水利工程挡土墙稳定性研究

康　锋　李秀慧　李志强

（河南省豫北水利勘测设计院，河南　安阳　455000）

水利工程挡土墙稳定性研究

康锋李秀慧李志强

（河南省豫北水利勘测设计院，河南安阳455000）

挡土墙在水利工程施工中应用较广，科学而合理的设计挡土墙，能够增强水利工程稳定性，减少工程病害等特性。然而，不同结构的挡土墙，其稳定性具有差异性。本文将从挡土墙设计中的关键问题入手，就影响挡土墙的稳定性因素展开探讨，并提出综合的改进对策和建议。

水利工程； 挡土墙； 设计； 关键； 稳定性； 防范对策

挡土墙从自身功能来看，不仅具有良好的挡土作用，还能兼具导水、挡水、防范侧向渗漏等功能，在水利工程设计、建设、施工中应用广泛。从结构上来看，挡土墙有重力式挡土墙、悬臂式挡土墙和扶壁式挡土墙。重力式挡土墙结构简单，施工简便，在水工中应用较多，主要以墙体自身重力来实现挡土墙的稳定性。如倾斜式、斜仰式等结构；对于悬臂式挡土墙，主要采用钢混结构墙板，利用自重和地板上土重抵抗土压力来形成平衡，断面多呈倒T型或L型；扶壁式挡土墙主要从墙背面设置一定间距的支垛来形成稳定结构。根据不同工程施工需要，在对挡土墙进行设计时，需要从多个方面给予合理优化，确保挡土墙的稳定性和使用寿命。

完善防治体系，直接影响相关工作开展效果，对我国病虫害防治工作是非常重要的。在完善病虫害防治技术体系的过程中，必须要注重以下两点：①与我国水稻种植结构的实际情况相结合，选育优质、高产的水稻品种。积极推广安全或无公害的防治技术。在保证食品安全与生产质量、产量的情况下，避免病虫害的发生。②强化无公害产品研发力度。加强新型无公害型防治产品研发和推广，积极解决农药残留带来的环境污染问题。

1　挡土墙设计中的关键要素

1.1设计前的工程演算与分析

现代轨道车辆的设计理念中为保证乘员空间的完整性，列车采用多级能量吸收系统，依次是车钩缓冲装置、防爬吸能装置和车体端部变形吸能区。本文中J1界面的车辆采用自动车钩，J3和J6界面的车辆采用半自动车钩连接，其他碰撞界面的车辆采用半永久车钩连接。弹性轮对车辆和刚性轮对车辆采用相同的能量吸收方案，而车钩缓冲器的参数相同，缓冲器的最大阻抗力为800 kN，最大压缩行程为73 mm，其吸能容量为29.2 kJ。地铁列车钩缓装置和防爬装置的能量吸收方案如表2所示。

由于挡土墙工程在使用中受到浸水的作用，因此，在设计前需要就浸水条件下的工程荷载及工况进行演算。挡土墙在浸水条件下所产生的荷载较为复杂，而不同荷载又对应不同的工况。为了防范挡土墙工程受到不确定荷载的影响，就需要就各种荷载情况进行组合分析。通常情况下，挡土墙的荷载由基本荷载和特殊荷载组成，而基本荷载主要包括有土压力、墙身自重、墙顶载荷、填土自重等；特殊载荷主要有不同水位下的静水压力、校核洪水的动水压力等。另外，对于不同地质条件下的其他荷载情况，如地震等作用下导致的组合荷载等等。从挡土墙的浸水条件下来计算工况，主要从进水渠、水位控制段及水位控制段以下进行不同工况分析。前者需要考虑多种因素，如洪水位设计、正常蓄水位、工程检修、校核洪水等情况；对于后者，主要从完建情况、正常蓄水位、泄洪能力、检修情况、地震等其他因素.

