關(guān)于水庫土石壩設(shè)計(jì)重點(diǎn)探究

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1、關(guān)于水庫土石壩設(shè)計(jì)重點(diǎn)探究楚雄欣源水利水電勘察設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司摘要：水庫大壩是我國重要的水利基礎(chǔ)設(shè)施，承擔(dān)著防洪、灌溉、航運(yùn)等眾多功能，與我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著密切聯(lián)系，也關(guān)系到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全,確保水庫大壩的安全可靠十分重要，而土石壩是當(dāng)?shù)夭牧蠅?，在我國大壩設(shè)計(jì)中占比大。因此，必須提高土石壩設(shè)計(jì)水平。木文就通過對水庫土石壩設(shè)計(jì)重點(diǎn)的研究，以期為實(shí)際設(shè)計(jì)工作提供一定借鑒，促進(jìn)水庫土石壩安全水平的提升。關(guān)鍵詞：水庫土石壩大壩；設(shè)計(jì)；重點(diǎn)；探究大壩是水庫工程中的核心部分，直接關(guān)系到整個(gè)水庫工程功能是否能夠正常發(fā)揮，必須盡量提高水庫大壩的可靠性。水庫大壩設(shè)計(jì)是其可靠與否的重要影響因素，如果設(shè)

2、計(jì)出現(xiàn)失誤，就可能給水庫大壩埋下嚴(yán)重的安全隱患，發(fā)生滲漏、裂縫甚至是垮塌等后果，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡，所以，必須做好水庫大壩設(shè)計(jì)的研宄，掌握設(shè)計(jì)要點(diǎn)，避免設(shè)計(jì)問題，不斷提高設(shè)計(jì)水平。一、土石壩設(shè)計(jì)常見的問題我國是一個(gè)水資源大國，興建了許多中小型水庫大壩，而且多為土石壩,這些大壩由于各種因素影響，存在著許多設(shè)計(jì)問題，主要體現(xiàn)在以下幾方面：一是基礎(chǔ)，特別是無粘性土（粉砂、砂、砂卵礫石等）基礎(chǔ)的抗震能力不足，在己經(jīng)建成的土石壩中，尤其是上世紀(jì)50、60年代建設(shè)的土石壩，對基礎(chǔ)處理不完善，木身抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低，無法達(dá)到防止地震液化的安全運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，我國地震乂相對較為頻繁，水庫大壩安全面臨著

3、嚴(yán)峻形勢，如果遇到地震災(zāi)害,許多大壩基礎(chǔ)可能會發(fā)生無粘性土（粉砂、砂、砂卵礫石等）液化情況，引發(fā)壩體沉陷、拉裂、滑塌等事故。二是滲漏問題嚴(yán)重，滲漏是水庫大壩特別是土石壩常見的問題，主要表現(xiàn)有管涌、流土、散浸和脫坡等，其主要是由于大壩設(shè)計(jì)密實(shí)度不足或結(jié)構(gòu)不合理等造成的，在長期滲漏下，會引發(fā)沖決、潰壩等洪澇災(zāi)害。三是結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差也是我國水庫大壩普遍存在的一個(gè)問題，其發(fā)生原因有：壩坡偏陡、填筑料密實(shí)性差，大壩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，比如說上游壩坡水位變化區(qū)填筑料滲透系數(shù)過小，導(dǎo)致上游水位的降落快于上游壩體浸潤線的降落影響壩體安全。四是設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低，中，小型水庫大壩占據(jù)著相當(dāng)大的比例，特

