摘要：随着社会经济的发展，我国的水利工程建设有了很大进展。水利工程建设对防洪泄洪和人民财产安全有重要作用，根据水利工程建设需要，要科学合理设计水利工程土石坝枢纽。水利工程建设要结合地区气候和地形地貌以及水文环境等综合因素进行。各项因素都对土石坝枢纽设计建设有重要影响，如何结合多种因素进行水利工程土石坝枢纽设计是值得重视的问题，基于此，本文展开了研究。
关键词：水利工程；土石坝枢纽；设计；要点；防洪泄洪
引言
水利工程一直是我国发展农业的重要保障，随着城镇化建设的不断加快，水利工程的规模也在进一步扩大，国家、社会和社会民众对其质量的要求也在不断地提高，其不仅在农业中发挥着重要作用，在发电、城市供水方面也扮演着重要角色。目前，水利工程建设中土石坝枢纽主要是以坝体的形式存在，特别是在中小型水库建设的过程中更是占据着十分重要的角色，但在设计的过程中受到了诸多条件的限制，同时，随着工程施工技术的不断发展，设计人员需要做好土石坝设计，有效延长水利工程的使用年限。
1水利工程土石坝概述
水利工程土石坝，就是用土石为主要材料填筑而成的一种坝体结构形式，是一种古老的坝型，广泛应用于水利工程中。随着筑坝技术的发展，大型施工机械的运用，现阶段我国水利工程建设过程中，土石坝是应用最为广泛的一种坝体类型。其在我国水利工程建设过程中应用相对较早，并且经过多年的实践与发展，不仅可以面对不同地理和水域环境，而且在原材料选择方面，也同样发挥着非常积极的作用。也正是因为如此，已成为了现阶段水利中最为常用的挡水坝体之一，有极高应用价值。
2水利工程土石坝施工的优势
土石坝工程的优势非常多：1）在建筑过程中所使用的材料非常简单，并且成本低廉可以减少施工投入；2）坝体性能非常好，寿命较长；3）施工技术在不断变化，更新换代，这样促使工程本身也可以得到不断的优化和创新。目前，大容量、多功能、高效率施工机械的发展，提高了土石坝的施工质量，加速了进度，降低了造价，促进了高土石坝建设的发展。
3水利工程中土石坝枢纽设计的重要节点
3.1土石坝枢纽设计准备工作
水利工程土石坝施工之前需要做好调研工作，调研工作的内容非常多，包含土质环境、水文环境以及天气环境的分析调研。调研过程中要求设备专业化，包含具体信息的采集设备和成果分析设备等，技术要更为科学合理，才能保障土石坝施工的准备更加充分，对后期施工产生积极的指导作用。相关人员还需要进行前期勘察和测绘工作，详细了解工程地质构造以及水文地质环境。原材料的供给情况以及田地的分布或者是对村庄的影响等也是信息采集工作的一部分，可以为后续方案的建立提供相对充足的依据。
3.2做好土石坝轴线设计工作
土石坝轴线选择是在选定的坝址上进行，要统筹整个枢纽各建筑物的布置，由于土石坝在整个枢纽建筑物中，从重要性、投资等方面都占主导地位，坝轴线的设计研究就尤为重要，但也要充分考虑泄洪、输水、发电等建筑物和施工导流方面布置，达到协调统一，合理优化，因此，做好其轴线设计工作，在保证设计及建设方案的合理性、水利工程后续使用稳定性方面发挥着非常积极的意义。通常来讲，在进行土石坝轴线设计时，首先应在满足施工操作的前提下，尽可能地将土石坝枢纽建设在河谷较窄且易于布置泄水建筑物建造的地方，并同时保证两岸的厚度，以此来保证工程的安全性和可靠性；其次，土石坝对基础要求不高，但也要应尽量选择基础条件相对较好，相对完整，满足要求，透水性尽可能较小的地基位置来进行土石坝建设。
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3.3对水利工程中土石坝枢纽进行合理的布置
