水庫大壩設計中的相關問題探討

肖鵬

摘 要： 大壩作為水庫工程建設中非常重要的組成部分，其設計好壞會對日后安全運行帶來較大的影響，因此在水庫設計之初，需要全面考慮，綜合各方面因素進行優化設計，以此來保證工程建成后的安全運行。文中分析了水庫大壩設計中存在的問題，并進一步對水庫大壩設計要點進行了具體的闡述。

關鍵詞： 水庫；大壩設計；問題；設計要點

通過建設水庫工程，有效的滿足農田水利灌溉和預防洪澇災害，而且在抵御自然災害時，水庫也能夠發揮出更大化的作用。而且水庫的建設也能夠實現水資源的合理利用。但在當前水庫建設過程中，存在設計不合理的情況，這對于水庫建成后的使用功能的發揮帶來較大的影響。因此在水庫設計之初，則需要做好預測工作，針對于水庫工程的抗震、搞滲及安全性等方面的要求，全面提高水庫設計的水平，確保水庫工程投入使用的運行的安全性和可靠性。

一、水庫大壩設計中存在的問題

（一）防洪設計標準偏低

當前我國水庫大壩建設工程中，中小型水庫壩和一些低壩建設數量較多，而且在建設過程中，多是邊勘測、邊設計和邊施工，這就導致壩體結構存在較大的安全隱患，一旦遇到洪水侵襲，則會導致漫堤風險發生。再加之泄洪設施配備不合理，嚴重時還會發生潰壩事故。由此可以看出，當前我國水庫大壩設計標準普遍偏低，這也對水庫大壩運行的安全性帶來了較大的影響。

（二）水庫大壩普遍存在滲漏現象

在水庫大壩設計前期階段，由于對地質勘查工作缺乏足夠的重視，在實際勘查過程中存在不到位及不充分的情況，因此水庫大壩存在管涌、流土及脫坡等問題。當前有水庫大壩普遍存在滲漏現象，這就極易導致潰壩及沖決的險情發生，一旦險情發生，必然會其帶來非常嚴重的危害。因此在大壩設計工作中，需要重視防滲設計，針對導致大壩滲漏的原因進行深入分析，從而采取切實可行的設計策略來保證水庫大壩的安全。

（三）抗震設計標準偏低

水庫大壩設計時，對抗震設計具有較高的要求。但當前大部分水庫大壩工程都存在抗震設計標準偏低的問題，水庫大壩安全系數不高，無法與現行的標準和規范要求相符。特別是一些水庫大壩建在地震災害頻繁發生的區域內，一旦地震災害發生，則會導致沉陷、變形和開裂等問題發生，從而對水庫下游人民的生命安全帶來較大的威脅。

（四）結構穩定性差

當前我國大部分水庫大壩存在整體結構穩定性差的問題，不僅混凝土設計強度偏低，而且輸水隧洞襯砌結構強度也無法達到設計的要求，壩基及涵管基礎設計標準普遍偏低，這也導致大壩結構容易發生不均勻沉降，從而導致大壩結構失穩，無法滿足水庫的正常使用。

二、水庫大壩設計的要點

（一）防洪設計

在水庫大壩設計之初，需要提前做好資料收集工作，收集當地歷年自然條件資料，并對水文地質情況進行實地勘查，收集相關的水文資料，對于收集的資料信息進行具體的分析，并以此作為依據來確定水庫大壩防洪標準，制定科學合理的水庫汛期方案和應急措施，全面提高水庫大壩防洪設計水平，確保水庫能夠安全度汛，為水庫的安全、可靠運行奠定良好的基礎。

（二）水庫大壩的抗震設計

由于砂土填筑的水庫大壩，在遇到地震時，容易產生液化破壞，因此必須對水庫大壩進行抗震加固設計。水庫大壩的抗震加固設計通常可以采用拋石壓重、置換、人工加密和設置排水減壓井等方法。拋石壓重是指在砂土表面進行加壓，來達到增強砂土的有效應力；置換是指將液化區的砂土挖除，然后填筑抗液化性能好的塊石石渣；人工加密是為了提高砂土的密實度，一般采取振沖、強夯等措施。

