水庫大壩設(shè)計(jì)及穩(wěn)定研究

段斌

【摘要】水庫大壩工程是促進(jìn)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素，而對于水庫大壩工程的設(shè)計(jì)，則是關(guān)系到水庫大壩完工后安全運(yùn)行及帶來巨大經(jīng)濟(jì)效益的前提。然而水庫大壩工程的設(shè)計(jì)需要涉及到地區(qū)的地質(zhì)條件、地理環(huán)境、工程資金等眾多方面的因素，因此為了保護(hù)日后其能夠安全運(yùn)行，并且不對當(dāng)?shù)氐淖匀簧鷳B(tài)環(huán)境進(jìn)行破壞以及人民群眾的生活得到安全保證的前提下，在設(shè)計(jì)之初就要考慮解決這些問題。當(dāng)然除了科學(xué)合理的設(shè)計(jì)之外，還要對水庫大壩進(jìn)行相應(yīng)的穩(wěn)定研究。本文主要以新疆地區(qū)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(shè)計(jì)要點(diǎn)分析，最后得出相應(yīng)的穩(wěn)定研究。

【關(guān)鍵詞】水庫大壩；工程存在；問題；設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析；穩(wěn)定研究

水庫大壩的主要作用是用來促進(jìn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展并且有效的防御自然災(zāi)害，但是由于我國水庫大壩工程設(shè)施技術(shù)的落后、工程資金不足及缺少相關(guān)的專業(yè)技術(shù)人才等因素，雖然也盡量的避免，不過在建造中或多或少會(huì)存在不足。

一、水庫大壩工程存在的問題

當(dāng)前由于專業(yè)技術(shù)不足及質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)不夠嚴(yán)格，導(dǎo)致水庫大壩工程建造容易出現(xiàn)以下問題：

（一）抗震性及抗侵蝕性不達(dá)標(biāo)

水庫大壩的抗震性及抗侵蝕性是保證其能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行的一個(gè)重要因素，在建造中，由于前期設(shè)計(jì)不足夠科學(xué)合理，致使后期建造中，其抗震性及抗侵蝕性也難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。千里之堤，毀于蟻穴。在面對獨(dú)特的地理環(huán)境及應(yīng)對自然災(zāi)害時(shí)，如果這樣的水庫大壩仍然在投入使用，將很難發(fā)揮其實(shí)際作用。就拿新疆地區(qū)為例，春夏兩季，季風(fēng)較多，且風(fēng)沙較大，對水庫大壩的建設(shè)侵蝕較為嚴(yán)重，容易造成基面的破壞，最終導(dǎo)致其可能出現(xiàn)滲漏、斷裂等現(xiàn)象的出現(xiàn)。

（二）防滲措施不夠科學(xué)

防滲技術(shù)是水庫大壩建造中的一項(xiàng)最關(guān)鍵的技術(shù)。但是現(xiàn)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(qū)域的地質(zhì)結(jié)構(gòu)勘察不夠仔細(xì)及對自然地理環(huán)境因素考慮不夠全面，導(dǎo)致后期設(shè)計(jì)及建造時(shí)所使用的防滲措施也不夠科學(xué)，促使水庫大壩的安全穩(wěn)定性降低。新疆地區(qū)地質(zhì)多為砂石，如果前期勘察不夠仔細(xì)，那么就會(huì)導(dǎo)致，在建造中基面填充的材料選擇不夠科學(xué)，那么在加上后期的季風(fēng)及砂石的侵蝕就很容易導(dǎo)致水庫大壩的滲漏現(xiàn)象出現(xiàn)。

二、水庫大壩的設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

針對上文提到的容易出現(xiàn)的相關(guān)問題，分析得出水庫大壩建造的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（一）抗震性的設(shè)計(jì)

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(qū)來說，其填充物多為砂石，這樣就是其在遇到地震時(shí)的抗液化破壞難以得到保證。因此在前期設(shè)計(jì)時(shí)就要注意根據(jù)勘查的具體情況對水庫大壩的基面填充物進(jìn)行相應(yīng)的加固處理，目前我國較為常用的技術(shù)方法有置換法、強(qiáng)夯法、加密法及拋石壓重法等。簡單來說，在建造中要根據(jù)作業(yè)區(qū)域的地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固方法的選用，新疆地區(qū)由于地下水位較高，容易出現(xiàn)較大的水壓差，導(dǎo)致地質(zhì)結(jié)構(gòu)層面容易出現(xiàn)液化，因此在此地區(qū)較為常用的方法多為置換法及強(qiáng)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(jìn)行回填。強(qiáng)夯法則是通過重力加壓的方式，增加填充砂石的密實(shí)度，以達(dá)到基面加固的目的。