4、別是80年代以前由受益群眾自行組織建設(shè)的大壩，多為30m以下低壩,其設(shè)計(jì)簡單，洪水標(biāo)準(zhǔn)、泄洪能力等設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)都相對較低，在遇到洪水吋，無法起到防洪效果，引發(fā)土石壩漫頂潰壩事故。二、水庫大壩設(shè)計(jì)的重點(diǎn)分析（一）抗震設(shè)計(jì)抗震能力是水庫大壩設(shè)計(jì)的一個(gè)重要指標(biāo)，決定著大壩安全性的高低，針對地震時(shí)大壩無粘性土基礎(chǔ)容易出現(xiàn)的液化破壞問題，抗震設(shè)計(jì)主要是加固人壩基礎(chǔ)，提高大壩無粘性土基礎(chǔ)的密實(shí)度。在大壩基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，經(jīng)常采取的加固方法有挖除、人工壓密以及置換、排水減壓等，其中，挖除就是對影響壩體安全的無粘性土、軟弱土層、全強(qiáng)風(fēng)化巖體進(jìn)行全部清除；人工加密是通過翻壓、強(qiáng)夯、振沖等施工方式，來對砂土進(jìn)行加密

5、，提高蘇密實(shí)度，降低砂土孔隙率，增大其整體性和強(qiáng)度；置換是使用高強(qiáng)度的塊石、石渣等，置換出原冇的低強(qiáng)度砂土，有效預(yù)防液化問題；排水減壓是通過降低砂土含水率，提高其抗液化能力的措施。（二）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在大壩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，其首要0標(biāo)是確保結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定，具體來說，其設(shè)計(jì)的要點(diǎn)主要包括：首先，做好相關(guān)資料的收集，包括當(dāng)?shù)氐臍v史降雨量、水文情況和地質(zhì)情況等等，盡量提高資料收集的完善度，并做好資料的整理與分析，并進(jìn)行實(shí)地勘察，為水庫大壩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確、可靠的數(shù)據(jù)支持。其次，確定壩頂高程，壩頂高程決定著大壩的防洪能力，在壩頂高程確定時(shí)，應(yīng)當(dāng)分別按照正常情況、非正常情況兩種狀態(tài)，取此兩種狀態(tài)下靜水位與對

6、應(yīng)超尚之和中的較大值，最為大現(xiàn)的最終現(xiàn)頂尚程標(biāo)準(zhǔn)值。壩頂高程的計(jì)算公式為y=R+e+A，其中，式中字母含義依次為：靜水位上壩頂超高、沿壩坡的風(fēng)浪爬高、最大風(fēng)壅水面高度和安全加高，在正常情況和非正常下，安全加高分別取0.50m和0.30m[l]。同吋，在壩頂設(shè)計(jì)中，還需要做好路面排水、壩頂寬度的設(shè)計(jì)，避免積水滲入到壩體中，影響壩體的安全，壩頂寬度則與大壩的承載力大小有著密切聯(lián)系。其次，做好壩坡設(shè)計(jì)，壩坡設(shè)計(jì)應(yīng)做好壩坡抗滑穩(wěn)定分析計(jì)算。壩坡抗滑穩(wěn)定分析計(jì)算的關(guān)鍵是對筑壩材料物理力學(xué)指標(biāo)的的合理選取：對于粘性土，其試驗(yàn)制樣所需土料相對較少，試驗(yàn)相對簡單，一般試驗(yàn)組數(shù)較多，當(dāng)試驗(yàn)資料結(jié)果大于1

7、1組吋，力學(xué)可以取小值均值，物理指標(biāo)取平均值，滲漏量計(jì)算吋滲透系數(shù)大值均值，水位降落期滲透系數(shù)取小值均值；對于大壩結(jié)構(gòu)起支撐作用的砂礫石料、石碴料或堆石料，其試驗(yàn)制樣所需材料相對較多，取樣及試驗(yàn)相對復(fù)雜，所以試驗(yàn)組數(shù)一般較少，而且室內(nèi)試驗(yàn)力學(xué)指標(biāo)和實(shí)際填筑壩體的力學(xué)指標(biāo)的關(guān)聯(lián)性資料較少，所以設(shè)計(jì)時(shí)通常對室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果打折取用。本人通過對紅豆樹、小沙河等水庫的設(shè)計(jì)，認(rèn)為砂礫石料、石碴料或堆石料的內(nèi)摩擦角可以取室內(nèi)試試驗(yàn)結(jié)果的8.5?9.5折，打折的