水利工程擋土墻穩定性研究

康　鋒　李秀慧　李志強

（河南省豫北水利勘測設計院，河南　安陽　455000）

水利工程擋土墻穩定性研究

康鋒李秀慧李志強

（河南省豫北水利勘測設計院，河南安陽455000）

擋土墻在水利工程施工中應用較廣，科學而合理的設計擋土墻，能夠增強水利工程穩定性，減少工程病害等特性。然而，不同結構的擋土墻，其穩定性具有差異性。本文將從擋土墻設計中的關鍵問題入手，就影響擋土墻的穩定性因素展開探討，并提出綜合的改進對策和建議。

水利工程； 擋土墻； 設計； 關鍵； 穩定性； 防范對策

擋土墻從自身功能來看，不僅具有良好的擋土作用，還能兼具導水、擋水、防范側向滲漏等功能，在水利工程設計、建設、施工中應用廣泛。從結構上來看，擋土墻有重力式擋土墻、懸臂式擋土墻和扶壁式擋土墻。重力式擋土墻結構簡單，施工簡便，在水工中應用較多，主要以墻體自身重力來實現擋土墻的穩定性。如傾斜式、斜仰式等結構；對于懸臂式擋土墻，主要采用鋼混結構墻板，利用自重和地板上土重抵抗土壓力來形成平衡，斷面多呈倒T型或L型；扶壁式擋土墻主要從墻背面設置一定間距的支垛來形成穩定結構。根據不同工程施工需要，在對擋土墻進行設計時，需要從多個方面給予合理優化，確保擋土墻的穩定性和使用壽命。

完善防治體系，直接影響相關工作開展效果，對我國病蟲害防治工作是非常重要的。在完善病蟲害防治技術體系的過程中，必須要注重以下兩點：①與我國水稻種植結構的實際情況相結合，選育優質、高產的水稻品種。積極推廣安全或無公害的防治技術。在保證食品安全與生產質量、產量的情況下，避免病蟲害的發生。②強化無公害產品研發力度。加強新型無公害型防治產品研發和推廣，積極解決農藥殘留帶來的環境污染問題。

1　擋土墻設計中的關鍵要素

1.1設計前的工程演算與分析

現代軌道車輛的設計理念中為保證乘員空間的完整性，列車采用多級能量吸收系統，依次是車鉤緩沖裝置、防爬吸能裝置和車體端部變形吸能區。本文中J1界面的車輛采用自動車鉤，J3和J6界面的車輛采用半自動車鉤連接，其他碰撞界面的車輛采用半永久車鉤連接。彈性輪對車輛和剛性輪對車輛采用相同的能量吸收方案，而車鉤緩沖器的參數相同，緩沖器的最大阻抗力為800 kN，最大壓縮行程為73 mm，其吸能容量為29.2 kJ。地鐵列車鉤緩裝置和防爬裝置的能量吸收方案如表2所示。

由于擋土墻工程在使用中受到浸水的作用，因此，在設計前需要就浸水條件下的工程荷載及工況進行演算。擋土墻在浸水條件下所產生的荷載較為復雜，而不同荷載又對應不同的工況。為了防范擋土墻工程受到不確定荷載的影響，就需要就各種荷載情況進行組合分析。通常情況下，擋土墻的荷載由基本荷載和特殊荷載組成，而基本荷載主要包括有土壓力、墻身自重、墻頂載荷、填土自重等；特殊載荷主要有不同水位下的靜水壓力、校核洪水的動水壓力等。另外，對于不同地質條件下的其他荷載情況，如地震等作用下導致的組合荷載等等。從擋土墻的浸水條件下來計算工況，主要從進水渠、水位控制段及水位控制段以下進行不同工況分析。前者需要考慮多種因素，如洪水位設計、正常蓄水位、工程檢修、校核洪水等情況；對于后者，主要從完建情況、正常蓄水位、泄洪能力、檢修情況、地震等其他因素.

