水利工程土石壩樞紐設(shè)計中的要點分析

龍杰

摘 ?要：土石壩是水利工程樞紐中的主要壩體形式之一，由于其較廣泛的應(yīng)用和技術(shù)經(jīng)驗的健全性，使得水利工程事業(yè)不斷的穩(wěn)步向前發(fā)展。水利工程對于我國的水域養(yǎng)殖、田地灌溉和防洪泄水都有著重要的意義，保證我國經(jīng)濟穩(wěn)定的同時，也保證了社會和人民的生產(chǎn)生活的安全。土石壩在水利工程中具有較大的優(yōu)勢，文章從水利工程壩體樞紐的基本工作內(nèi)容和設(shè)計要點進行分析，并總結(jié)了土石壩對于水利工程建設(shè)的重要意義。

關(guān)鍵詞：水利樞紐;土石壩;意義;設(shè)計要點

我國的水利工程一直以來都在不斷的建設(shè)和發(fā)展中，三峽大壩和葛洲壩等水利石壩樞紐的工程建設(shè)，給國家和人民帶來了經(jīng)濟的增長和生活環(huán)境的穩(wěn)定，水利工程土石壩樞紐不僅能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)業(yè)的灌溉，還能夠防洪御水保證人民的生命財產(chǎn)安全，在水利工程發(fā)電中也是有效的利用了自然資源，可見水利工程土石壩樞紐的重要意義。在水利土石壩樞紐的工程設(shè)計中，對具體的環(huán)境因素，土石壩的剖面和軸線等都要進行具體的研究，下面對其設(shè)計中的要點進行了具體的分析。

1 水利工程中土石壩的概念及工程優(yōu)勢

土石壩是水利工程建設(shè)中較常用的一種壩體形式，由于其應(yīng)用的原材料比較簡單，在我國的早期就已經(jīng)進行了工程的運用，經(jīng)過幾十年的實踐與總結(jié)，土石壩樞紐已經(jīng)成為了我國水利工程中的主要擋水壩體之一，在我國的水利工程建設(shè)中有著重要的應(yīng)用價值。土石壩的原材料主要是土粒和砂石，在我國廣袤的土地中，可謂是資源極其豐富，工程中經(jīng)過拋填、重型機器碾壓和灌注等一系列作業(yè)后，將土料和石料進行均勻的混合和壓實，再筑成擋水的最佳形狀，來實現(xiàn)水利壩體擋水的工程應(yīng)用。土石壩經(jīng)過多年來的工程實踐后，其施工技術(shù)和設(shè)計方案不斷的創(chuàng)新，面對不同的地理和水域環(huán)境，能夠很好的運用經(jīng)驗和技術(shù)進行科學(xué)的施工建設(shè)。

土石壩壩體在水利工程的建設(shè)中有著較多的優(yōu)勢。首先，土石壩的原材料比較簡單，主要是土料和石料，在工程的采取中比較方便，甚至是在某些工程環(huán)境中可以就地取材，減少工程運輸?shù)某杀荆⑶彝潦系某杀据^低，及時進行工程運輸，其壩體的建設(shè)成本也較低。其次，土石壩的應(yīng)用時間比較長，經(jīng)過多年來的工程實踐和總結(jié)教訓(xùn)，土石壩的工程建設(shè)已經(jīng)形成了一套較完整的體系，面對不同的施工環(huán)境能夠分析出工程的重點和注意事項，能夠科學(xué)的進行方案設(shè)計，對于施工人員，由于多年來的工作經(jīng)驗較豐富，專業(yè)知識和技能掌握運用的較多，也保證了工程質(zhì)量。最后，經(jīng)過近年來我國經(jīng)濟技術(shù)的不斷發(fā)展，信息化技術(shù)、大型設(shè)備機器的更新和科學(xué)技術(shù)的不斷突破，也在較大程度上影響了土石壩技術(shù)的革新，使得土石壩樞紐建設(shè)能夠更好的適應(yīng)我國水利工程的現(xiàn)代需求。

2 水利工程土石壩樞紐設(shè)計前的基礎(chǔ)工作

2.1 土石壩基本施工環(huán)境的調(diào)研

水利工程中土石壩的基本調(diào)研工作內(nèi)容較多，設(shè)計的專業(yè)性較強，包括土質(zhì)環(huán)境、水文環(huán)境和天氣環(huán)境的調(diào)研工作等，在具體信息采集中必須要進行科學(xué)、專業(yè)的技術(shù)操作，保證土石壩前期準備工作的可靠性，這對于后期方案的建立和預(yù)算管理等工程內(nèi)容有著重要的作用。在附近的地理環(huán)境中，有關(guān)工作人員要對施工地點進行細致的測繪工作。在繪制地形圖的時候一定要對土石壩所在位置的地形進行實地勘察，然后采用最合理的比例進行繪制。一般土石壩址的地形圖比例在1∶500或者1∶1000，具體選擇什么樣的地形圖比例要根據(jù)實際的要求來定。一般土石壩庫區(qū)的地形圖沒有特定要求的比例，小型水庫一般以1∶1000或1∶2000居多，中型水庫一般以1∶5000或1∶10000居多。將工程區(qū)域的土壤、巖層的覆蓋范圍與地勢進行工程描述和繪制，分析壩體施工處的巖層地質(zhì)結(jié)構(gòu)，土壤的疏松程度。水文環(huán)境信息的搜集工作專業(yè)性較強，需要水文環(huán)境的專業(yè)人員進行實地的考察，不僅要對水域中水的流速、溫度、深度和下層泥漿的厚度進行精準的分析，還要對水域環(huán)境中棲息物種的種類、分布，物種的適宜生活環(huán)境進行調(diào)研，以便后期建設(shè)中保證生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定。另外，還要對施工環(huán)境的大氣變化，空氣濕度，降雨量，原材料在附近的供給情況，附近田地和村莊的分布等進行信息采集工作，為后期的方案設(shè)立提供充足的依據(jù)。

