水庫大壩設(shè)計(jì)中的相關(guān)問題探討

肖鵬

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

關(guān)鍵詞： 水庫；大壩設(shè)計(jì)；問題；設(shè)計(jì)要點(diǎn)

通過建設(shè)水庫工程，有效的滿足農(nóng)田水利灌溉和預(yù)防洪澇災(zāi)害，而且在抵御自然災(zāi)害時(shí)，水庫也能夠發(fā)揮出更大化的作用。而且水庫的建設(shè)也能夠?qū)崿F(xiàn)水資源的合理利用。但在當(dāng)前水庫建設(shè)過程中，存在設(shè)計(jì)不合理的情況，這對于水庫建成后的使用功能的發(fā)揮帶來較大的影響。因此在水庫設(shè)計(jì)之初，則需要做好預(yù)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(shè)計(jì)的水平，確保水庫工程投入使用的運(yùn)行的安全性和可靠性。

一、水庫大壩設(shè)計(jì)中存在的問題

（一）防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低

當(dāng)前我國水庫大壩建設(shè)工程中，中小型水庫壩和一些低壩建設(shè)數(shù)量較多，而且在建設(shè)過程中，多是邊勘測、邊設(shè)計(jì)和邊施工，這就導(dǎo)致壩體結(jié)構(gòu)存在較大的安全隱患，一旦遇到洪水侵襲，則會導(dǎo)致漫堤風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生。再加之泄洪設(shè)施配備不合理，嚴(yán)重時(shí)還會發(fā)生潰壩事故。由此可以看出，當(dāng)前我國水庫大壩設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)普遍偏低，這也對水庫大壩運(yùn)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(xiàn)象

在水庫大壩設(shè)計(jì)前期階段，由于對地質(zhì)勘查工作缺乏足夠的重視，在實(shí)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(dāng)前有水庫大壩普遍存在滲漏現(xiàn)象，這就極易導(dǎo)致潰壩及沖決的險(xiǎn)情發(fā)生，一旦險(xiǎn)情發(fā)生，必然會其帶來非常嚴(yán)重的危害。因此在大壩設(shè)計(jì)工作中，需要重視防滲設(shè)計(jì)，針對導(dǎo)致大壩滲漏的原因進(jìn)行深入分析，從而采取切實(shí)可行的設(shè)計(jì)策略來保證水庫大壩的安全。

（三）抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低

水庫大壩設(shè)計(jì)時(shí)，對抗震設(shè)計(jì)具有較高的要求。但當(dāng)前大部分水庫大壩工程都存在抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低的問題，水庫大壩安全系數(shù)不高，無法與現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求相符。特別是一些水庫大壩建在地震災(zāi)害頻繁發(fā)生的區(qū)域內(nèi)，一旦地震災(zāi)害發(fā)生，則會導(dǎo)致沉陷、變形和開裂等問題發(fā)生，從而對水庫下游人民的生命安全帶來較大的威脅。

（四）結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差

當(dāng)前我國大部分水庫大壩存在整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差的問題，不僅混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度偏低，而且輸水隧洞襯砌結(jié)構(gòu)強(qiáng)度也無法達(dá)到設(shè)計(jì)的要求，壩基及涵管基礎(chǔ)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)普遍偏低，這也導(dǎo)致大壩結(jié)構(gòu)容易發(fā)生不均勻沉降，從而導(dǎo)致大壩結(jié)構(gòu)失穩(wěn)，無法滿足水庫的正常使用。

二、水庫大壩設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

（一）防洪設(shè)計(jì)

在水庫大壩設(shè)計(jì)之初，需要提前做好資料收集工作，收集當(dāng)?shù)貧v年自然條件資料，并對水文地質(zhì)情況進(jìn)行實(shí)地勘查，收集相關(guān)的水文資料，對于收集的資料信息進(jìn)行具體的分析，并以此作為依據(jù)來確定水庫大壩防洪標(biāo)準(zhǔn)，制定科學(xué)合理的水庫汛期方案和應(yīng)急措施，全面提高水庫大壩防洪設(shè)計(jì)水平，確保水庫能夠安全度汛，為水庫的安全、可靠運(yùn)行奠定良好的基礎(chǔ)。

（二）水庫大壩的抗震設(shè)計(jì)

