水库大坝设计问题分析

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　　摘要：大坝作为水库工程建设中较为重要的组成部分，在大坝建筑开始之前，需要对大坝整体工程进行设计。大坝设计的好坏与其日后的安全运行和运行效益息息相关，因此在设计时需要针对各项因素进行综合考虑，有效的克服各种制约因素的影响，并尽量规避施工和运行可能出现的问题，确保大坝投入运行的安全性和可靠性。
　　关键词：水库工程;大坝设计;开挖方式;基层地质;防洪;抗震;结构
　　1大坝工程的基础开挖方式设计
　　在具体大坝建设时，坝基作为基础工程，通常情况下大坝坝基挖掘可以采用台阶式挖掘形式，但为了保证挖掘的安全性和稳定性，全面对大坝工程台阶进行全面优化。具体设计时，工程台阶的宽度宜为坝基底部的50%以上，开挖坡度要求符合1：0.35的标准，合理设计坝基倾斜角度，确保坝体具有较好的稳定性。在实际操作过程中，当基层岩理出现变化时，则要根据实际情况进行挖掘调整，当砂质岩岩层较为松软时，则宜适当扩展深度，并针对周边岩层进行抛锚加固，保证坝坡岩层的稳定性。当结构岩层为花岗岩和大理石时，则宜按1：0.6的岩层节理变化进行调整，同时还要适当减少挖掘深度和坝坡周边的抛锚加固。针对于大坝周边的自然环境，可以采取混凝土喷洒加固，以此来减少自然环境对坝体的自然侵蚀。
　　2基层地质问题的设计处理
　　水库大坝多兴建于河流上，在这种地质中常伴有断层和间层等特殊地质，兴建是存在较多的危险品。通过合理设计挖掘施工，挖掘过程中注意调整软夹层的宽度，确保挖深与实际断面安全要求相符。针对于断层和夹层密集地质区域，则需要根据实际情况合理进行设计。在大坝基层设计时，需要遵循建筑的基本理念，有效的弥补地质缺陷，并在原有基础上适当增加建设设计标准要求。
　　3水库大坝的防洪设计
　　在水库大坝设计之初，需要提前对所需要的资料进行收集，实地勘查具体的水文地质情况，收集水文资料，并针对收集到的信息资料进行分析，进一步确定水库大坝防洪标准，制定科学的污期方案和应急措施，全面提高水库大坝防洪设计水平，确保水库大坝能够安全度汛。
　　4水库大坝的抗震设计
　　部分水库大坝采用填筑砂石进行修建，一旦有地震发生，必然会造成砂土液化问题，给水库带为较大的破坏。因此需要针对水库大坝进行抗震设计，并在抗震设计时积极采取置换法、抛石压重法和人工加密法等。可以通守将液化区内的砂土挖除，将具有较好抗液化性能的石渣填筑在液化区内。抛石压重法则通过对砂土表面进行加压，从而提高砂土应力。人工加密法采用的是振冲和强夯的措施，以此来提高砂土的密实度。另外，在抗震设计过程中，宜采用直线或是微向上游弯曲的曲线作为土石坝的坝轴线。筑坝材料尽量选择具有较好抗震性和抗渗稳定性、组配良好的土石材料。当土石坝位于设计烈度为8度和9度的地震区时，则应对坝顶进行适当加宽，并将壩坡进行放缓处理。
　　5水库大坝的防渗设计
　　在水库大坝防渗设计工作中，主要以水平防渗和垂直防渗两种方式为主，在具体防渗设计中需要遵循上截下排的原则，即通过在上游迎水面对渗水进行阻截，在下游背水面设置排水和导渗，及时排出渗水。
　　上游截渗透中还包括许多处理方法，坝体除均质土坝以外，以心墙体截渗为主，心墙主要为黏土心墙、沥青心墙及混凝土心墙等。坝基截渗以灌浆法应用最多，而坝基灌浆主要是根据坝基地质条件的不同，选用不同的灌浆方式。当坝基为岩石，且存在裂缝时，应采用固结灌浆处理;当坝基为岩石或砂砾石地基时若存在渗漏通道，应采用帷幕灌浆;当坝基为淤泥质土、粉质粘土地层以及粉土、砂土、砾石、卵（碎）石等松散透水地基或填筑体时采用高喷灌浆处理;根据喷射方法的不同，又分为旋喷、摆喷和定喷。在下游排水导渗法设计过程中，主要以导渗沟法、贴皮排水法和排渗沟法为主。
　　6水库大坝结构的设计
　　水库大坝结构设计需要遵循安全性和稳定性的原则，在设计时需要对相关资料进行收集和整理，有效的保证工程设计的质量，同时还要提高水库大坝结构的稳定性和安全性。设计时要合理对坝顶高程和宽度进行确定，做好坝顶排水设施的设置，合理确定坝坡坡度，具体需要与大坝实际情况和大坝坡度相结合。大坝坝坡稳定性的设计需要与坝体荷载相结合，确保与相关规范要求相符。水库大坝护坡宜采用安全、可靠的护砌材料。另外，在实际设计时，还需要针对坝基及输水洞基础采取有效的措施，避免出现不均匀沉降问题。
　　7放水洞和溢洪道除险加固设计
　　通常，要结合水库大坝工程的实际情况，按照安全、可靠、经济、实用的原则选择放水洞加固方案。水库大坝采用的是开敞式溢洪道的，其轴线通常采用直线设计，堰顶高程和水库正常蓄水位要保持一致。在条件允许的情况下，水库大坝溢洪道最好设置在岩石地基上，根据水流条件、防冲要求、地质条件、地形等确定溢洪道的护砌宽度与长度，水库大坝放水洞的加固设计，要遵循经济实用、安全可靠的原则，根据水库大坝的具体情况，来选择最佳的加固方案。放水洞加固方案主要有砼矩形涵洞加固、洞身拆除重建方案等等。砼矩形涵洞加固方案是将洞深进行补漏、补强，对水库大坝的隐患部位进行加固，补抹防水涂料、高强砂浆以及环氧砂浆等，在放水洞内添置玻璃钢管、PE管、内衬钢管等，使用混凝土填筑原放水洞和内衬管的空隙。
　　8结束语
　　水库大坝宜由专业设计人员进行，遵循安全和稳定性原则，通过具体设计，有效的提高水库大坝的蓄水抗旱能力，使其能够有效的应对自然灾害，合理调配水资源。水库大坝设计的科学性和合理性，能够有效的降低投资成本，全面提高水库大坝建设的质量，为水库大坝投入使用后稳定运营打下坚实的基础。
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