水利工程土石壩樞紐設(shè)計(jì)中的要點(diǎn)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(yàn)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(duì)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(jì)穩(wěn)定的同時(shí)，也保證了社會(huì)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(shì)，文章從水利工程壩體樞紐的基本工作內(nèi)容和設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行分析，并總結(jié)了土石壩對(duì)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(jì)要點(diǎn)

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(jì)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(cái)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(jì)中，對(duì)具體的環(huán)境因素，土石壩的剖面和軸線等都要進(jìn)行具體的研究，下面對(duì)其設(shè)計(jì)中的要點(diǎn)進(jìn)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(shì)

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(jìn)行了工程的運(yùn)用，經(jīng)過幾十年的實(shí)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(jià)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(jī)器碾壓和灌注等一系列作業(yè)后，將土料和石料進(jìn)行均勻的混合和壓實(shí)，再筑成擋水的最佳形狀，來實(shí)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(shí)踐后，其施工技術(shù)和設(shè)計(jì)方案不斷的創(chuàng)新，面對(duì)不同的地理和水域環(huán)境，能夠很好的運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)進(jìn)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(shì)。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(yùn)輸?shù)某杀?，并且土石料的成本較低，及時(shí)進(jìn)行工程運(yùn)輸，其壩體的建設(shè)成本也較低。其次，土石壩的應(yīng)用時(shí)間比較長，經(jīng)過多年來的工程實(shí)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(duì)不同的施工環(huán)境能夠分析出工程的重點(diǎn)和注意事項(xiàng)，能夠科學(xué)的進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，對(duì)于施工人員，由于多年來的工作經(jīng)驗(yàn)較豐富，專業(yè)知識(shí)和技能掌握運(yùn)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(jì)技術(shù)的不斷發(fā)展，信息化技術(shù)、大型設(shè)備機(jī)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(jì)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(jì)的專業(yè)性較強(qiáng)，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(jìn)行科學(xué)、專業(yè)的技術(shù)操作，保證土石壩前期準(zhǔn)備工作的可靠性，這對(duì)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(duì)施工地點(diǎn)進(jìn)行細(xì)致的測(cè)繪工作。在繪制地形圖的時(shí)候一定要對(duì)土石壩所在位置的地形進(jìn)行實(shí)地勘察，然后采用最合理的比例進(jìn)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(shí)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(shì)進(jìn)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(qiáng)，需要水文環(huán)境的專業(yè)人員進(jìn)行實(shí)地的考察，不僅要對(duì)水域中水的流速、溫度、深度和下層泥漿的厚度進(jìn)行精準(zhǔn)的分析，還要對(duì)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(jìn)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(duì)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(jìn)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(jì)中的重點(diǎn)

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(duì)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(jiān)實(shí)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(shí)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(shí)進(jìn)行而互不干擾。

3 水利工程土石壩樞紐設(shè)計(jì)要點(diǎn)

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(jì)水利工程土石壩樞紐的時(shí)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(duì)水利工程中土石壩樞紐進(jìn)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(dāng)?shù)氐牡乩硇蝿?shì)進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃，由于每個(gè)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(gè)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(jì)效益進(jìn)行最大化設(shè)計(jì)，還要保持工程的持久運(yùn)行，將每個(gè)建筑的預(yù)算進(jìn)行分析，將多種方案進(jìn)行優(yōu)化對(duì)比，不僅要有較高的實(shí)用價(jià)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(jì)

水利工程建設(shè)中，較大的一項(xiàng)用途就是防洪泄水，以保證人們的生命財(cái)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(jì)中要針對(duì)環(huán)境的水文情況進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，既要利用當(dāng)?shù)氐乃髯呦颍忠ＷC建筑物的穩(wěn)固性，對(duì)于水域下方泥沙較多的地勢(shì)，要進(jìn)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(jì)

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(yùn)用的靜水位與相應(yīng)的超高位給以確定。正常運(yùn)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(yùn)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(yùn)用專業(yè)知識(shí)進(jìn)行水文、地理和天氣等環(huán)境的信息采集工作，對(duì)土石壩前期的準(zhǔn)備工作進(jìn)行徹底落實(shí)，保證工程設(shè)計(jì)和安全施工的順利實(shí)施。在土石壩的軸線和相關(guān)建筑群要進(jìn)行合理的安排，用最少的工程預(yù)算設(shè)計(jì)最優(yōu)的方案，并對(duì)土石壩剖面和構(gòu)造進(jìn)行專業(yè)的計(jì)算，進(jìn)而從多方面把握工程要點(diǎn)，保證水利工程土石壩樞紐的科學(xué)建設(shè)。

參考文獻(xiàn)

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