2.1工程勘測方面

工程勘測為水利工程前期設計及后續工程施工提供重要參考資料，在擋土墻工程勘測中，主要從地質條件、工程施工環境等方面獲取科學數據，為擋土墻的設計與優化提供參考。如果前期工程勘測工作數據不充足，容易誤導擋土墻工程施工，也對擋土墻自身的功能帶來影響。在勘測階段，根據工程項目所在地的地域條件，主要從環境勘測、地質勘測、水文勘測中進行數據整合，優化不同工程段擋土墻的整體編排和設計要點。如因缺少某些水文信息，在擋土墻結構及后期工程投入運行中，帶來擋土墻自身結構的破壞，加大后期工程維修難度和成本。

2　水利工程擋土墻穩定性影響因素

水利建設作為國家重要基礎設施，在全面推進工程結構升級中，要從工程設計、工程施工、工程管理中保障穩定性、可靠性。擋土墻作為對水利工程進行有效加固的構造物，也是水利工程項目中常用的工程地基加固方式。因此，做好擋土墻工程穩定性分析，從可能因素來探討其特點，為水利工程項目設計、施工提供重要參考。

1.2從構造上來考慮擋土墻的設計要點

擋土墻工程設計需要從兩個方面進行著手。一是對擋土墻墻身結構的設計，結合水利工程設計規范要求，針對現場施工地質勘測情況，選擇合適的擋土墻結構，保障擋土墻結構的穩定與可靠。通常情況下，對于水利工程中的擋土墻，其墻面多為直線型，坡度與墻背面呈合適角度，墻頂寬度》0.5m；另外，針對擋土墻構造，要從不同水利工程相關規范中，遵循設計要求，并做好對擋土墻使用后的檢修記錄工作。二是在對擋土墻排水功能的設計，排水系統主要有兩部分，一方面是地面排水，另一方面是墻身排水。對于地面排水系統，通常是在地面設計排水溝，防治地表水、雨水等下滲影響擋土墻的穩定性。如設計截引地表水等設施。同時，在有條件的情況下，利用鋪砌層來增強排水效果。墻身排水設計主要是排出墻后積水，通常采用泄水孔方式，結合工程施工實際來設置不同位置的泄水孔；另外，在墻身后設計上，可以選擇透水性強的材料，來保障泄水孔的效果。

烏申斯基曾說過：比較是一切理想和思維的基礎，我們正是通過比較了解世界的一切。比較閱讀的教學策略的運用改變了學生被動接受的地位，它讓學生和教師平等地研究，平等地探索。而就在這共同的探索中，學生的思維走向多元。《廣玉蘭》一文教學從中心突破，梳理了脈絡，并通過比較發現了文章重點。教師并沒有止步于此，而是一以貫之，尋找本文表達上的言語密碼。

水利工程在后期使用及維護中，要遵循工程管養規律和規范。對于水利工程中的擋土墻工程，在后期養護中，主要從路基填土、土體變形失穩等方面來養護。特別是在中小型水利工程管養中，要從支撐系統的穩定性上，加強對擋土墻的養護。另外，根據工程管養實際，改善水利工程維護管理，特別是在防洪防汛工作中，要加強對水利工程擋土墻承載性能的分析，及時維護，保障擋土墻的穩定性。

在實驗前，要求學生做好分工，每組6位同學，組內6位同學分別完成實驗1～6中的某一個實驗（課前分好工，防止課上小組分工不協調，耽誤時間），其他同學協助，并仔細記錄實驗現象。這樣，不僅鍛煉了每位學生的動手能力，也充分體現了小組協作、互助。實驗完成后，組內成員一起挖掘現象背后的本質原因，培養學生宏觀辨識與微觀探析共同發展的化學核心素養。

1.2.2 主要溶液配制方法 (1)1×紅細胞裂解液：用純水900 mL溶解100 mL 10×紅細胞裂解液，4 ℃保存備用。(2)PBS溶液：將PBS粉末緩沖體系充分溶于超純水，配制成1×PBS緩沖液，4 ℃保存備用。

從水利工程擋土墻穩定性不足的表現來看，塌方、裂縫、滲漏、沉降等病害較多，一方面在設計上未能結合地質、水文勘測信息進行優化，另一方面擋土墻在建設、施工及后期管養上存在問題，特別是擋土墻在使用期間，未能從擋土墻穩定性失效等方面進行科學全面評估，導致擋土墻工程質量下降，加劇了病害的發生率。為此，迫切需要加強技術改進和優化，來提升擋土墻的穩定性。

