水利工程土石坝枢纽设计的要点

 【摘要】当前形势下，水利工程建设对防洪泄洪和人民财产安全有重要作用，根据水利工程建设需要，要科学合理设计水利工程土石坝枢纽。水利工程建设要结合地区气候和地形地貌以及水文环境等综合因素进行。各项因素都对土石坝枢纽设计建设有重要影响，如何结合多种因素进行水利工程土石坝枢纽设计是值得重视的问题，基于此，本文展开了研究。

【关键词】水利工程；土石坝枢纽；设计；要点；防洪泄洪

1水利工程中土石坝的概念及工程优势

1.1土石坝

水利工程建设过程中，土石坝是较为常见的一种坝体形式，这种坝体建设应用到的原材料较为简单，在长期的工程建设过程中得到较为广泛的应用，水利工程建设过程中，土石坝枢纽成为水利工程建设过程汇总挡水坝体的主要形式，也为水利工程的效用发挥产生了重要作用。一般来说，土石坝的坝体原材料主要包括有土粒和砂石，我国幅员辽阔，所包含的资源比较丰富。水利工程建设中，通过抛填、重型机器碾压和灌注等一系列作业后，将土料和砂石进行混合和压实，然后共同构成挡水坝的最佳形状，从而有效发挥出土石坝的坝体挡水作用。水利工程建设经过长时间的发展和应用实践，整个水利工程土石坝的施工技术和设计方案得到不断进步和创新，根据不同的地区气候和环境，要结合不同的工程需要选择更加科学合理的施工技术和方案进行建设[1]。

1.2土石坝坝体在水利工程建设中的优势

水利工程建设过程中，土石坝体所发挥出的优势很多。首先，土石坝的坝体原材料较为简单，主要包括有土料和石，所以这种简单的原材料会大大方便工程建设，部分水利工程建设往往可以采用就地取材的方式进行土石坝坝体建设，大大降低了工程运输的成本，另外一方面由于土石料的价格成本也比较低，能够实现满足坝体建设需要的效果，坝体建设成本也会大大降低。另外一方面，土石坝的坝体使用时间较长，经过长时间的水利工程建设和经验总结，土石坝的工程建设已经越来越成熟，坝体建设过程中应用到的施工技术也越来越成熟，不同的施工环境能够有效制定出更加具体合理的建设方案，更好的促进水利工程建设，有效提高工程建设质量。当前形势下，信息技术和科学技术的不断发展，我国在进行水利工程建设过程中，大量运用新型信息技术和科技化的设备机械，促进水利工程土石坝施工技术的革新，可以有效保证工程建设质量提高，从而让土石坝枢纽建设更好的适应我国水利工程的现代需求[2]。

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]。

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[4]。

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。

4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

[1]王震宇.水利工程土石坝枢纽设计中的要点分析[J].工程建设与设计，2018（20）：165-166.

[2]温锁利.水利工程土石坝枢纽设计中的要点分析[J].农民致富之友，2016（23）：138.

[3]孙习业.试析水利工程土石坝枢纽设计要点分析[J].内蒙古水利，2016（11）：18-19.

[4]李洪明.水利工程土石坝枢纽设计中的要点分析[J].民营科技，2016（05）：115.