水利工程土石坝枢纽设计要点分析.doc
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1、水利工程土石坝枢纽设计要点分析【摘要】土石坝是挡水坝中的一种,是水利工程重点设计项目,其设计合理性直接影响土石坝稳定性、排水性、防渗性及护坡功能。因此在水利工程土石坝枢纽设计过程中,必须根据当时地质条件和施工环境进行设计,确保设计方案符合水利工程施工要求。【关键词】水利工程;土石坝;枢纽设计;要点前言水利工程与我们生活密切相关,是人们正常用水的保障。在社会不断发展过程中,随着人们用水量不断增加,水利工程建设规模不断扩大。土石坝作为水利工程重要组成部分之一,其设计科学合理性直接影响水利工程建设。因此设计人员在进行土石坝设计前,必须对当地环境进行调查分析,进而实现理想化设计效果1。1水利工程土石坝
2、介绍1.1土石坝概念土石坝是指采用当地石料、混合料或土料,经过特殊工艺堆砌而成的挡水坝。在土石坝施工中采用的施工技能相较于其他技能,具有较好经济性能及应用性能,因此在水利工程中应用较为广泛。在实际施工中,由于对土石坝施工使用材料没有明确要求,部分施工队伍使用当地材料,进而有效降低施工成本,提高水利工程经济价值。就拿云南省文山地区来讲,目前已建成的土石坝较多,均采用当地材料进行筑坝,多数土石坝坝型为粘土心墙堆石坝,少部分为粘土心墙风化料坝和混凝土面板堆石坝。此外,土石坝施工步骤简单,只需借助简单的机械设备就能快速完成施工。在施工结束后,检查周围土壤密实度,出现松散情况应进行碾压,确保土壤紧密度,
3、进而提高土石坝的稳定性。随着现代科技不断发展,施工技术、观念不断更新,进一步提升土石坝施工技术。1.2土石坝优势及设计类型土石坝是水利工程的一种坝体,在土石坝施工中具有优势众多:施工使用材料简单,并且价格低廉,减少施工成本支出;采用科学合理的设计理念,保障坝体性能良好,使用寿命较长;水利工程施工技术不断创新,进一步提高土石坝施工水平。在土石坝设计前,首先根据施工使用材料、方法及坝高进行分类,高度低于30m的为低坝,3070m的为中坝,超过70m的为高坝。其施工方式主要有两种:一种是碾压土石坝、另一种是水力冲填土石坝2,常用的是碾压土石坝。2水利工程土石坝枢纽设计问题2.1影响坝坡质量在水利工程
4、中,土石坝具有十分重要的作用。如果在土石坝施工过程中,未注意施工细节,导致土石坝框架出现问题,或坝坡稳定性不够,出现失衡现象,将会造成严重后果。在长时间环境作用下,甚至出现土石坝坍塌现象,不仅会破坏当地供水系统,还将威胁下游居民生命财产安全。此外,土石坝失去稳定性后,将影响其排水及渗水功能,进而影响地下水水位,严重破坏了水利工程结构。一旦土石坝出现问题,应及时解决,防止因土石坝结构问题影响水利工程结构。如果长时间不处理,造成的破坏十分严重,因此必须高度重视土石坝稳定性。2.2影响土石坝稳定性因素(1)人为因素。在土石坝出现不稳定情况,施工人员未及时处理,导致土石坝稳定性一再遭到破坏;在土石坝施
5、工结束后,施工人员未定期做好维护工作,导致土石坝存在潜在安全隐患。如果土石坝出现问题,也不能得到较好解决。为维持土石坝稳定性,可在其周围建设相关工程提高坝坡稳定性,比如开设矿点、修建道路等;或是采用增加排水量,增加土石坝重量3。(2)自然因素。土石坝周围环境因素,包括风力、水流速度、地质灾害及各种自然因素作用;施工使用的材料稳定性较差,进而破坏土石坝内部结构,在时间使用过程中稳定性受到破坏。在自然环境影响因素下,进一步破坏土石坝内部结构,造成不同程度软化,进而引发坝坡滑坡。3水利工程土石坝枢纽设计前工作要点3.1环境调研在水利工程土石坝设计中,需要考虑的因素较多,比如当地水文气象、地形地质、工
6、程任务和规模等,所以在设计前首先做环境调研工作。由于水利工程与人们日常生活有紧密联系,必须确保土石坝设计与施工的质量,故调研人员必须具备较强专业能力。在调研过程中采用先进的调研技术,确保调研资料有助于后期设计与施工。管理人员根据调研人员资料及实地勘察结果设计施工方案,并绘制设计图纸。在绘制过程中通常采用比例是1:1000或1:500,具体绘制要求根据设计与施工情况而定。建设小型水利工程,绘制的土石坝绘制比例是1:2000或1:1000,中型水利工程,绘制比例是1:10000或1:5000。此外,还应根据实际施工环境,绘制周围地势、地层及石块分布等4。3.2土石坝轴线是设计重点土石坝轴线是设计重
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