2.1工程勘测方面

工程勘测为水利工程前期设计及后续工程施工提供重要参考资料，在挡土墙工程勘测中，主要从地质条件、工程施工环境等方面获取科学数据，为挡土墙的设计与优化提供参考。如果前期工程勘测工作数据不充足，容易误导挡土墙工程施工，也对挡土墙自身的功能带来影响。在勘测阶段，根据工程项目所在地的地域条件，主要从环境勘测、地质勘测、水文勘测中进行数据整合，优化不同工程段挡土墙的整体编排和设计要点。如因缺少某些水文信息，在挡土墙结构及后期工程投入运行中，带来挡土墙自身结构的破坏，加大后期工程维修难度和成本。

2　水利工程挡土墙稳定性影响因素

水利建设作为国家重要基础设施，在全面推进工程结构升级中，要从工程设计、工程施工、工程管理中保障稳定性、可靠性。挡土墙作为对水利工程进行有效加固的构造物，也是水利工程项目中常用的工程地基加固方式。因此，做好挡土墙工程稳定性分析，从可能因素来探讨其特点，为水利工程项目设计、施工提供重要参考。

1.2从构造上来考虑挡土墙的设计要点

挡土墙工程设计需要从两个方面进行着手。一是对挡土墙墙身结构的设计，结合水利工程设计规范要求，针对现场施工地质勘测情况，选择合适的挡土墙结构，保障挡土墙结构的稳定与可靠。通常情况下，对于水利工程中的挡土墙，其墙面多为直线型，坡度与墙背面呈合适角度，墙顶宽度》0.5m；另外，针对挡土墙构造，要从不同水利工程相关规范中，遵循设计要求，并做好对挡土墙使用后的检修记录工作。二是在对挡土墙排水功能的设计，排水系统主要有两部分，一方面是地面排水，另一方面是墙身排水。对于地面排水系统，通常是在地面设计排水沟，防治地表水、雨水等下渗影响挡土墙的稳定性。如设计截引地表水等设施。同时，在有条件的情况下，利用铺砌层来增强排水效果。墙身排水设计主要是排出墙后积水，通常采用泄水孔方式，结合工程施工实际来设置不同位置的泄水孔；另外，在墙身后设计上，可以选择透水性强的材料，来保障泄水孔的效果。

乌申斯基曾说过：比较是一切理想和思维的基础，我们正是通过比较了解世界的一切。比较阅读的教学策略的运用改变了学生被动接受的地位，它让学生和教师平等地研究，平等地探索。而就在这共同的探索中，学生的思维走向多元。《广玉兰》一文教学从中心突破，梳理了脉络，并通过比较发现了文章重点。教师并没有止步于此，而是一以贯之，寻找本文表达上的言语密码。

水利工程在后期使用及维护中，要遵循工程管养规律和规范。对于水利工程中的挡土墙工程，在后期养护中，主要从路基填土、土体变形失稳等方面来养护。特别是在中小型水利工程管养中，要从支撑系统的稳定性上，加强对挡土墙的养护。另外，根据工程管养实际，改善水利工程维护管理，特别是在防洪防汛工作中，要加强对水利工程挡土墙承载性能的分析，及时维护，保障挡土墙的稳定性。

在实验前，要求学生做好分工，每组6位同学，组内6位同学分别完成实验1～6中的某一个实验（课前分好工，防止课上小组分工不协调，耽误时间），其他同学协助，并仔细记录实验现象。这样，不仅锻炼了每位学生的动手能力，也充分体现了小组协作、互助。实验完成后，组内成员一起挖掘现象背后的本质原因，培养学生宏观辨识与微观探析共同发展的化学核心素养。

1.2.2 主要溶液配制方法 (1)1×红细胞裂解液：用纯水900 mL溶解100 mL 10×红细胞裂解液，4 ℃保存备用。(2)PBS溶液：将PBS粉末缓冲体系充分溶于超纯水，配制成1×PBS缓冲液，4 ℃保存备用。

从水利工程挡土墙稳定性不足的表现来看，塌方、裂缝、渗漏、沉降等病害较多，一方面在设计上未能结合地质、水文勘测信息进行优化，另一方面挡土墙在建设、施工及后期管养上存在问题，特别是挡土墙在使用期间，未能从挡土墙稳定性失效等方面进行科学全面评估，导致挡土墙工程质量下降，加剧了病害的发生率。为此，迫切需要加强技术改进和优化，来提升挡土墙的稳定性。

