水利工程土石坝枢纽设计的要点

水利工程土石坝枢纽设计的要点

高艳芳

高艳芳

中潮建设发展有限公司河南安阳456550

摘要：我国水利工程建设发展速度越来越快,作为推动农业发展的重要基础设施,其工程质量与工程设计等方面均要以科学理论为主。在水利工程中土石坝枢纽是重要的坝体表现,利用自身的技术特点,不断促进水利工程稳定发展。要想更好的发挥土石坝枢纽的作用,则需要对土石坝技术全方面了解,特别是对水利工程土石坝枢纽设计中的要点更要熟悉掌握,以便更好的应用土石坝技术,本文针对土石坝枢纽设计中的要点进行分析,以期为水利工程建设提供参考。

关键词：水利工程；土石坝枢纽；设计要点

引言

在水利工程建设当中，土石坝枢纽设计是最为关键的一个环节，关系到施工质量和工程安全性、稳定性。在设计之前，应该做好资料的收集与分析工作，并在实际设计中考虑到土石坝所在位置的自然环境条件，对各项设计要点进行综合把控，逐步完善设计方案。

1水利工程中土石坝的概念及工程优势

土石坝的基本材料为石料和土料等，其作为一种常见坝型，在水利工程的稳定运行中发挥着关键作用。在石料和土料的填筑中，通常采用分层分区填筑的方式，包括了抛填、碾压和灌注等多项工作。碾压时严格遵循设计标准，确保挡水结构良好的性能。由于土石坝枢纽建设可以就地取材，因此能够降低材料获取与运输的难度，便于施工工作的高效进行。土石坝能够有效应对多种自然条件的影响，比如地质条件、地形条件和气候条件等，降低地震对水利工程的影响。机械化施工的推进，使得土石坝枢纽的施工安全性与可靠性大大增强，满足了当前现代化建设的需求。

2水利工程土石坝枢纽设计前的基础工作

2.1土石坝基本施工环境的调研

水利工程建设过程中，土石坝坝体建设涉及到诸多问题，所要求的工程设计专业性也较强，所以就要加强对项目工程各方面的调研，针对地区土质环境和水文环境以及天气环境等方面的调研，在实际的调研过程中，要借助科学专业的技术进行辅助操作，保证土石坝建设前期的调研更加准确具体，对后续工程的建设和水利工程的成本预算编制都有重要影响。针对水利工程的实际建设过程中，水利工程建设人员要针对施工地点进行细致的测绘工作，结合水利工程建设过程中的土石坝坝体所在位置进行实地勘察，并根据工程建设需要进行比例设置，然后绘制。结合历来的工程建设经验，一般土石坝坝体的建设地形图比例要选在1：500或1：1000，当然在实际地形图的绘制过程中要结合不同的地区环境和水利工程建设要求来进行确定。水利工程土石坝建设的地形图一般没有特定要求，小型水库一般为1∶1000或1∶2000，中型水库的地图比例一般为1∶5000或1∶10000。针对水利工程建设区域的土壤和岩层覆盖情况和地形地势进行工程描述和绘制，从而有效把握水利工程土石坝的岩层地质结构，有效把握土壤疏松程度，更好进行土石坝建设。众所周知，水利工程建设中水文环境信息的搜集工作往往需要较高的专业性，所以需要水文环境的专业技术人员进行实地勘察，针对水利工程建设范围内的水流速度和水体温度以及深度和下层泥浆的厚度进行精准分析，有效把握工程建设范围内的相关信息数据。同时要对水域内的生物种类和生物分布以及生长环境等进行记录分析，更好的把握水利工程建设环境，有利于保护水利工程建设区域的生态环境。当然，水利工程建设还要根据施工范围内的天气变化以及空气湿度和降水情况以及原材料供给等因素进分析，有效把握工程建设的各个因素，为后期工程建设提供更加充足的数据支持。

