水壩設(shè)計(jì)中的安全問(wèn)題分析

黃耀乾

【摘要】水壩設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜且系統(tǒng)的工作，設(shè)計(jì)水平的高低，直接關(guān)系到水壩投入使用后的安全性與穩(wěn)定性。因此，有必要針對(duì)水壩設(shè)計(jì)中的安全問(wèn)題進(jìn)行深入分析，提升這一領(lǐng)域的技術(shù)水平。本文闡述了水壩設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容，并對(duì)設(shè)計(jì)中的安全問(wèn)題及其應(yīng)對(duì)措施進(jìn)行了系統(tǒng)分析，希望對(duì)我國(guó)水利工程事業(yè)的健康發(fā)展有所貢獻(xiàn)。【關(guān)鍵詞】水壩設(shè)計(jì)；安全問(wèn)題；分析在水利工程中，水壩發(fā)揮著控制水流、防止洪災(zāi)、灌溉農(nóng)田以及水利發(fā)電等一系列重要作用，是水利工程中不可替代的重要設(shè)施。因此，務(wù)必要做好水壩設(shè)計(jì)工作，針對(duì)如何減少其安全問(wèn)題進(jìn)行系統(tǒng)研究，為整個(gè)工程的順利施工及使用性能打下良好的基礎(chǔ)。1、水壩設(shè)計(jì)1.1水壩結(jié)構(gòu)及尺寸設(shè)計(jì)1.1.1壩頂高程壩頂高程有兩種計(jì)算公式：①按設(shè)計(jì)洪水位進(jìn)計(jì)算。計(jì)算公式為：設(shè)計(jì)洪水位+△h設(shè)=壩頂高程；②按校核洪水位計(jì)算。計(jì)算公式為：校核洪水位+△h校=壩頂高程。為確保壩頂高程的科學(xué)合理性，應(yīng)同時(shí)使用兩種公式進(jìn)行計(jì)算，取較大值做為最終的計(jì)算結(jié)果。1.1.2壩頂寬度為滿(mǎn)足交通等方面的實(shí)際需求，水壩壩頂要具備一定的寬度。通常情況下，取壩高的8%-10%做為壩頂寬度，但最窄不得低于2米。1.1.3壩面坡度不論哪種水壩，為了防水壓、防滲漏和防滑動(dòng)，都要設(shè)計(jì)成上窄下寬的樣式，并具有一定的坡度值，坡度值的大小視工程的具體要求而定；另外，無(wú)論是上游壩坡，還是下游壩坡都要采用折線(xiàn)面。起坡點(diǎn)的計(jì)算方法為：（1/3-2/3）H1（H1為壩前設(shè)計(jì)水深）。1.1.4壩底寬度壩底寬度是在穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，通過(guò)受力分析計(jì)算得出的。根據(jù)以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，可用坡度值計(jì)算出壩底寬度，必須確保寬度符合建設(shè)要求。1.2水壩的防滲漏設(shè)計(jì)1.2.1混凝土防滲墻混凝土防滲墻具有很強(qiáng)的適用性及實(shí)用性，對(duì)施工條件沒(méi)有過(guò)多要求，且具有較好的耐久性和防滲漏性，能夠發(fā)揮出非常好的防滲作用。因此，在目前的水壩防滲加固設(shè)計(jì)當(dāng)中，混凝土防滲墻得到了非常廣泛的應(yīng)用。但是，在施工的過(guò)程中，必須確保相鄰墻段之間或樁柱之間的連接質(zhì)量。一旦存在連接不良的現(xiàn)象，則會(huì)給壩基帶來(lái)安全隱患，降低水壩的安全系數(shù)。1.2.2高噴灌漿技術(shù)高噴灌漿是一種效率高、成本低、技術(shù)穩(wěn)定可靠的防滲工藝，從根本上攻克了小顆粒熟土不易注漿加固的難題；另外，這種工藝對(duì)于施工場(chǎng)地的要求不高，在我國(guó)的水壩防滲加固設(shè)計(jì)中得到廣泛應(yīng)用，尤其適用于砂性土、黃土和淤泥質(zhì)土等情況。1.2.3劈裂灌漿技術(shù)這項(xiàng)技術(shù)是先沿著壩軸線(xiàn)進(jìn)行豎向鉆孔，再通過(guò)適當(dāng)?shù)膲毫酀{，將壩體沿著壩軸線(xiàn)的方向劈開(kāi)，隨著泥漿的灌注，逐漸形成連續(xù)的豎直漿體防滲墻。其缺點(diǎn)是局限性過(guò)大，通常情況下，只適用于壩高在50米以下的寬心墻壩或均質(zhì)墻壩，施工環(huán)節(jié)只能在低水位時(shí)進(jìn)行，灌漿過(guò)程一旦控制不好，還容易造成壩體失穩(wěn)、滑坡等后果；但也憑借效率高、成本低、易施工等優(yōu)質(zhì)，在水壩防滲加固中得到一些應(yīng)用。1.3抗震設(shè)計(jì)砂土填筑的水壩在遇到地震時(shí)，極易遭到液化破壞。因此，有必要對(duì)水壩進(jìn)行抗震加固設(shè)計(jì)。主要有以下幾種設(shè)計(jì)方法：①拋石壓重。通過(guò)給砂土表面加壓，增強(qiáng)砂土密度及有效應(yīng)力；②置換。具體的說(shuō)，先將液化區(qū)的砂土挖除，再用抗液化性能好的塊石石渣進(jìn)行填充；③人工加密。通過(guò)振沖、強(qiáng)夯等方式，提高水壩的砂土密度及液化能力；④通過(guò)排水減壓井，提高水壩砂土的抗液化能力。2、水壩設(shè)計(jì)中的安全問(wèn)題及應(yīng)對(duì)措施2.1水壩風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估對(duì)安全的影響及應(yīng)對(duì)措施導(dǎo)致水壩事故的因素很多，例如質(zhì)量、管理方面的失誤等等。