工程建設(shè)質(zhì)量。當(dāng)前形勢(shì)下，信息技術(shù)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)在進(jìn)行水利工程建設(shè)過程中，大量運(yùn)用新型信息技術(shù)和科技化的設(shè)備機(jī)械，促進(jìn)水利工程土石壩施工技術(shù)的革新，可以有效保證工程建設(shè)質(zhì)量提高，從而讓土石壩樞紐建設(shè)更好的適應(yīng)我國(guó)水利工程的現(xiàn)代需求[2]。

2水利工程土石壩樞紐設(shè)計(jì)前的基礎(chǔ)工作

2.1土石壩基本施工環(huán)境的調(diào)研

水利工程建設(shè)過程中，土石壩壩體建設(shè)涉及到諸多問題，所要求的工程設(shè)計(jì)專業(yè)性也較強(qiáng)，所以就要加強(qiáng)對(duì)項(xiàng)目工程各方面的調(diào)研，針對(duì)地區(qū)土質(zhì)環(huán)境和水文環(huán)境以及天氣環(huán)境等方面的調(diào)研，在實(shí)際的調(diào)研過程中，要借助科學(xué)專業(yè)的技術(shù)進(jìn)行輔助操作，保證土石壩建設(shè)前期的調(diào)研更加準(zhǔn)確具體，對(duì)后續(xù)工程的建設(shè)和水利工程的成本預(yù)算編制都有重要影響。針對(duì)水利工程的實(shí)際建設(shè)過程中，水利工程建設(shè)人員要針對(duì)施工地點(diǎn)進(jìn)行細(xì)致的測(cè)繪工作，結(jié)合水利工程建設(shè)過程中的土石壩壩體所在位置進(jìn)行實(shí)地勘察，并根據(jù)工程建設(shè)需要進(jìn)行比例設(shè)置，然后繪制。結(jié)合歷來的工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，一般土石壩壩體的建設(shè)地形圖比例要選在1：500或1：1000，當(dāng)然在實(shí)際地形圖的繪制過程中要結(jié)合不同的地區(qū)環(huán)境和水利工程建設(shè)要求來進(jìn)行確定。水利工程土石壩建設(shè)的地形圖一般沒有特定要求，小型水庫(kù)一般為1∶1000或1∶2000，中型水庫(kù)的地圖比例一般為1∶5000或1∶10000。針對(duì)水利工程建設(shè)區(qū)域的土壤和巖層覆蓋情況和地形地勢(shì)進(jìn)行工程描述和繪制，從而有效把握水利工程土石壩的巖層地質(zhì)結(jié)構(gòu)，有效把握土壤疏松程度，更好進(jìn)行土石壩建設(shè)。眾所周知，水利工程建設(shè)中水文環(huán)境信息的搜集工作往往需要較高的專業(yè)性，所以需要水文環(huán)境的專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行實(shí)地勘察，針對(duì)水利工程建設(shè)范圍內(nèi)的水流速度和水體溫度以及深度和下層泥漿的厚度進(jìn)行精準(zhǔn)分析，有效把握工程建設(shè)范圍內(nèi)的相關(guān)信息數(shù)據(jù)。同時(shí)要對(duì)水域內(nèi)的生物種類和生物分布以及生長(zhǎng)環(huán)境等進(jìn)行記錄分析，更好的把握水利工程建設(shè)環(huán)境，有利于保護(hù)水利工程建設(shè)區(qū)域的生態(tài)環(huán)境。當(dāng)然，水利工程建設(shè)還要根據(jù)施工范圍內(nèi)的天氣變化以及空氣濕度和降水情況以及原材料供給等因素進(jìn)分析，有效把握工程建設(shè)的各個(gè)因素，為后期工程建設(shè)提供更加充足的數(shù)據(jù)支持。

2.2土石壩軸線是土石壩樞紐設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)

所謂土石壩軸線值得是壩頂上游面的垂直投影，也就是繪圖中的俯視圖壩線。土石壩軸線的對(duì)后續(xù)工程建設(shè)方案制定和工程具體的施工建設(shè)有重要影響，同時(shí)也對(duì)后期土石壩壩體的穩(wěn)定性和效用發(fā)揮有重要作用，水利工程土石壩軸線的確立要結(jié)合多種因素，一般與水利工程的兩側(cè)的山體厚度和合谷的寬度以及工程所處的土質(zhì)結(jié)構(gòu)以及水域的深淺有緊密關(guān)系。所以在土石壩軸線確立中要結(jié)合工程施工要求，盡量選在河谷較窄和利于建設(shè)泄水建筑物的地方，然后要保證土石壩兩段的厚度能夠滿足工程建設(shè)安全性。另外針對(duì)地質(zhì)條件選擇，要選擇透水性較小的地基位置，可以選擇整塊巖石和堅(jiān)實(shí)的地層，有效保證土石壩的建設(shè)質(zhì)量。針對(duì)土石壩的軸線選擇要確保土石壩樞紐施工過程中能夠提供充足的建筑材料，保證施工有序進(jìn)行。值得注意的是，水利工程土石壩樞紐所需的泄洪洞和發(fā)電站等分工程也要同步進(jìn)行建設(shè)，確保工程建設(shè)進(jìn)度和建設(shè)質(zhì)量[3]。

