水利工程土石壩樞紐設計中的要點分析

陳曉明

【摘要】水利工程土石壩樞紐的建設工作涉及到較多的影響因素，相關工作人員要運用專業知識進行水文、地理和天氣等環境的信息采集工作，對土石壩前期的準備工作進行徹底落實，保證工程設計和安全施工的順利實施。在土石壩的軸線和相關建筑群要進行合理的安排，用最少的工程預算設計最優的方案，并對土石壩剖面和構造進行專業的計算，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建設。本文對水利工程土石壩樞紐設計中的要點進行了分析。

【關鍵詞】水利工程；土石壩樞紐設計；要點

1、水利工程中土石壩的概念及優勢

土石壩是水利工程建設中較常用的一種壩體形式，由于其應用的原材料比較簡單，在我國的早期就已經進行了工程的運用，經過幾十年的實踐與總結，土石壩樞紐已經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中有著重要的應用價值。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，工程中經過拋填、重型機器碾壓和灌注等一系列作業后，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，來實現水利壩體擋水的工程應用。土石壩經過多年來的工程實踐后，其施工技術和設計方案不斷的創新，面對不同的地理和水域環境，能夠很好的運用經驗和技術進行科學的施工建設。

土石壩壩體在水利工程的建設中有著較多的優勢。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境中可以就地取材，減少工程運輸的成本，并且土石料的成本較低，及時進行工程運輸，其壩體的建設成本也較低。其次，土石壩的應用時間比較長，經過多年來的工程實踐和總結教訓，土石壩的工程建設已經形成了一套較完整的體系，面對不同的施工環境能夠分析出工程的重點和注意事項，能夠科學的進行方案設計，對于施工人員，由于多年來的工作經驗較豐富，專業知識和技能掌握運用的較多，也保證了工程質量。最后，經過近年來我國經濟技術的不斷發展，信息化技術、大型設備機器的更新和科學技術的不斷突破，也在較大程度上影響了土石壩技術的革新，使得土石壩樞紐建設能夠更好的適應我國水利工程的現代需求。

2、水利工程土石壩樞紐設計中的要點

2.1 水利工程土石壩樞紐設計前的準備工作

2.1.1 做好土石壩樞紐基本材料的采集

石壩樞紐設計準備階段，要結合地質環境特征選擇合理的材料，施工任務開展階段可能會遇到一些突發現象，需要將方案臨時更改，加強材料取樣分析，更方便進行方案優化，對水利工程的建設質量起到提升作用。采集樣點的選擇也十分重要，要反應出工程的整體狀況。地形材料的外在表現形式是地形圖，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資料的采集和整理

因此在設計水利工程土石壩樞紐之前要聘請水文地質專業技術人員對土石壩所在位置的水文地質進行實地勘察，具體包括水庫壩址附近的土壤力學性質、地質構造、風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、水文地質條件外，還要考慮水利工程所在地區的氣象條件，具體包括溫度、濕度、降雨量、風速等資料。

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、泄洪廠房和開關廠房等建筑群，在建筑布局上要結合當地的地理形勢進行科學的規劃，由于每個廠房都有各自的功能，相互之間也有緊密的聯系，要想發揮出整個水利工程樞紐的最大潛力，合理的建筑物規劃至關重要。在規劃中不僅要將水利工程的經濟效益進行最大化設計，還要保持工程的持久運行，將每個建筑的預算進行分析，將多種方案進行優化對比，不僅要有較高的實用價值，還要有較低的工程預算，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計

水利工程建設中，較大的一項用途就是防洪泄水，以保證人們的生命財產安全。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，在泄洪建筑物的設計中要針對環境的水文情況進行合理設計，既要利用當地的水流走向，又要保證建筑物的穩固性，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定性的損害。

2.4 土石壩剖面和構造的設計

通過優化結構設計，壩體的使用性能也會有明顯進步。石壩建設位置不同遭受到的水利沖擊也不相同，因此在方案設計中，要體現出這種差異性，滿足各個區域的工程承載需求，可以借助計算機軟件來完成承載參數計算任務，所得到的結果也更高效準確，存在不合理內容可以進行局部優化，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根據壩面排水、檢修、道路、穩定性等設置馬道。土石壩頂的高程要根據正常運用和非常運用的靜水位加相應的超高A予以確定。正常運用下，壩頂的高程應不低于靜水位。土石壩頂的寬度要綜合考慮構造、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，由于其較廣泛的應用和技術經驗的健全性，使得水利工程事業不斷的穩步向前發展。水利工程對于我國的水域養殖、田地灌溉和防洪泄水都有著重要的意義，保證我國經濟穩定的同時，也保證了社會和人民的生產生活的安全。土石壩在水利工程中具有較大的優勢，文章從水利工程壩體樞紐的基本工作內容和設計要點進行分析。

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