水利工程土石壩樞紐設計中的要點分析

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，并總結了土石壩對于水利工程建設的重要意義。

關鍵詞：水利樞紐;土石壩;意義;設計要點

我國的水利工程一直以來都在不斷的建設和發展中，三峽大壩和葛洲壩等水利石壩樞紐的工程建設，給國家和人民帶來了經濟的增長和生活環境的穩定，水利工程土石壩樞紐不僅能夠實現農業的灌溉，還能夠防洪御水保證人民的生命財產安全，在水利工程發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計中，對具體的環境因素，土石壩的剖面和軸線等都要進行具體的研究，下面對其設計中的要點進行了具體的分析。

1 水利工程中土石壩的概念及工程優勢

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前的基礎工作

2.1 土石壩基本施工環境的調研

水利工程中土石壩的基本調研工作內容較多，設計的專業性較強，包括土質環境、水文環境和天氣環境的調研工作等，在具體信息采集中必須要進行科學、專業的技術操作，保證土石壩前期準備工作的可靠性，這對于后期方案的建立和預算管理等工程內容有著重要的作用。在附近的地理環境中，有關工作人員要對施工地點進行細致的測繪工作。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。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實際的要求來定。一般土石壩庫區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。將工程區域的土壤、巖層的覆蓋范圍與地勢進行工程描述和繪制，分析壩體施工處的巖層地質結構，土壤的疏松程度。水文環境信息的搜集工作專業性較強，需要水文環境的專業人員進行實地的考察，不僅要對水域中水的流速、溫度、深度和下層泥漿的厚度進行精準的分析，還要對水域環境中棲息物種的種類、分布，物種的適宜生活環境進行調研，以便后期建設中保證生態環境的穩定。另外，還要對施工環境的大氣變化，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行信息采集工作，為后期的方案設立提供充足的依據。

2.2 土石壩軸線是土石壩樞紐設計中的重點

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中方案的建立和具體施工情況，對于后期水利工程壩體的穩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、土質結構和水域等相關情況。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。其次在地質條件上，要選擇透水性較小的地基位置，例如整塊巖石、堅實的地層等。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、發電站等也要和土石壩施工同時進行而互不干擾。

3 水利工程土石壩樞紐設計要點

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、發電引水建筑物、排砂建筑物施工導流建筑物等。在設計水利工程土石壩樞紐的時候要合理布置土石壩樞紐，選擇好土石壩剖面和構造。

3.1 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。

3.2 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。

3.3 土石壩剖面和構造的設計

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的靜水位與相應的超高位給以確定。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10m-15m之間。

4 結束語

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。

參考文獻

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