2.2 土石壩軸線是土石壩樞紐設(shè)計中的重點

土石壩軸線是壩頂上游面的垂直投影，也就是繪圖中的俯視圖壩線，土石壩軸線的確立能夠影響工程建設(shè)中方案的建立和具體施工情況，對于后期水利工程壩體的穩(wěn)定性也有著重要的作用。在土石壩軸線的確立中要考慮到較多的因素，兩岸的山體厚度、河谷寬窄、土質(zhì)結(jié)構(gòu)和水域等相關(guān)情況。首先土石壩軸線的選擇要在滿足施工要求、施工操作的前提下，盡可能選擇在河谷較窄、方便建造泄水建筑物的地方，土石壩岸兩端的厚度要能夠保證施工的安全性。其次在地質(zhì)條件上，要選擇透水性較小的地基位置，例如整塊巖石、堅實的地層等。再次，土石壩軸線的選擇要保證水利工程土石壩樞紐施工的時候有足夠的建筑材料。此外，水利工程土石壩樞紐所需的泄洪洞、發(fā)電站等也要和土石壩施工同時進行而互不干擾。

3 水利工程土石壩樞紐設(shè)計要點

水利工程土石壩樞紐以土石壩為主體，并包括泄洪建筑物、水電廠房、發(fā)電引水建筑物、排砂建筑物施工導(dǎo)流建筑物等。在設(shè)計水利工程土石壩樞紐的時候要合理布置土石壩樞紐，選擇好土石壩剖面和構(gòu)造。

3.1 對水利工程中土石壩樞紐進行合理的布置

在水利工程樞紐中有水電廠房、泄洪廠房和開關(guān)廠房等建筑群，在建筑布局上要結(jié)合當?shù)氐牡乩硇蝿葸M行科學(xué)的規(guī)劃，由于每個廠房都有各自的功能，相互之間也有緊密的聯(lián)系，要想發(fā)揮出整個水利工程樞紐的最大潛力，合理的建筑物規(guī)劃至關(guān)重要。在規(guī)劃中不僅要將水利工程的經(jīng)濟效益進行最大化設(shè)計，還要保持工程的持久運行，將每個建筑的預(yù)算進行分析，將多種方案進行優(yōu)化對比，不僅要有較高的實用價值，還要有較低的工程預(yù)算，更要保證施工過程的安全性。

3.2 泄洪建筑物和排砂建筑物的設(shè)計

水利工程建設(shè)中，較大的一項用途就是防洪泄水，以保證人們的生命財產(chǎn)安全。在防洪泄水中，泄洪建筑物和排砂建筑物是土石壩樞紐中的主要泄洪渠道，在泄洪建筑物的設(shè)計中要針對環(huán)境的水文情況進行合理設(shè)計，既要利用當?shù)氐乃髯呦颍忠ＷC建筑物的穩(wěn)固性，對于水域下方泥沙較多的地勢，要進行泄洪建筑與排砂建筑物的綜合利用，防止泥土砂石堵塞建筑物，造成泄洪困難和建筑物穩(wěn)定性的損害。

3.3 土石壩剖面和構(gòu)造的設(shè)計

水利工程土石壩坡的尺寸要綜合考慮壩型、壩高、壩基材料的性質(zhì)等因素來確定。一般來說，常用的土石壩坡在1∶2-1∶4之間。土石壩上下游邊坡應(yīng)根據(jù)壩面排水、檢修、道路、穩(wěn)定性等設(shè)置馬道。土石壩頂?shù)母叱桃鶕?jù)正常運用的靜水位與相應(yīng)的超高位給以確定。正常運用下，壩頂?shù)母叱虘?yīng)不低于靜水位。土石壩頂?shù)膶挾纫C合考慮構(gòu)造、施工、運行、抗震等因素，一般最小土石壩頂寬度在10m-15m之間。

4 結(jié)束語

水利工程土石壩樞紐的建設(shè)工作涉及到較多的影響因素，相關(guān)工作人員要運用專業(yè)知識進行水文、地理和天氣等環(huán)境的信息采集工作，對土石壩前期的準備工作進行徹底落實，保證工程設(shè)計和安全施工的順利實施。在土石壩的軸線和相關(guān)建筑群要進行合理的安排，用最少的工程預(yù)算設(shè)計最優(yōu)的方案，并對土石壩剖面和構(gòu)造進行專業(yè)的計算，進而從多方面把握工程要點，保證水利工程土石壩樞紐的科學(xué)建設(shè)。

參考文獻

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