黃耀乾

【摘要】水壩設計是一項復雜且系統(tǒng)的工作，設計水平的高低，直接關系到水壩投入使用后的安全性與穩(wěn)定性。因此，有必要針對水壩設計中的安全問題進行深入分析，提升這一領域的技術水平。本文闡述了水壩設計的具體內容，并對設計中的安全問題及其應對措施進行了系統(tǒng)分析，希望對我國水利工程事業(yè)的健康發(fā)展有所貢獻?！娟P鍵詞】水壩設計；安全問題；分析在水利工程中，水壩發(fā)揮著控制水流、防止洪災、灌溉農(nóng)田以及水利發(fā)電等一系列重要作用，是水利工程中不可替代的重要設施。因此，務必要做好水壩設計工作，針對如何減少其安全問題進行系統(tǒng)研究，為整個工程的順利施工及使用性能打下良好的基礎。1、水壩設計1.1水壩結構及尺寸設計1.1.1壩頂高程壩頂高程有兩種計算公式：①按設計洪水位進計算。計算公式為：設計洪水位+△h設=壩頂高程；②按校核洪水位計算。計算公式為：校核洪水位+△h校=壩頂高程。為確保壩頂高程的科學合理性，應同時使用兩種公式進行計算，取較大值做為最終的計算結果。1.1.2壩頂寬度為滿足交通等方面的實際需求，水壩壩頂要具備一定的寬度。通常情況下，取壩高的8%-10%做為壩頂寬度，但最窄不得低于2米。1.1.3壩面坡度不論哪種水壩，為了防水壓、防滲漏和防滑動，都要設計成上窄下寬的樣式，并具有一定的坡度值，坡度值的大小視工程的具體要求而定；另外，無論是上游壩坡，還是下游壩坡都要采用折線面。起坡點的計算方法為：（1/3-2/3）H1（H1為壩前設計水深）。1.1.4壩底寬度壩底寬度是在穩(wěn)定性的基礎上，通過受力分析計算得出的。根據(jù)以往的設計經(jīng)驗，可用坡度值計算出壩底寬度，必須確保寬度符合建設要求。1.2水壩的防滲漏設計1.2.1混凝土防滲墻混凝土防滲墻具有很強的適用性及實用性，對施工條件沒有過多要求，且具有較好的耐久性和防滲漏性，能夠發(fā)揮出非常好的防滲作用。因此，在目前的水壩防滲加固設計當中，混凝土防滲墻得到了非常廣泛的應用。但是，在施工的過程中，必須確保相鄰墻段之間或樁柱之間的連接質量。一旦存在連接不良的現(xiàn)象，則會給壩基帶來安全隱患，降低水壩的安全系數(shù)。1.2.2高噴灌漿技術高噴灌漿是一種效率高、成本低、技術穩(wěn)定可靠的防滲工藝，從根本上攻克了小顆粒熟土不易注漿加固的難題；另外，這種工藝對于施工場地的要求不高，在我國的水壩防滲加固設計中得到廣泛應用，尤其適用于砂性土、黃土和淤泥質土等情況。1.2.3劈裂灌漿技術這項技術是先沿著壩軸線進行豎向鉆孔，再通過適當?shù)膲毫酀{，將壩體沿著壩軸線的方向劈開，隨著泥漿的灌注，逐漸形成連續(xù)的豎直漿體防滲墻。其缺點是局限性過大，通常情況下，只適用于壩高在50米以下的寬心墻壩或均質墻壩，施工環(huán)節(jié)只能在低水位時進行，灌漿過程一旦控制不好，還容易造成壩體失穩(wěn)、滑坡等后果；但也憑借效率高、成本低、易施工等優(yōu)質，在水壩防滲加固中得到一些應用。1.3抗震設計砂土填筑的水壩在遇到地震時，極易遭到液化破壞。因此，有必要對水壩進行抗震加固設計。主要有以下幾種設計方法：①拋石壓重。通過給砂土表面加壓，增強砂土密度及有效應力；②置換。具體的說，先將液化區(qū)的砂土挖除，再用抗液化性能好的塊石石渣進行填充；③人工加密。通過振沖、強夯等方式，提高水壩的砂土密度及液化能力；④通過排水減壓井，提高水壩砂土的抗液化能力。2、水壩設計中的安全問題及應對措施2.1水壩風險評估對安全的影響及應對措施導致水壩事故的因素很多，例如質量、管理方面的失誤等等。因此，在水壩設計環(huán)節(jié)必須做好風險評估工作，對輸泄水設施及機電設備進行風險識別，找出問題的根源，有針對性的采取解決措施，控制風險帶來的影響程度及范圍，最大限度的抑制或轉移風險。例如某工程的水文、洪水情況較為復雜，就應在設計環(huán)節(jié)對其關鍵點進行詳細說明，以便于及時采取相應的工程措施；另外，在抗震工作方面，要對其中的風險性展開認真細致的分析，確定相關信息數(shù)據(jù)的真實性與準確性，第一時間發(fā)夙潛在危險，做到防患于未燃；當確認危險來源于閘門時，例如閘門啟閉不及時這一類問題，應強化電源的可靠性；如果是地基存在問題，則會影響水壩的正常運行，必須采用合理措施對其進行加固。2.2水壩設計對安全的影響及應對措施目前，很多水壩工程在勘測設計環(huán)節(jié)存在問題，例如勘測設計院投入的力量不足、勘測深度不夠、設計標準偏低、相關參數(shù)缺乏準確性等等，這一系列問題給水壩工程留下了巨大的安全隱患，甚至引發(fā)水壩事故。因此，工程管理部門應嚴格把關水壩設計這一重要環(huán)節(jié)，要求勘察設計單位必須按照國家相關規(guī)范要求，開展勘測、設計以及相關調研工作，凡事做到精益求精，確?？睖y結果的真實性與準確性。推動水壩工程事業(yè)朝著規(guī)范、標準、安全的方向發(fā)展。2.3水壩運行管理對安全的影響及應對措施我國雖然已經(jīng)成立了專門的水壩管理機構，其運行機制與制度體系也較為完善與規(guī)范。但是，仍有一些中小型水壩，尚未建立起專門的運行管理機構，其運行管理機制還存在著諸多管理漏洞，使得這些水壩要么存在基礎設施不足或者嚴重損壞的現(xiàn)象，要么出現(xiàn)設備老化，嚴重銹蝕的問題，還有一些水壩相繼出現(xiàn)了筑壩材料老化、劣化的跡象，使得水壩的運行管理狀況危危可及，極易發(fā)生水壩事故。要想改善這一局面，提高水壩的安全水平，應徹底摒棄以前那種“重建輕管”的做法，對各項設備進行定期檢查，精心管理，第一時間排除風險隱患。結束語：隨著我國水利工程的日漸增多，水壩的安全運行，直接關系到人民群眾的生命財產(chǎn)安全與社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。水壩工程設計人員，要清醒的認識到自身工作的重要性，本著認真負責的態(tài)度，做好每一項工作。在提升設計方案合理性的同時，針對各類安全問題采用有效措施進行積極應對，從源頭上確保水壩土程的建設質量。從而更好的服務于社會經(jīng)濟發(fā)展，為人民群眾創(chuàng)造福祉。參考文獻：[1]叢真，趙占富.水利工程中設計風險對水壩安全的影響分析[J].科技創(chuàng)新與應用，2013.[2]呂建輝，呂建賓.水壩施工設計探討[J].水利專論，2012.[3]梁小勃GPS系統(tǒng)在水利工程測量中的應用[J].內蒙古水利，2011（03）：135-136