水利工程土石壩樞紐設(shè)計中的要點分析

陳曉明

【摘要】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)。本文對水利工程土石壩樞紐設(shè)計中的要點進行了分析。

【關(guān)鍵詞】水利工程；土石壩樞紐設(shè)計；要點

1、水利工程中土石壩的概念及優(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)計中的要點

2.1 水利工程土石壩樞紐設(shè)計前的準備工作

2.1.1 做好土石壩樞紐基本材料的采集

石壩樞紐設(shè)計準備階段，要結(jié)合地質(zhì)環(huán)境特征選擇合理的材料，施工任務(wù)開展階段可能會遇到一些突發(fā)現(xiàn)象，需要將方案臨時更改，加強材料取樣分析，更方便進行方案優(yōu)化，對水利工程的建設(shè)質(zhì)量起到提升作用。采集樣點的選擇也十分重要，要反應(yīng)出工程的整體狀況。地形材料的外在表現(xiàn)形式是地形圖，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。

2.1.2 土石壩樞紐水文地質(zhì)資料的采集和整理

因此在設(shè)計水利工程土石壩樞紐之前要聘請水文地質(zhì)專業(yè)技術(shù)人員對土石壩所在位置的水文地質(zhì)進行實地勘察，具體包括水庫壩址附近的土壤力學(xué)性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、風(fēng)化程度以及河床覆蓋層的厚度等。除了考慮土石壩所在位置的地形、水文地質(zhì)條件外，還要考慮水利工程所在地區(qū)的氣象條件，具體包括溫度、濕度、降雨量、風(fēng)速等資料。

2.2 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。

2.3 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。

2.4 土石壩剖面和構(gòu)造的設(shè)計

通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計，壩體的使用性能也會有明顯進步。石壩建設(shè)位置不同遭受到的水利沖擊也不相同，因此在方案設(shè)計中，要體現(xiàn)出這種差異性，滿足各個區(qū)域的工程承載需求，可以借助計算機軟件來完成承載參數(shù)計算任務(wù)，所得到的結(jié)果也更高效準確，存在不合理內(nèi)容可以進行局部優(yōu)化，以免影響到工程進度。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)正常運用和非常運用的靜水位加相應(yīng)的超高A予以確定。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5.0～15m之間。

3、結(jié)束語

總的來說，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。

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