基于水库土石坝设计中的关键性问题探索研究.doc

最新【精品】范文 参考文献 专业论文基于水库土石坝设计中的关键性问题探索研究基于水库土石坝设计中的关键性问题探索研究 摘要：本文首先就我国土石坝现存问题进行了的分析，然后针对性地分析水库土石坝的设计重点内容,从抗洪、抗震、坝基、防渗漏、防滑坡、枢纽布局设计等多个方面分析如何保证水库土石坝地设计,从根本上保证土石坝质量。 本文在此提出了自己的一些观点和看法，希望同行业工作人员参考与借鉴。 关键词： 水库； 土石坝； 设计； 重点； 中图分类号：TV697 文献标识码：A 文章编号： 前言 水库土石坝的设计十分重要。因为在现有土石坝中，由于设计不当而错设抗洪数据、不能抵抗洪汛的土石坝约占三分之一；而因为设计不周、勘测滞后、施工超前的原因，超过三分之一的水库土石坝已经出现病险，甚至导致溃坝。 一、我国土石坝险情分析 1、土石坝渗漏。土石坝渗漏是我国土石坝溃坝现象最重要原因之一。土石坝的渗漏种类有四个：坝身渗漏、坝基渗漏、接触渗漏、绕坝渗漏。分析这些现象的原因，主要有以下几点。1）材质不过关。土石坝大多就地取材，有些由于交通不便利，取材就更不规范。筑坝的材料有很多不过关，比如杂质多、水溶性强等；而这些材质在施工时也不能保证充分使用，比如碾压不够紧等。2）坝身设计不过关。这是一大原因，坝身设计不过关，比如坝身不够厚导致渗径短，比如排水槽对冲坝基等，这些都可能导致渗漏加剧。3）排水体不过关。一般土石坝都会设立排水槽、排水棱体等，但因为设计问题，很可能导致排水体堵塞而失效，甚至没有排水体。4）坝基不过关。坝基不过关，很可能导致原封堵漏洞而漏水，或地基沉陷不均匀，坝基挤压变形，从而渗漏。5）放水设施不过关。比如截水槽的尺寸、设计不符合要求，碾压不实，或内部没有压涵管，导致不能和岸坡结合。 2、坝体裂缝。土石坝产生裂缝的主要原因有:1）清淤工作不彻底；2）坝基防渗措施未奏效；3）泄洪操作不当；4）结合部质量差。 3、坝体滑坡。土石坝的滑坡原因主要有以下几点：1）勘验设计不到位；2）建设不到位；3）碾压不到位。 二、土石坝设计的重点问题分析 1复核洪汛数据。我国水库土石坝建设不规范，常出现洪汛预测不准的情况，因此要在设计与计算的过程中，注重复核洪汛数据。（1）要重视实际监测。对于修建土石坝水库地区的水文资料应当充分利用，不仅要利用已有的历史水文资料，还要重视实际监测，其内容包括洪水汛期、年降水量、暴雨量等洪汛数据。（2）要注重数据合理。在得到资料后，在设计计算过程中，要根据获得的基本资料和相关计算方法得出相关参数。这些相关参数都应进行进一步的分析与检查，保证其合理。对于补充的洪汛资料，需要分析和论证，保证其有重现期，和本地实际得出的洪汛信息的调查相比较，检查合理性。（3）要进行数据复核。要保证资料的复核与数据的复核。尤其是洪汛资料和流域特征等对最终数据影响比较大的内容，要格外注意，保证不发生系统性的错误，也要保证错误的及时改正。（4）要挑选相适应的标准。在保证洪汛数据合理、准确后，就要比照数据与建筑物级别，挑选相适应的抗洪标准。这个过程要严格按照国家指标进行，对其质量、用材等进行进一步确认，要校准洪水、洪峰流量与洪量，作为设计水库特征的依据。 2提高抗震性。地震灾害是造成土石坝溃坝的一大原因，且造成的结果通常十分严重。因此抗震性也是土石坝设计的重要内容。（1）应当复核地质条件。要实际监测当地的地质环境，取得地质资料。其内容包括地震带、断层交汇带、密集缝隙区等地质环境，并且要考虑河床自身的条件，如河床土质、是否缓倾、土层质量、是否架空、地基是否沉降等内容，另外由于土石坝大多就地取材，要考虑到当地土石质量，如是否有水溶性岩石等。