项目工程的施工是基于工程设计要求来进行，也是关系到整个项目稳定性的关键环节。在对水利工程挡土墙的长期跟踪发现，水利工程路基构造是保障挡土墙稳定性的重点，而其本身也存在较多稳定性问题。如在遇到承载力较高的建筑物，对挡土墙的稳定性带来影响更大。为此，在施工中，针对挡土墙工程的核心环节，要从工程设计、工程施工及监管上加强管理，提升工程施工质量，保障挡土墙的工程性能，在与高荷载水工构筑物衔接中，要从抗震、抗压等方面加强挡土墙的综合性能。通常情况下，对于水利工程中挡土墙的稳定性失效问题，多与工程水工建筑物承载力、校核洪水压力、水流冲蚀力等有关，因此，在挡土墙工程的关键部位要加强工程质量管理，提升稳定性。

2.4维护保养方面

2.2工程设计方面

3　改善水利工程挡土墙质量和稳定性的方法

2.3工程施工方面

3.1加筋土技术的应用

项目设计是保障后续工程稳定性的关键环节，对于水利工程的设计，尤为重要。挡土墙因在工程结构中占据重要地位，其结构设计的失误将导致整个水利工程的性能和稳定。因此，需要从设计上对不同地段结构进行优化，减少各类影响稳定性的因素。从设计的具体内容来看，对于挡土墙主要包括墙面、墙背、墙顶、基底、墙踵、墙趾等部分，不同部分在不同结构的设计中又有严格的要求。因此，参照国家水利工程中对不同结构挡土墙的设计规定，从不同工程段基础环境的变化上来改进设计方案。通常情况下，设计师要从挡土墙工程方案的编制上进行统一规划，对于特殊地质条件下特殊工况，优化挡土墙构造方式，避免其他因素破坏挡土墙的稳定性。

问卷调查结果显示，159例用药患者中吸烟、饮酒者分别为60例(37.7%)和52例(32.7%)；女性为97例(61.0%)，男性为62例(39.0%)。

从水利工程挡土墙失稳性能分析来看，地基变形而带来的塌方、裂缝问题较为突出。加筋土是利用融入拉筋带的复合土，将拉筋与土形成紧密的互生关系，来提升土体的稳定性。采用加筋土技术，来增强挡土墙的支挡效果，改善土体的变形条件，实现对工程稳固性能的增强。在工程施工及应用中，通过加筋土技术，对于早期的水利工程结构缺陷，特别是挡土墙结构变形、裂缝具有较好的效果，也增强了挡土墙的稳定性。

3.2加筋环技术的应用

从技术上来看，加筋环是由3个同径大小的钢筋环和若干垂直的立筋进行捆扎，从而构成内侧附着土的工格栅结构，来进行混凝土填充形成稳定的衬垫基础。根据工程设计要求，对于加筋环中的钢筋尺寸及加筋环的周长需要进行计算，以满足不同工程项目中对基础稳定性的要求。需要强调的是，在加筋环技术应用中，一要做好冲切环沟。根据工程分层碾压条件，结合工程平整作业面，依照工程设计来明确圆心位置，并从立筋断料中保障加筋环的技术标准。沿着弧逐段冲切环沟环沟深度略深于加筋环高度，沟宽略宽于加筋环厚度，满足施工要求；二要进行墙面板的按照，对于墙面板，通过预制后拼装，保障各锚固点的稳定性。在墙面施工中，对于压路机不能靠近作业面，可以通过人工方式或小型夯机来进行碾压。

3.3其他技术的应用

从水利工程挡土墙稳定性影响因素来看，在改进挡土墙工程质量中，除了加固方法外，还可以采用其他综合技术方法。如利用加筋环与路堤施工，防止边坡下滑，还能稳定路基；利用加筋环与软土融合，增强地基承载力。另外，在加固方案或工程优化设计中，提升挡土墙的稳定性，其最终目标在于保障水利工程施工质量。工程设计尽管重要，对于工程施工来说更为关键。因此，加强工程施工现场管理，杜绝修改施工设计，强化工程监理，保障施工水平才能发挥工程的最大效益。

［1］王冬梅.挡土墙在水利水电工程中的应用浅析［J］.科技与企业，2015（10）：56-59.

［2］陈卫.加筋土互嵌式景观挡土墙在园林景观中的运用［J］.上海建设科技，2014（3）：36-39.

康锋（1982.08-），男，硕士研究生，工程师，研究方向：水利水电工程设计、施工理论及方案优选研究。

TU476.4

A

文章编号：1003-5168（2015）-12-0024-2