試析水利工程土石壩樞紐設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析論文
1水利樞紐工程中土石壩的概述
土石壩工程是水利樞紐工程中最為常見的一種形式，由于建筑土石壩的材料比較容易獲得，不需要復(fù)雜的加工，所以土石壩工程在我國(guó)早期就已經(jīng)開始運(yùn)用于水利工程當(dāng)中，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的研究和實(shí)踐，土石壩施工技術(shù)已經(jīng)日漸成熟，并成為了我國(guó)水利工程中主要施工技術(shù)之一。土石壩主要是由土粒和砂石組成，原材料簡(jiǎn)單易得，施工過(guò)程也比較簡(jiǎn)單，只需要將土粒和砂石經(jīng)過(guò)碾壓、灌注、混合、壓實(shí)等一系列步驟將土粒和砂石結(jié)合在一起，形成土石壩，來(lái)達(dá)到阻擋水流的效果。土石壩技術(shù)經(jīng)過(guò)了多年的研究，可以適用于各種地理和水域環(huán)境，每種環(huán)境都有相對(duì)應(yīng)的施工技術(shù)，運(yùn)用合適的施工方法來(lái)建設(shè)土石壩，保證土石壩的穩(wěn)定。土石壩工程在水利工程中具有許多優(yōu)點(diǎn):①土石壩工程所需要的原材料十分簡(jiǎn)單，也比較廉價(jià)，就是土粒和砂石，許多地區(qū)都有這兩種資源，所以在施工過(guò)程中可以就地取材，減少運(yùn)輸費(fèi)用，且土粒和砂石本身成本也低，所以土石壩工程整體施工的成本都比較低;②土石壩工程的使用年限比較長(zhǎng)，其經(jīng)過(guò)了多年的研究，已經(jīng)完善形成了一套完整的工程體系。土石壩工程的施工方案比較成熟，施工人員也具有十分豐富的施工經(jīng)驗(yàn)，保證了土石壩工程的質(zhì)量。
2土石壩樞紐工程設(shè)計(jì)的前期調(diào)研工作
土石壩樞紐工程設(shè)計(jì)的前期調(diào)研工作比較多，涉及到土質(zhì)、水文、天氣等環(huán)境因素，具有較強(qiáng)的專業(yè)性。在進(jìn)行前期調(diào)研工作時(shí)，一定要保證調(diào)研工作的真實(shí)可靠性，采用科學(xué)、專業(yè)的調(diào)研操作，因?yàn)檫@對(duì)于后期的土石壩樞紐設(shè)計(jì)有重要影響。對(duì)于附件地形的測(cè)繪工作，測(cè)繪人員要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量，并根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)繪制地形圖。繪制地形圖時(shí)，要根據(jù)土石壩位置實(shí)地考察的情況采用合適的比例尺，一般來(lái)說(shuō)土石壩工程的地形圖比例尺都是采用1∶500或者1∶1000，小型水庫(kù)土石壩的地形圖比例尺大多為1∶1000或者1∶2000，中型水庫(kù)土石壩的地形圖比例尺一般為1∶5000或者1∶10000。通過(guò)對(duì)地形圖的繪制，可以了解到土石壩施工區(qū)域的巖層結(jié)構(gòu)和土壤結(jié)實(shí)程度。對(duì)于水文環(huán)境的調(diào)研工作，調(diào)研人員要進(jìn)行實(shí)地考察，重點(diǎn)考察土石壩施工處水域中水的流動(dòng)速度、溫度、深度、水底泥漿厚度等，還有水域中各種生物的棲息情況、物種類型等進(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計(jì)，在施工設(shè)計(jì)時(shí)盡量把這些因素考慮進(jìn)去，保證土石壩樞紐工程區(qū)域生態(tài)環(huán)境的.穩(wěn)定。對(duì)于調(diào)研工作中的大氣環(huán)境調(diào)研部分，主要是勘察當(dāng)?shù)氐目諝鉂穸取⒔涤炅�、空氣污染程度等，保證土石壩工程水質(zhì)的正常，不受到空氣污染影響。
3水利工程土石壩樞紐施工設(shè)計(jì)關(guān)鍵環(huán)節(jié)
3.1土石壩軸線的設(shè)計(jì)