由于砂土填筑的水庫大壩，在遇到地震時(shí)，容易產(chǎn)生液化破壞，因此必須對水庫大壩進(jìn)行抗震加固設(shè)計(jì)。水庫大壩的抗震加固設(shè)計(jì)通?？梢圆捎脪伿瘔褐亍⒅脫Q、人工加密和設(shè)置排水減壓井等方法。拋石壓重是指在砂土表面進(jìn)行加壓，來達(dá)到增強(qiáng)砂土的有效應(yīng)力；置換是指將液化區(qū)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(shí)度，一般采取振沖、強(qiáng)夯等措施。

（三）水庫大壩的防滲設(shè)計(jì)

水庫大壩的防滲設(shè)計(jì)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(shù)使其滲透坡降不超過允許坡降，以保證土體的滲透穩(wěn)定。由于混凝土防滲墻的適用性廣及實(shí)用性強(qiáng)，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(xiàn)在的水庫大壩防滲加固設(shè)計(jì)，一般都通過采用混凝土防滲墻來達(dá)到防滲加固的目的。

（四）實(shí)地考察，選擇合適的設(shè)備

在水庫大壩設(shè)計(jì)產(chǎn)期，需要針對于建筑地址進(jìn)行實(shí)地考察，并掌握當(dāng)?shù)氐乃馁Y料和地質(zhì)資料，詳細(xì)了解建設(shè)地的自然狀況，從而為設(shè)計(jì)提供重要的信息支持。通過實(shí)地考察后，還能夠選擇與之相適應(yīng)的建設(shè)設(shè)備，具體選擇設(shè)計(jì)時(shí)要重視設(shè)備的質(zhì)量，而且在實(shí)際應(yīng)用過程中不寧避免生銹及腐蝕等問題的發(fā)生，以此來全面提高水庫大壩建設(shè)的施工質(zhì)量，為水庫大壩投入使用后的安全運(yùn)行起到積極的促進(jìn)作用。

（五）水庫大壩結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

在進(jìn)行水庫大壩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要遵循穩(wěn)定性的原則，而且為了達(dá)到整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，還需要做好相關(guān)資料的收集、分析和整理工作，以此為依據(jù)來對水庫大壩結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)。而且在水庫大壩結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)過程中，還需要針對于壩頂及壩坡除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)進(jìn)行重點(diǎn)考慮，以此來提高水庫大壩壩頂?shù)姆€(wěn)定性。這樣不僅可以實(shí)現(xiàn)對壩頂路面排水問題的合理設(shè)計(jì)，而且還能夠保證壩頂高程和寬度與規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)要求相符，為水庫大壩安全、穩(wěn)定的運(yùn)行打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（六）放水洞和溢洪道除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)

通常，要結(jié)合水庫大壩工程的實(shí)際情況，按照安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、實(shí)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(shè)計(jì)，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(shè)置在巖石地基上，根據(jù)水流條件、防沖要求、地質(zhì)條件、地形等確定溢洪道的護(hù)砌寬度與長度。水庫大壩放水洞的加固設(shè)計(jì)，要遵循經(jīng)濟(jì)實(shí)用、安全可靠的原則，根據(jù)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(jìn)行補(bǔ)漏、補(bǔ)強(qiáng)，對水庫大壩的隱患部位進(jìn)行加固，補(bǔ)抹防水涂料、高強(qiáng)砂漿以及環(huán)氧砂漿等，在放水洞內(nèi)添置玻璃鋼管、PE管、內(nèi)襯鋼管等，使用混凝土填筑原放水洞和內(nèi)襯管的空隙。如果是洞身拆除重建方案，可根據(jù)工程實(shí)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(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)滿足工程規(guī)定的強(qiáng)度、剛度、抗裂、穩(wěn)定等要求。

三、結(jié)束語

在當(dāng)前水庫大壩設(shè)計(jì)工作中，需要由專業(yè)的設(shè)計(jì)人員來進(jìn)行設(shè)計(jì)工作，而且設(shè)計(jì)人員要具有較高的專業(yè)技能，這對于提高大壩設(shè)計(jì)的水平具有非常重要的意義。同時(shí)在水庫大壩設(shè)計(jì)時(shí)還要提高蓄水抗旱能力，使其能夠更好的應(yīng)對自然災(zāi)害，實(shí)現(xiàn)對水資源的合理調(diào)配。在實(shí)際施工過程中，要嚴(yán)格依照設(shè)計(jì)方案進(jìn)行，重視新技術(shù)和新材料的應(yīng)用，在遵循設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，確保以最小的投資成本來保證水庫大壩建設(shè)的質(zhì)量，確保水庫大壩投入使用后能夠發(fā)揮出最大化的效能。

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