水庫大壩設計及穩定研究

段斌

【摘要】水庫大壩工程是促進國家經濟發展的重要因素，而對于水庫大壩工程的設計，則是關系到水庫大壩完工后安全運行及帶來巨大經濟效益的前提。然而水庫大壩工程的設計需要涉及到地區的地質條件、地理環境、工程資金等眾多方面的因素，因此為了保護日后其能夠安全運行，并且不對當地的自然生態環境進行破壞以及人民群眾的生活得到安全保證的前提下，在設計之初就要考慮解決這些問題。當然除了科學合理的設計之外，還要對水庫大壩進行相應的穩定研究。本文主要以新疆地區為例，針對目前我國水庫大壩工程可能存在的問題，提出合理的設計要點分析，最后得出相應的穩定研究。

【關鍵詞】水庫大壩；工程存在；問題；設計要點分析；穩定研究

水庫大壩的主要作用是用來促進農業的發展并且有效的防御自然災害，但是由于我國水庫大壩工程設施技術的落后、工程資金不足及缺少相關的專業技術人才等因素，雖然也盡量的避免，不過在建造中或多或少會存在不足。

一、水庫大壩工程存在的問題

當前由于專業技術不足及質量監督檢驗不夠嚴格，導致水庫大壩工程建造容易出現以下問題：

（一）抗震性及抗侵蝕性不達標

水庫大壩的抗震性及抗侵蝕性是保證其能夠安全穩定運行的一個重要因素，在建造中，由于前期設計不足夠科學合理，致使后期建造中，其抗震性及抗侵蝕性也難以達到標準。千里之堤，毀于蟻穴。在面對獨特的地理環境及應對自然災害時，如果這樣的水庫大壩仍然在投入使用，將很難發揮其實際作用。就拿新疆地區為例，春夏兩季，季風較多，且風沙較大，對水庫大壩的建設侵蝕較為嚴重，容易造成基面的破壞，最終導致其可能出現滲漏、斷裂等現象的出現。

（二）防滲措施不夠科學

防滲技術是水庫大壩建造中的一項最關鍵的技術。但是現在有些水庫大壩的建造，尤其是有些小型的水庫大壩，在建造前由于前期對建造區域的地質結構勘察不夠仔細及對自然地理環境因素考慮不夠全面，導致后期設計及建造時所使用的防滲措施也不夠科學，促使水庫大壩的安全穩定性降低。新疆地區地質多為砂石，如果前期勘察不夠仔細，那么就會導致，在建造中基面填充的材料選擇不夠科學，那么在加上后期的季風及砂石的侵蝕就很容易導致水庫大壩的滲漏現象出現。

二、水庫大壩的設計要點分析

針對上文提到的容易出現的相關問題，分析得出水庫大壩建造的設計要點

（一）抗震性的設計

水庫大壩的建造，基面的填充物多為就近取材，因此在新疆地區來說，其填充物多為砂石，這樣就是其在遇到地震時的抗液化破壞難以得到保證。因此在前期設計時就要注意根據勘查的具體情況對水庫大壩的基面填充物進行相應的加固處理，目前我國較為常用的技術方法有置換法、強夯法、加密法及拋石壓重法等。簡單來說，在建造中要根據作業區域的地質結構進行加固方法的選用，新疆地區由于地下水位較高，容易出現較大的水壓差，導致地質結構層面容易出現液化，因此在此地區較為常用的方法多為置換法及強夯法。置換法就是要把基底液化的土層挖走，然后在選用抗液化性好的其他材料進行回填。強夯法則是通過重力加壓的方式，增加填充砂石的密實度，以達到基面加固的目的。

（二）防滲性設計

防滲性的設計一般采用上堵下排原則，分為水平防滲和垂直防滲兩種方式。防滲性的設計，主要是填充材料的設計選擇。選擇填充材料要以詳細的地質形態、自然環境數據為依據。現在就我國整體來說，采用的防滲措施基本是采用混凝土防滲墻。這種防滲技術要求的施工條件不高，而且耐用性及實用性更強，既能起到防滲效果又能更好的對水庫大壩進行加固處理。

（三）設計選擇合理的設施設備

隨著社會的發展和科學技術水平的提高，水庫大壩的建造也要依靠更加現代化的設備，這樣在設計建造時，就要首先對工程地點進行詳細的勘查，充分了解當地的人文、地理、氣候等情況，方便在設計時更好的對設施設備進行選擇，避免“邊勘探、邊設計、邊施工”這樣三邊工程的出現。同時也能更好的避免因設備選擇不合理造成后期材料銹蝕風化嚴重的情況發生，進一步保證水庫大壩的穩定。

（四）大壩結構的設計

大壩結構合理的設計是建造的前提也是基礎。然而對于其結構的設計，最主要的目的就有一個，那就是保證大壩的穩定安全性。在設計結構之前，要充分了解各種于工程相關的材料，盡可能的找專業性強而且對當地詳細情況更加熟悉的設計師進行設計繪制。在保證大壩穩定的同時也要保證壩頂寬度及大壩坡度符合相應的國家標準。

三、水庫大壩的穩定研究

保證水庫大壩的穩定運行，要從三個階段入手

（一）建造前

建造前期對水庫大壩合理的設計是保證其穩定的前提。設計的可靠程度有多大，水庫大壩的穩定性就有多高，因此在設計之初，就要確保勘查的地質深度、結構、形態是否達到標準。然后在結合勘查數據及實驗研究進行主體的設計。在設計方案出來后，還要對設計方案進行虛擬的測驗及穩定計算，從而在根據設計方案選擇合適的建造材料。切實保證設計的可行性。

（二）建造中

專業的施工技術人員是保證后期水庫大壩穩定運行的基礎。現代化的設備，就需要更加現代化的技術人員進行操作。參與作業的各個環節的工作人員，應該嚴格按照設計方案進行選材、操作、施工。與設計思想保持高度一致。并且在建造中，在各個環節結束后，都應該針對其進行相應的穩定計算及實驗，進而保證水庫大壩的穩定。

（三）建造后

在水庫大壩建造完畢投入使用后，也要對其進行科學合理的規劃使用并且制定相應的保護措施，組織人員進行統一的管理及維護。定期對大壩運行狀態進行檢測。加強水庫大壩基面的巡視檢查，做到及時發現問題及時解決，避免因工作不到位給水庫大壩造成損害。

結語：

水庫大壩建造水平的高低，直接影響著后期所帶來的經濟效益的高低。水庫大壩建造水平的提高，也是關系著我國農業發展的組成因素。水庫大壩的穩定運行，是保證其蓄水抗旱能力的必然要求，在遇到自然在還是才能夠及時有效的發揮其實質作用。因此，水庫大壩的建造更要保證其高標準、高質量，保證建造水平的高水準。

參考文獻：

[1] 馬元珽. 約旦Al-Wehdah RCC壩設計接近完成[J].水利水電快報. 2003（06）

[2] 鄧安祥.水壩設計的安全監控和風險分析[J]. 黑龍江水利科技. 2014（02）

[3] 張友剛.實例探析水庫大壩設計[J]. 河南水利與南水北調. 2013（22）