（二）防滲性設(shè)計(jì)

防滲性的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)，主要是填充材料的設(shè)計(jì)選擇。選擇填充材料要以詳細(xì)的地質(zhì)形態(tài)、自然環(huán)境數(shù)據(jù)為依據(jù)?，F(xiàn)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(shù)要求的施工條件不高，而且耐用性及實(shí)用性更強(qiáng)，既能起到防滲效果又能更好的對水庫大壩進(jìn)行加固處理。

（三）設(shè)計(jì)選擇合理的設(shè)施設(shè)備

隨著社會(huì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平的提高，水庫大壩的建造也要依靠更加現(xiàn)代化的設(shè)備，這樣在設(shè)計(jì)建造時(shí)，就要首先對工程地點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的勘查，充分了解當(dāng)?shù)氐娜宋?、地理、氣候等情況，方便在設(shè)計(jì)時(shí)更好的對設(shè)施設(shè)備進(jìn)行選擇，避免“邊勘探、邊設(shè)計(jì)、邊施工”這樣三邊工程的出現(xiàn)。同時(shí)也能更好的避免因設(shè)備選擇不合理造成后期材料銹蝕風(fēng)化嚴(yán)重的情況發(fā)生，進(jìn)一步保證水庫大壩的穩(wěn)定。

（四）大壩結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

大壩結(jié)構(gòu)合理的設(shè)計(jì)是建造的前提也是基礎(chǔ)。然而對于其結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，最主要的目的就有一個(gè)，那就是保證大壩的穩(wěn)定安全性。在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)之前，要充分了解各種于工程相關(guān)的材料，盡可能的找專業(yè)性強(qiáng)而且對當(dāng)?shù)卦敿?xì)情況更加熟悉的設(shè)計(jì)師進(jìn)行設(shè)計(jì)繪制。在保證大壩穩(wěn)定的同時(shí)也要保證壩頂寬度及大壩坡度符合相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)。

三、水庫大壩的穩(wěn)定研究

保證水庫大壩的穩(wěn)定運(yùn)行，要從三個(gè)階段入手

（一）建造前

建造前期對水庫大壩合理的設(shè)計(jì)是保證其穩(wěn)定的前提。設(shè)計(jì)的可靠程度有多大，水庫大壩的穩(wěn)定性就有多高，因此在設(shè)計(jì)之初，就要確?？辈榈牡刭|(zhì)深度、結(jié)構(gòu)、形態(tài)是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。然后在結(jié)合勘查數(shù)據(jù)及實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)行主體的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)方案出來后，還要對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行虛擬的測驗(yàn)及穩(wěn)定計(jì)算，從而在根據(jù)設(shè)計(jì)方案選擇合適的建造材料。切實(shí)保證設(shè)計(jì)的可行性。

（二）建造中

專業(yè)的施工技術(shù)人員是保證后期水庫大壩穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)。現(xiàn)代化的設(shè)備，就需要更加現(xiàn)代化的技術(shù)人員進(jìn)行操作。參與作業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)的工作人員，應(yīng)該嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案進(jìn)行選材、操作、施工。與設(shè)計(jì)思想保持高度一致。并且在建造中，在各個(gè)環(huán)節(jié)結(jié)束后，都應(yīng)該針對其進(jìn)行相應(yīng)的穩(wěn)定計(jì)算及實(shí)驗(yàn)，進(jìn)而保證水庫大壩的穩(wěn)定。

（三）建造后

在水庫大壩建造完畢投入使用后，也要對其進(jìn)行科學(xué)合理的規(guī)劃使用并且制定相應(yīng)的保護(hù)措施，組織人員進(jìn)行統(tǒng)一的管理及維護(hù)。定期對大壩運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測。加強(qiáng)水庫大壩基面的巡視檢查，做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決，避免因工作不到位給水庫大壩造成損害。

結(jié)語：

水庫大壩建造水平的高低，直接影響著后期所帶來的經(jīng)濟(jì)效益的高低。水庫大壩建造水平的提高，也是關(guān)系著我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的組成因素。水庫大壩的穩(wěn)定運(yùn)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(shí)有效的發(fā)揮其實(shí)質(zhì)作用。因此，水庫大壩的建造更要保證其高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量，保證建造水平的高水準(zhǔn)。

參考文獻(xiàn)：

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

[2] 鄧安祥.水壩設(shè)計(jì)的安全監(jiān)控和風(fēng)險(xiǎn)分析[J]. 黑龍江水利科技. 2014（02）

[3] 張友剛.實(shí)例探析水庫大壩設(shè)計(jì)[J]. 河南水利與南水北調(diào). 2013（22）