土石壩的軸線指的是土石壩頂上游平面的垂直方向投影，軸線的確立對(duì)后期水利工程土石壩的施工有重要作用。軸線的確立有許多影響因素，①對(duì)于河道寬度，在滿足施工設(shè)計(jì)要求的條件下，土石壩的建設(shè)盡量選在河道較窄的河段，便于擋水和泄水;②土石壩兩岸的山體要十分結(jié)實(shí)，厚度要有保證，確保土石壩施工的穩(wěn)定性;在地質(zhì)選擇方面，盡量選擇堅(jiān)硬的、透水性小的巖石層位置，防止水源下滲造成水分流失和地基損壞。③在軸線選擇時(shí)需要考慮到發(fā)電站、泄洪洞等設(shè)施在進(jìn)行施工時(shí)不會(huì)互相干擾。
3.2土石壩工程建筑合理分布
土石壩工程中具有許多設(shè)施，包括水電站、泄洪設(shè)施和開關(guān)設(shè)施等，所以在土石壩樞紐設(shè)計(jì)時(shí)要合理規(guī)劃這些設(shè)施的分布。由于每種設(shè)施都有其特定的作用，既需要和其他設(shè)施聯(lián)合起來(lái)發(fā)揮其最大的作用，又需要排除其他設(shè)備對(duì)其特色作用的干擾，所以在土石壩工程設(shè)施規(guī)劃分布中要以工程能夠持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行為原則、以經(jīng)濟(jì)效益最大化為目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)，提出多種施工方案，并進(jìn)行優(yōu)化選擇，保證工程的經(jīng)濟(jì)效益和穩(wěn)定運(yùn)行。
3.3泄洪和排砂設(shè)施的設(shè)計(jì)
水利工程中防洪泄水工作是一項(xiàng)比較重要的工作，它保證了人們的人身財(cái)產(chǎn)安全。而防洪泄水工作就涉及到泄洪設(shè)施和排砂設(shè)施，這兩者是防洪泄水的主要通道，所以在涉及泄洪設(shè)施和排砂設(shè)施時(shí)，需要先對(duì)當(dāng)?shù)氐乃沫h(huán)境進(jìn)行勘察，針對(duì)水文環(huán)境進(jìn)行設(shè)計(jì)。泄洪設(shè)施的設(shè)計(jì)參考水流的走向，而遇到泥沙較多的河段時(shí)，則需要排砂設(shè)施與泄洪設(shè)施的共同作用，防止砂石堵塞泄洪設(shè)施，影響泄洪量。
3.4土石壩主體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
土石壩的主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要綜合考慮土石壩的外形、高度、原材料的性質(zhì)等。通常來(lái)說(shuō)，土石壩坡比例在1∶2～1∶4之間。土石壩工程上游和下游的邊坡需要根據(jù)檢修、道路、排水等條件相應(yīng)設(shè)立馬道，土石壩工程的最高高度則需要通過(guò)靜水位和超高位進(jìn)行確定，一般情況下，土石壩工程的最高高度不能低于靜水水位，而土石壩的寬度要考慮到抗震、運(yùn)行等因素，通常最小的土石壩工程寬度至少為10m。
4結(jié)束語(yǔ)
水利工程的土石壩樞紐的施工受許多因素的影響，前期調(diào)研人員需要具備扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)，掌握過(guò)硬的專業(yè)操作技能，在對(duì)水文、地質(zhì)、空氣等條件進(jìn)行信息的采集時(shí)，要保證所采集的信息真實(shí)、準(zhǔn)確、可靠，為后期的土石壩工程設(shè)計(jì)提供良好的數(shù)據(jù)支持。同時(shí)，在設(shè)計(jì)土石壩樞紐工程時(shí)，要把握施工設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，確立好軸線，合理規(guī)劃工程設(shè)施的分布，保證泄洪通道的通暢，選擇最優(yōu)方案，用最少的預(yù)算實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化的目標(biāo)，保證土石壩樞紐的健康運(yùn)行。
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