2.2土石坝轴线是土石坝枢纽设计中的重点

所谓土石坝轴线值得是坝顶上游面的垂直投影，也就是绘图中的俯视图坝线。土石坝轴线的对后续工程建设方案制定和工程具体的施工建设有重要影响，同时也对后期土石坝坝体的稳定性和效用发挥有重要作用，水利工程土石坝轴线的确立要结合多种因素，一般与水利工程的两侧的山体厚度和合谷的宽度以及工程所处的土质结构以及水域的深浅有紧密关系。所以在土石坝轴线确立中要结合工程施工要求，尽量选在河谷较窄和利于建设泄水建筑物的地方，然后要保证土石坝两段的厚度能够满足工程建设安全性。另外针对地质条件选择，要选择透水性较小的地基位置，可以选择整块岩石和坚实的地层，有效保证土石坝的建设质量。针对土石坝的轴线选择要确保土石坝枢纽施工过程中能够提供充足的建筑材料，保证施工有序进行。值得注意的是，水利工程土石坝枢纽所需的泄洪洞和发电站等分工程也要同步进行建设，确保工程建设进度和建设质量。

3水利工程土石坝枢纽设计要点

一般来说，水利工程的土石坝枢纽一般包括土石坝主体，同时还包括有泄洪建筑物以及水电厂房和发电引水建筑物排沙建筑物以及施工导流建筑物，所以在针对土石坝枢纽设计过程中，要结合土石坝坝体建设需要，科学合理布置土石坝枢纽，选择合理的土石坝剖面和建筑物构造。

3.1对水利工程中土石坝枢纽进行合理的布置

针对水利工程枢纽中的水电厂房和泄洪厂房以及开关厂房的建筑，要积极跟进地区地形地貌进行科学规划，各个建筑物之间都有紧密联系，同时也发挥着重要效用，为了更好发挥出水利工程枢纽的效用，做好合理的建筑物规划极为重要。针对水利工程规划不仅要确保水利工程的经济效益，同时要确保水利工程的建设质量，对各个建筑物的成本投入进行科学预算，然后选择最优方案，在保证工程建设成本控制的基础上，确保工程的实用性得以提高，还要做好工程建设安全管理工作。

3.2泄洪建筑物和排砂建筑物的设计

水利工程最大的效用就是防洪泄水，所以为了提高工程建设的质量，保护人民财产安全，要针对水利工程的泄洪建筑和排砂建筑进行科学设计和管理，首先要结合泄洪建筑物所处的地区水文环境进行科学分析和合理设计，然后结合地区的水流流向进行利用建设，保证泄洪建筑物的稳固性。针对地区水域泥沙较多的情况，要积极做好泄洪建筑与排砂建筑的综合利用，尤其要做好排沙，防止泥土砂石堵住泄洪建筑物和排沙建筑物，有效提高泄洪建筑物和排沙建筑物的效用。

3.3土石坝剖面和构造的设计

水利工程建设过程中，针对土石坝坝坡的尺寸要综合结合坝体坝型和坝高以及坝基材料等因素进行设计。结合历史水利工程建筑经验，坝坡需要设置在1∶2~1∶4之间。土石坝的上下游边坡要结合坝面的排水和后续检修以及边坡道路和稳定性设置马道，坝顶的高度要结合正常静水位和超高位进行予以确定。一般来说，坝顶的高程要高于静水位，坝顶的宽度要结合坝体构造和实际坝体施工以及后续使用和抗震等因素进行设定，一般要保证坝顶宽度在10~15m左右。

结语

总体来说，经过长时间的水利工程建设和经验总结，土石坝工程建设已经越来越成熟，坝体建设过程中应用的施工技术也越来越成熟，为了更好提高工程建设质量，促进水利工程建设发展，在把握水利工程土石坝的概念及工程优势基础上，做好土石坝基本施工环境的调研，把握土石坝枢纽土石坝轴线设计重点，同时要科学合理布置土石坝枢纽，做好泄洪建筑物和排砂建筑物以及土石坝剖面和构造的设计，更好提高水利工程社会效益和经济效益。

参考文献

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