针对水利工程枢纽中的水电厂房和泄洪厂房以及开关厂房的建筑，要积极跟进地区地形地貌进行科学规划，各个建筑物之间都有紧密联系，同时也发挥着重要效用，为了更好发挥出水利工程枢纽的效用，做好合理的建筑物规划极为重要。针对水利工程规划不仅要确保水利工程的经济效益，同时要确保水利工程的建设质量，对各个建筑物的成本投入进行科学预算，然后选择最优方案，在保证工程建设成本控制的基础上，确保工程的实用性得以提高，还要做好工程建设安全管理工作。
3.4土石坝剖面和构造的设计
土石坝剖面结构设计要在结合尺寸及坝高等数据后进行确定，不同的环境条件对基础数据的要求也不尽相同，要在考虑环境因素、人为因素及施工等因素的基础上对土石坝剖面进行合理化设计，从而为后续阶段的水利工程施工提供全面性帮助。通常土石坝坡基础比例为1：2，特殊条件下可将比例提高至1：4。考虑到后期阶段要对土石坝结构下游及上游边坡进行进修及稳定性处理，因此在马道等工程设计方面要将土石坝顶的高程数据进行综合性运算，进而解决土石坝施工设计规范性不佳问题。在水位控制方面，实际静水位不应低于坝顶高程。由于土石坝剖面施工复杂，因此要在坝顶宽度设计方面考虑地质震动及施工机械震动问题，以免宽度过低而导致其出现结构强度问题，实际宽度不应低于10米，基础宽度应控制在15米以下，继而使土石坝顶结构能够承受较高的基础压强，提升土石坝剖面整体使用安全性。
3.5防渗体设计
土石坝防渗体有粘土心墙、粘土斜墙、沥青混凝土心墙、沥青混凝土斜墙、土工膜等。土工膜属于柔性防渗材料，能用于库盆、垂直防渗墙、倾斜防渗层、上游防渗铺盖等，不仅结构简单、施工方便，而且具有良好的防渗效果，能节省造价，加快工期。沥青混凝土结构是一种由沥青、石料和砂根据一定比例进行热拌而成的混合料，通过对这种混合料的摊铺及碾压，可以形成具有良好密实度的整体，实现坝体防渗。土质防渗体断面应自上而下逐渐加厚，顶部的水平宽度应考虑机械化施工的需要，不宜小于3m；其底部厚度：斜墙不宜小于小于水头的1/5，心墙不宜小于水头的1/4。当坝址所在地区冬季温度较低时，还应确保心墙及斜墙和坝面之间的距离最小值不小于冻土层最大厚度，这样能有效避免防渗体在低温条件下被冻坏。
3.6土石坝剖面和构造的设计
水利工程建设过程中，针对土石坝坝坡的尺寸要综合结合坝体坝型和坝高以及坝基材料等因素进行设计。结合历史水利工程建筑经验，坝坡需要设置在1∶2~1∶4之间。土石坝的上下游边坡要结合坝面的排水和后续检修以及边坡道路和稳定性设置马道，坝顶的高度要结合正常静水位和超高位进行予以确定。一般来说，坝顶的高程要高于静水位，坝顶的宽度要结合坝体构造和实际坝体施工以及后续使用和抗震等因素进行设定，一般要保证坝顶宽度在10~15m左右。
结语
综上所述，在整个水利工程中，土石块坝体的建设尤为重要，由于受到多种因素的限制，施工质量和效率较低，所以，在土石坝的设计过程中需要收集详细的资料，对土石坝设计要进行合理规划，只有这样，才能保证土石坝质量的提升。
参考文献：
[1]王震宇.水利工程土石坝枢纽设计中的要点分析[J].工程建设与设计，2018（20）：165-166.
[2]温锁利.水利工程土石坝枢纽设计中的要点分析[J].农民致富之友，2016（23）：138.
[3]孙习业.试析水利工程土石坝枢纽设计要点分析[J].内蒙古水利，2016（11）：18-19.
[4]李洪明.水利工程土石坝枢纽设计中的要点分析[J].民营科技，2016（05）：115.
[5]王明，叶孝民.水利工程土石坝枢纽设计中的要点分析[J].江西建材，2015，4（15）：78-79.
论文作者:刘亮亮
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/1/15
标签：土石论文; 水利工程论文; 枢纽论文; 工程建设论文; 水利论文; 剖面论文; 防渗论文; 《基层建设》2019年第28期论文;