3水利工程土石壩樞紐設(shè)計(jì)要點(diǎn)

一般來說，水利工程的土石壩樞紐一般包括土石壩主體，同時(shí)還包括有泄洪建筑物以及水電廠房和發(fā)電引水建筑物排沙建筑物以及施工導(dǎo)流建筑物，所以在針對(duì)土石壩樞紐設(shè)計(jì)過程中，要結(jié)合土石壩壩體建設(shè)需要，科學(xué)合理布置土石壩樞紐，選擇合理的土石壩剖面和建筑物構(gòu)造。

3.1對(duì)水利工程中土石壩樞紐進(jìn)行合理的布置

針對(duì)水利工程樞紐中的水電廠房和泄洪廠房以及開關(guān)廠房的建筑，要積極跟進(jìn)地區(qū)地形地貌進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，各個(gè)建筑物之間都有緊密聯(lián)系，同時(shí)也發(fā)揮著重要效用，為了更好發(fā)揮出水利工程樞紐的效用，做好合理的建筑物規(guī)劃極為重要。針對(duì)水利工程規(guī)劃不僅要確保水利工程的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)要確保水利工程的建設(shè)質(zhì)量，對(duì)各個(gè)建筑物的成本投入進(jìn)行科學(xué)預(yù)算，然后選擇最優(yōu)方案，在保證工程建設(shè)成本控制的基礎(chǔ)上，確保工程的實(shí)用性得以提高，還要做好工程建設(shè)安全管理工作[4]。

3.2泄洪建筑物和排砂建筑物的設(shè)計(jì)

水利工程最大的效用就是防洪泄水，所以為了提高工程建設(shè)的質(zhì)量，保護(hù)人民財(cái)產(chǎn)安全，要針對(duì)水利工程的泄洪建筑和排砂建筑進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)和管理，首先要結(jié)合泄洪建筑物所處的地區(qū)水文環(huán)境進(jìn)行科學(xué)分析和合理設(shè)計(jì)，然后結(jié)合地區(qū)的水流流向進(jìn)行利用建設(shè)，保證泄洪建筑物的穩(wěn)固性。針對(duì)地區(qū)水域泥沙較多的情況，要積極做好泄洪建筑與排砂建筑的綜合利用，尤其要做好排沙，防止泥土砂石堵住泄洪建筑物和排沙建筑物，有效提高泄洪建筑物和排沙建筑物的效用。

3.3土石壩剖面和構(gòu)造的設(shè)計(jì)

水利工程建設(shè)過程中，針對(duì)土石壩壩坡的尺寸要綜合結(jié)合壩體壩型和壩高以及壩基材料等因素進(jìn)行設(shè)計(jì)。結(jié)合歷史水利工程建筑經(jīng)驗(yàn)，壩坡需要設(shè)置在1∶2~1∶4之間。土石壩的上下游邊坡要結(jié)合壩面的排水和后續(xù)檢修以及邊坡道路和穩(wěn)定性設(shè)置馬道，壩頂?shù)母叨纫Y(jié)合正常靜水位和超高位進(jìn)行予以確定。一般來說，壩頂?shù)母叱桃哂陟o水位，壩頂?shù)膶挾纫Y(jié)合壩體構(gòu)造和實(shí)際壩體施工以及后續(xù)使用和抗震等因素進(jìn)行設(shè)定，一般要保證壩頂寬度在10~15m左右。

4結(jié)語

總體來說，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的水利工程建設(shè)和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，土石壩工程建設(shè)已經(jīng)越來越成熟，壩體建設(shè)過程中應(yīng)用的施工技術(shù)也越來越成熟，為了更好提高工程建設(shè)質(zhì)量，促進(jìn)水利工程建設(shè)發(fā)展，在把握水利工程土石壩的概念及工程優(yōu)勢(shì)基礎(chǔ)上，做好土石壩基本施工環(huán)境的調(diào)研，把握土石壩樞紐土石壩軸線設(shè)計(jì)重點(diǎn)，同時(shí)要科學(xué)合理布置土石壩樞紐，做好泄洪建筑物和排砂建筑物以及土石壩剖面和構(gòu)造的設(shè)計(jì)，更好提高水利工程社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]王震宇.水利工程土石壩樞紐設(shè)計(jì)中的要點(diǎn)分析[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2018（20）：165-166.

[2]溫鎖利.水利工程土石壩樞紐設(shè)計(jì)中的要點(diǎn)分析[J].農(nóng)民致富之友，2016（23）：138.

[3]孫習(xí)業(yè).試析水利工程土石壩樞紐設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析[J].內(nèi)蒙古水利，2016（11）：18-19.

[4]李洪明.水利工程土石壩樞紐設(shè)計(jì)中的要點(diǎn)分析[J].民營(yíng)科技，2016（05）：115.

作者：劉士群 單位:文山壯族苗族自治州水利電力勘察設(shè)計(jì)院