（2）要重视分析。在得到上述材料后，应当对土石坝的抗震性进行静动力分析，主要方法如拟静力法，考虑到条块水平地震惯性、设计烈度、动态分布系数等；也可以利用动力法，考虑震前坝体初始状态，通过非线性应力的应变关系来得出结论。此外要考虑到土石坝地震的永久变形和残余变形。（3）要核准数据。在根据上述材料得出相关数据后，要严格按照国家标准进行设计，确定建筑物防震等级。要对数据、材料进行复核，保证数据的合理性。（4）要考虑到用材。要改善土体抗液化的性能，就要避开易液化的土体，采用抗液化破坏的结构。（5）最后要注重结构。为了抗震，要从坝高、地基、水库防控设施、坝轴线以及防渗体选材等方面考虑抗震。 3确保坝体防漏与排水。（1）要注重当地土石质量。选择材质要避开易液化的土质，同时要考虑到当地地质条件。（2）要保证防渗墙的设计。如果坝体设计的孔隙比较大，用其他防渗方式已经不足够防渗要求时，可以考虑沿着坝轴线设立防渗墙。但防渗墙要经过仔细设计，比如其底部必须深入二层基岩，最好能选用混凝土作为防渗墙的建材，而制造方法最好选择灌浆。（3）要保证多重结合，上堵下排。在设计过程中，最好在上游、坝体和下游共同采取措施保证防渗漏，运用粘土铺盖的方式进行水平防渗，并结合开挖导渗沟的方式。要多采取充填、灌浆的方式，填补坝体孔隙，起到防身效果。而上游最好铺设防渗层，保证其防身效果，而在下游，要争排水棱体有效。（4）要做到排水渗漏相结合。而在排水方面，要做到和防渗漏相结合，能做到有效排走坝体和基础的少量渗水，保证降低湿润线，而确保渗透的压力。（5）设计合理。可以对坝面排水设计进行进一步的加强，最好更够将放水涵道移开，保证其不会直接对冲坝脚。并且保证排水道畅通，能够接入下游河道。而对上游坝面应该设计加入预制块进行护坡，下游最好能采用曹丕护坡，并增设堆石排水棱体。 4坝坡的加固与防滑。（1）要充分考虑建设地的地理环境。首先要对河床的土质、是否有架空层等地质条件进行考察，其次要考虑地基是否沉陷、当地土石的水溶性等材料问题，然后结合当地水文条件，考虑好坝坡的建设标准。（2）要选择正确的坝型。如混凝土拱坝坝型、混凝土重力坝坝型、土坝坝型等。选择坝型有许多要件，如自重、选材、施工工艺、渗水性、坝基稳固性、抗震性、耗材、温度，并结合当地的实际情况，选择使用什么坝型。（3）最后要保证坝型的实际生成。在选择好坝型后，要保证它的优势能被切实达成。如选材，要考虑到土石坝就地取材的特点，要保证材料切实可得；比如施工条件，要保证当地的自然环境不会阻碍施工等。 5确保枢纽布置合理。（1）要选择正确的坝址。选择坝址要考虑到多个条件，要考虑到坝址所处地区施工方便、交通便利；并且要保证工程量较小、施工期可以较短；还要考虑降低成本；并且要考虑到选择的坝址自然环境相对稳定，保证土石坝的使用寿命。（2）要保证枢纽的全面性。要根据当地的自然、经济、社会情况，考虑到枢纽运行的各种可能，并以此来设定枢纽的设施内容，目的是为了保证在任何情况下，该枢纽都能正常的运作，而不会被中断。（3）要考虑降低相对费用。 这一条的前提是保证枢纽的建筑强度和稳定，在保证这一项后，可以考虑其运作成本，合理安排枢纽的运作，降低其维护、总造价和年运作费用等。（4）要考虑布局紧凑。在尽量少的空间内布置尽量多的枢纽，这样可以保证减少连接性的建筑，保证安全，降低成本。 三、结语 土石坝大多就地取材，因此成本低、适应性强，在此基础上又有较好的抗震性，寿命较长，所以在我国广泛应用。本文在此提出了自己的一些见解，可与同行共同探讨。 参考文献 1 郭军.欧美国家近期溃坝研究及发展动向J.中国水利，2005-最新【精品】范文