因此，在水壩設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)必須做好風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作，對(duì)輸泄水設(shè)施及機(jī)電設(shè)備進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別，找出問(wèn)題的根源，有針對(duì)性的采取解決措施，控制風(fēng)險(xiǎn)帶來(lái)的影響程度及范圍，最大限度的抑制或轉(zhuǎn)移風(fēng)險(xiǎn)。例如某工程的水文、洪水情況較為復(fù)雜，就應(yīng)在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)對(duì)其關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，以便于及時(shí)采取相應(yīng)的工程措施；另外，在抗震工作方面，要對(duì)其中的風(fēng)險(xiǎn)性展開(kāi)認(rèn)真細(xì)致的分析，確定相關(guān)信息數(shù)據(jù)的真實(shí)性與準(zhǔn)確性，第一時(shí)間發(fā)夙潛在危險(xiǎn)，做到防患于未燃；當(dāng)確認(rèn)危險(xiǎn)來(lái)源于閘門(mén)時(shí)，例如閘門(mén)啟閉不及時(shí)這一類(lèi)問(wèn)題，應(yīng)強(qiáng)化電源的可靠性；如果是地基存在問(wèn)題，則會(huì)影響水壩的正常運(yùn)行，必須采用合理措施對(duì)其進(jìn)行加固。2.2水壩設(shè)計(jì)對(duì)安全的影響及應(yīng)對(duì)措施目前，很多水壩工程在勘測(cè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)存在問(wèn)題，例如勘測(cè)設(shè)計(jì)院投入的力量不足、勘測(cè)深度不夠、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低、相關(guān)參數(shù)缺乏準(zhǔn)確性等等，這一系列問(wèn)題給水壩工程留下了巨大的安全隱患，甚至引發(fā)水壩事故。因此，工程管理部門(mén)應(yīng)嚴(yán)格把關(guān)水壩設(shè)計(jì)這一重要環(huán)節(jié)，要求勘察設(shè)計(jì)單位必須按照國(guó)家相關(guān)規(guī)范要求，開(kāi)展勘測(cè)、設(shè)計(jì)以及相關(guān)調(diào)研工作，凡事做到精益求精，確保勘測(cè)結(jié)果的真實(shí)性與準(zhǔn)確性。推動(dòng)水壩工程事業(yè)朝著規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、安全的方向發(fā)展。2.3水壩運(yùn)行管理對(duì)安全的影響及應(yīng)對(duì)措施我國(guó)雖然已經(jīng)成立了專(zhuān)門(mén)的水壩管理機(jī)構(gòu)，其運(yùn)行機(jī)制與制度體系也較為完善與規(guī)范。但是，仍有一些中小型水壩，尚未建立起專(zhuān)門(mén)的運(yùn)行管理機(jī)構(gòu)，其運(yùn)行管理機(jī)制還存在著諸多管理漏洞，使得這些水壩要么存在基礎(chǔ)設(shè)施不足或者嚴(yán)重?fù)p壞的現(xiàn)象，要么出現(xiàn)設(shè)備老化，嚴(yán)重銹蝕的問(wèn)題，還有一些水壩相繼出現(xiàn)了筑壩材料老化、劣化的跡象，使得水壩的運(yùn)行管理狀況危?？杉埃瑯O易發(fā)生水壩事故。要想改善這一局面，提高水壩的安全水平，應(yīng)徹底摒棄以前那種“重建輕管”的做法，對(duì)各項(xiàng)設(shè)備進(jìn)行定期檢查，精心管理，第一時(shí)間排除風(fēng)險(xiǎn)隱患。結(jié)束語(yǔ)：隨著我國(guó)水利工程的日漸增多，水壩的安全運(yùn)行，直接關(guān)系到人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。水壩工程設(shè)計(jì)人員，要清醒的認(rèn)識(shí)到自身工作的重要性，本著認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度，做好每一項(xiàng)工作。在提升設(shè)計(jì)方案合理性的同時(shí)，針對(duì)各類(lèi)安全問(wèn)題采用有效措施進(jìn)行積極應(yīng)對(duì)，從源頭上確保水壩土程的建設(shè)質(zhì)量。從而更好的服務(wù)于社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，為人民群眾創(chuàng)造福祉。參考文獻(xiàn)：[1]叢真，趙占富.水利工程中設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)對(duì)水壩安全的影響分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013.[2]呂建輝，呂建賓.水壩施工設(shè)計(jì)探討[J].水利專(zhuān)論，2012.[3]梁小勃GPS系統(tǒng)在水利工程測(cè)量中的應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古水利，2011（03）：135-136