項目工程的施工是基于工程設計要求來進行，也是關系到整個項目穩定性的關鍵環節。在對水利工程擋土墻的長期跟蹤發現，水利工程路基構造是保障擋土墻穩定性的重點，而其本身也存在較多穩定性問題。如在遇到承載力較高的建筑物，對擋土墻的穩定性帶來影響更大。為此，在施工中，針對擋土墻工程的核心環節，要從工程設計、工程施工及監管上加強管理，提升工程施工質量，保障擋土墻的工程性能，在與高荷載水工構筑物銜接中，要從抗震、抗壓等方面加強擋土墻的綜合性能。通常情況下，對于水利工程中擋土墻的穩定性失效問題，多與工程水工建筑物承載力、校核洪水壓力、水流沖蝕力等有關，因此，在擋土墻工程的關鍵部位要加強工程質量管理，提升穩定性。

2.4維護保養方面

2.2工程設計方面

3　改善水利工程擋土墻質量和穩定性的方法

2.3工程施工方面

3.1加筋土技術的應用

項目設計是保障后續工程穩定性的關鍵環節，對于水利工程的設計，尤為重要。擋土墻因在工程結構中占據重要地位，其結構設計的失誤將導致整個水利工程的性能和穩定。因此，需要從設計上對不同地段結構進行優化，減少各類影響穩定性的因素。從設計的具體內容來看，對于擋土墻主要包括墻面、墻背、墻頂、基底、墻踵、墻趾等部分，不同部分在不同結構的設計中又有嚴格的要求。因此，參照國家水利工程中對不同結構擋土墻的設計規定，從不同工程段基礎環境的變化上來改進設計方案。通常情況下，設計師要從擋土墻工程方案的編制上進行統一規劃，對于特殊地質條件下特殊工況，優化擋土墻構造方式，避免其他因素破壞擋土墻的穩定性。

問卷調查結果顯示，159例用藥患者中吸煙、飲酒者分別為60例(37.7%)和52例(32.7%)；女性為97例(61.0%)，男性為62例(39.0%)。

從水利工程擋土墻失穩性能分析來看，地基變形而帶來的塌方、裂縫問題較為突出。加筋土是利用融入拉筋帶的復合土，將拉筋與土形成緊密的互生關系，來提升土體的穩定性。采用加筋土技術，來增強擋土墻的支擋效果，改善土體的變形條件，實現對工程穩固性能的增強。在工程施工及應用中，通過加筋土技術，對于早期的水利工程結構缺陷，特別是擋土墻結構變形、裂縫具有較好的效果，也增強了擋土墻的穩定性。

3.2加筋環技術的應用

從技術上來看，加筋環是由3個同徑大小的鋼筋環和若干垂直的立筋進行捆扎，從而構成內側附著土的工格柵結構，來進行混凝土填充形成穩定的襯墊基礎。根據工程設計要求，對于加筋環中的鋼筋尺寸及加筋環的周長需要進行計算，以滿足不同工程項目中對基礎穩定性的要求。需要強調的是，在加筋環技術應用中，一要做好沖切環溝。根據工程分層碾壓條件，結合工程平整作業面，依照工程設計來明確圓心位置，并從立筋斷料中保障加筋環的技術標準。沿著弧逐段沖切環溝環溝深度略深于加筋環高度，溝寬略寬于加筋環厚度，滿足施工要求；二要進行墻面板的按照，對于墻面板，通過預制后拼裝，保障各錨固點的穩定性。在墻面施工中，對于壓路機不能靠近作業面，可以通過人工方式或小型夯機來進行碾壓。

3.3其他技術的應用

從水利工程擋土墻穩定性影響因素來看，在改進擋土墻工程質量中，除了加固方法外，還可以采用其他綜合技術方法。如利用加筋環與路堤施工，防止邊坡下滑，還能穩定路基；利用加筋環與軟土融合，增強地基承載力。另外，在加固方案或工程優化設計中，提升擋土墻的穩定性，其最終目標在于保障水利工程施工質量。工程設計盡管重要，對于工程施工來說更為關鍵。因此，加強工程施工現場管理，杜絕修改施工設計，強化工程監理，保障施工水平才能發揮工程的最大效益。

［1］王冬梅.擋土墻在水利水電工程中的應用淺析［J］.科技與企業，2015（10）：56-59.

［2］陳衛.加筋土互嵌式景觀擋土墻在園林景觀中的運用［J］.上海建設科技，2014（3）：36-39.

康鋒（1982.08-），男，碩士研究生，工程師，研究方向：水利水電工程設計、施工理論及方案優選研究。

TU476.4

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文章編號：1003-5168（2015）-12-0024-2