水利工程土石壩樞紐設計中的要點探究

岳鵬

摘 要：水利工程施工的土石壩樞紐設計對地理環境及施工環境等具嚴格要求，是土石壩樞紐設計施工的基礎性內容，對提升水利工程施工建設質量及土石壩施工使用效益具有深遠影響。本文將根據水利工程土石壩樞紐設計特點對水利工程土石壩樞紐設計要點內容進行分析研究，并制定有效的水利工程土石壩設計管理方案，以此為水利工程土石壩樞紐設計管理工作的順利進行提供理論知識幫助。

關鍵詞：水利工程;土石壩;樞紐;設計;要點

近年來，各地區水利工程建設的逐步加快使水利土石壩設計方案有所革新，為水利工程建設的有效進行提供了基礎性幫助。土石壩樞紐設計要求根據施工環境等要素對施工內容進行優化，同時要做好用料管理及施工控制，從而提高水利工程土石壩樞紐設計效益，使水利工程中的土石壩樞紐設計能夠充分的發揮實際作用。

一、水利工程土石壩樞紐設計前的準備工作

1.做好土石壩樞紐基本材料的采集

水利工程土石壩樞紐設計所用的基本材料包括水利工程土石壩施工所在的地形、地質、水質、氣象等材料。這些基本材料為水利工程土石壩樞紐設計提供了基礎的理論依據，決定著土石壩樞紐設計質量的好壞，影響著水利工程土石壩樞紐工作的質量和工程造價。因此要做好土石壩樞紐基本材料的采集、整理工作。首先是地形資料的收集和整理。地形材料決定著水庫建筑的整體布局和施工內容。地形材料的外在表現形式是地形圖，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。

2.選擇好土石壩軸線

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。其次就地質條件上，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。第三，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能夠同時進行而互不干擾。

二、水利工程土石壩樞紐設計要點

1.合理布置水利工程土石壩樞紐

（1）發揮土石壩樞紐的整體功能。土石壩樞紐整體功能的發揮將有效的提升土石壩樞紐使用效益，進一步解決土石壩使用的安全性問題，提高土石壩樞紐使用效益。現代化的水利工程土石壩樞紐設計對其使用靈活性及便捷性要求較高，需其能夠根據水利工程建設環境，對土石壩的樞紐效益進行調整，從而確保土石壩樞紐應用有效性，避免其對整體的水利工程建設產生不利影響。在土石壩樞紐系統設計使用前，要對各不同區域及位置進行優化布置，并提高土石壩樞紐使用效果，以此最大限度的為水利工程施工提供可靠的基礎性建設幫助。由于部分地區的水利工程施工環境復雜，因此土石壩樞紐設計要同時考慮使用成本問題，以免因使用成本過高而導致其出現使用質量及安全性問題。

（2）做好泄洪建筑物的設計。泄洪建筑設計其目的不僅是確保水利工程建設安全，同時也是保障水文環境穩定的重要基礎，避免水利工程施工對周邊的生態環境發展建設造成影響。水利泄洪建設設計與使用要充分的考慮以下三個方面問題。首先是建筑使用的安全性問題，由于部分地區地理環境較為惡劣，因此在泄洪建設的設計方面，要將環境問題考慮在內，并計算出泄洪強度及基礎泄洪數據，以免泄洪強度過高對泄洪建筑的使用造成安全性影響。其次是泄洪建設設計的管理性問題，要定期對泄洪建筑的使用情況及泄洪數據信息進行檢查，確保其能夠預期的泄洪管理規劃保持一致，一旦出現泄洪管理問題要做好相關的信息的整合，從而保障泄洪建筑的使用效果。最后相關的泄洪管理設施要根據泄洪管理規劃進行定期更變，同時做好泄洪設施的維護，按水利工程施工要求對泄洪建筑設施的使用進行調整，以此確保泄洪建筑設計使用的合理性。

（3）做好不同地區的土石壩樞紐設計工作。針對不同的土石壩樞紐環境，要制定完善的土石壩樞紐管理方案，并做好特殊環境下的土石壩樞紐設計管理，從而降低環境因素對土石壩樞紐系統設計使用的影響，同時為后期階段水利工程建設的順利進行提供有利幫助。如在陡坡及碎石環境下，要首先對陡坡及碎石進行處理或填平，提高土石壩樞紐設計施工安全性，逐步提升土石壩樞紐系統使用穩定性，以免在實際的設計使用方面出現質量安全問題。在丘陵及河谷等開闊地段，要將溢洪道設計在相對較遠的區域，從而降低其對壩肩，保障土石壩樞紐的設計使用效果。不同環境下的土石壩樞紐設計使用條件限制較多，要在充分發揮工程建設優勢的同時對相關的土石壩樞紐設計項目進行優化，提升土石壩樞紐設計的科學性及合理性，減少在復雜環境條件下的施工項目，以此降低工程施工質量安全出現的概率，使土石壩樞紐設計能夠在良好的環境條件下得以應用。

2.土石壩剖面和構造的設計

土石壩剖面結構設計要在結合尺寸及壩高等數據后進行確定，不同的環境條件對基礎數據的要求也不盡相同，要在考慮環境因素、人為因素及施工等因素的基礎上對土石壩剖面進行合理化設計，從而為后續階段的水利工程施工提供全面性幫助。通常土石壩坡基礎比例為1：2，特殊條件下可將比例提高至1：4。考慮到后期階段要對土石壩結構下游及上游邊坡進行進修及穩定性處理，因此在馬道等工程設計方面要將土石壩頂的高程數據進行綜合性運算，進而解決土石壩施工設計規范性不佳問題。在水位控制方面，實際靜水位不應低于壩頂高程。由于土石壩剖面施工復雜，因此要在壩頂寬度設計方面考慮地質震動及施工機械震動問題，以免寬度過低而導致其出現結構強度問題，實際寬度不應低于10米，基礎寬度應控制在15米以下，繼而使土石壩頂結構能夠承受較高的基礎壓強，提升土石壩剖面整體使用安全性。

三、結語

水利工程土石壩設計要根據水利工程建設要求及施工管理要求進行合理規劃，通過分析土石壩樞紐系統使用環境對土石壩設計進行優化，從而提高土石壩樞紐設計效益，以此為在為水利工程建設解決諸多難題的同時提升水利工程建設的綜合水平，使水利工程項目建設不受到基礎環境等多個方面的限制，確保水利工程建設的基礎效能。

參考文獻：

[1]楊霖.水利工程土石壩樞紐設計中的要點分析[J].引文版：工程技術，2015（44）.

[2]王明，葉孝民.水利工程土石壩樞紐設計中的要點分析[J].江西建材，2015（7）.