（三）水庫大壩的防滲設計

水庫大壩的防滲設計可分為水平防滲和垂直防滲。遵循的原則是上堵下排，采用高噴灌漿技術使其滲透坡降不超過允許坡降，以保證土體的滲透穩定。由于混凝土防滲墻的適用性廣及實用性強，施工條件要求不高，而且耐久性好，防滲性能高，有很好的防滲效果，因此現在的水庫大壩防滲加固設計，一般都通過采用混凝土防滲墻來達到防滲加固的目的。

（四）實地考察，選擇合適的設備

在水庫大壩設計產期，需要針對于建筑地址進行實地考察，并掌握當地的水文資料和地質資料，詳細了解建設地的自然狀況，從而為設計提供重要的信息支持。通過實地考察后，還能夠選擇與之相適應的建設設備，具體選擇設計時要重視設備的質量，而且在實際應用過程中不寧避免生銹及腐蝕等問題的發生，以此來全面提高水庫大壩建設的施工質量，為水庫大壩投入使用后的安全運行起到積極的促進作用。

（五）水庫大壩結構的設計

在進行水庫大壩結構設計時，需要遵循穩定性的原則，而且為了達到整體結構的穩定性，還需要做好相關資料的收集、分析和整理工作，以此為依據來對水庫大壩結構穩定性進行具體的設計。而且在水庫大壩結構穩定性設計過程中，還需要針對于壩頂及壩坡除險加固設計進行重點考慮，以此來提高水庫大壩壩頂的穩定性。這樣不僅可以實現對壩頂路面排水問題的合理設計，而且還能夠保證壩頂高程和寬度與規定的標準要求相符，為水庫大壩安全、穩定的運行打下堅實的基礎。

（六）放水洞和溢洪道除險加固設計

通常，要結合水庫大壩工程的實際情況，按照安全、可靠、經濟、實用的原則選擇放水洞加固方案。水庫大壩采用的是開敞式溢洪道的，其軸線通常采用直線設計，堰頂高程和水庫正常蓄水位要保持一致。在條件允許的情況下，水庫大壩溢洪道最好設置在巖石地基上，根據水流條件、防沖要求、地質條件、地形等確定溢洪道的護砌寬度與長度。水庫大壩放水洞的加固設計，要遵循經濟實用、安全可靠的原則，根據水庫大壩的具體情況，來選擇最佳的加固方案。放水洞加固方案主要有砼矩形涵洞加固、洞身拆除重建方案等等。砼矩形涵洞加固方案是將洞深進行補漏、補強，對水庫大壩的隱患部位進行加固，補抹防水涂料、高強砂漿以及環氧砂漿等，在放水洞內添置玻璃鋼管、PE管、內襯鋼管等，使用混凝土填筑原放水洞和內襯管的空隙。如果是洞身拆除重建方案，可根據工程實際情況靈活采用砼矩形涵、原涵等放水洞形式，洞身按無壓明流進行設計，同時滿足工程規定的強度、剛度、抗裂、穩定等要求。

三、結束語

在當前水庫大壩設計工作中，需要由專業的設計人員來進行設計工作，而且設計人員要具有較高的專業技能，這對于提高大壩設計的水平具有非常重要的意義。同時在水庫大壩設計時還要提高蓄水抗旱能力，使其能夠更好的應對自然災害，實現對水資源的合理調配。在實際施工過程中，要嚴格依照設計方案進行，重視新技術和新材料的應用，在遵循設計的基礎上，確保以最小的投資成本來保證水庫大壩建設的質量，確保水庫大壩投入使用后能夠發揮出最大化的效能。

參考文獻

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