关于水库大坝设计要点分析

王莹璐

摘 要： 在水库工程建设过程中，大坝作为水库主要挡水工程，其设计质量直接关系到水库日后安全运行和运行效益。因此需要做好水库大坝设计工作，并在实际设计中要对各种因素进行综合考虑，确保水库工程建成后的安全运行。

关键词： 水库大坝；设计；问题；设计要点

水库主要承担着农田灌溉和预防洪涝灾害的任务。通过水库工程建设，可以实现水资源的合理利用。但在当前水库建设过程中，存在较多的因素从而影响水库使用性能。因此在水库大坝设计之初即要重视抗震性和防渗性设计，以此来保证水库大坝运行的安全。

1水库大坝设计中存在的问题

在当前我国大多数水库大坝设计中都存在设计标准偏低的问题，同时一些中小型水库还存在边勘察边设计边施工的问题，这就导致工程安全隐患较多。由于水库大坝设计标准普遍偏低，当遇到超标准设计的洪水或是泄洪设施配备不足时，则会导致水漫过坝顶，严重时会导致溃坝事故发生。而且在水库大坝设计工作中，由于前期地质勘查工作不到位，因此水库大坝管涌、流土和脱坡等渗漏问题也时有发生，严重的渗漏破坏还会引发溃坝和冲决等险情，带来严重的危害。一些水库大坝设计时存在抗震设计标准偏低问题，水库大坝安全系数无法满足现行标准及规范要求。特别是部分水库建面地震灾害频发地区，一旦地震灾害发生，水库大坝地基中的砂土则会发生液化，给水库大坝带来严重的危害，情况严重时还会发生沉陷、变形及开裂等问题，对水库下游人民的生命安全带来严重的威胁。

另外，目前我国大部分水库大坝设计中还存在结构稳定性差的问题，主要是由于主要建筑物如溢洪道、输水洞等基础较差，加之结构设计不合理，因此极易发生不均匀沉降，由此导致水库大坝结构失稳，影响水库的正常使用功能。

2大坝设计要点分析

为了确保水库大坝的安全，则水库大坝设计要做到较好的可靠性。大坝设计作为水库大坝建设的基础和前提，需要以水文和地质等基础资料作为基础，因此要做好前期勘察工作，确保勘测结果的准确性，同时勘测深度和范围也要与设计要求相符，查清库区地质环境和坝基地质问题。通过计算和分析来确定科学的设计方案，从而为水库大坝安全运行提供重要的保障。

2.1防洪设计

水库工程在防洪工作中发挥着非常重要的作用，因此在具体水库大坝设计时，要与现行规范要求相结合，同时还要以实际勘察的水文、地质资料作为重要依据，结合当地社会经济和自然条件，进而来选取合适的设计洪水标准。科学的制定度汛方案和应急措施，有效的实现对洪水的防范，避免发生洪水漫顶及溃坝事故，确保水库能够安全度汛，保证下游人民群众的生命和财产安全。

2.2抗震设计

对于一些砂土填筑修建的水库大坝，如果在该区域内突然发生地震，很容易引起砂土液化问题，从而给水库造成严重的破坏。为此，需要对水库大坝进行抗震设计。在抗震设计中，我们可以采取以下几种方法：置换法、抛石压重法和人工加密法等。置换法主要是指挖除液化区内的砂土，并在液化区内填筑具有较好抗液化性能的石渣；抛石压重法主要是指在砂土表面进行加压，以达到提高砂土应力的目的；人工加密法是采取振冲、强夯等措施，以提高砂土的密实度。除此之外，在抗震设计中土石坝的坝轴线采用直线或微向上游弯曲，避免转折尽量选择抗震性能和抗渗稳定性较好且级配良好的土石材料筑坝；位于设计烈度为8度、9度地震区的土石坝，应适当加宽坝顶，并放缓坝坡。

2.3防渗设计

在水库大坝防渗设计工作中，主要以水平防滲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。

2.4结构设计

在进行水库大坝结构设计时，最基本的要求就是确保结构的安全性、稳定性。因此，在设计时需要广泛收集和整理结构方面的相关资料，以确保工程设计的质量水平，提高水库大坝结构的安全性、稳定性，同时要避免“三边”工程的出现。首先，确定坝顶高程和宽度，并设置坝顶排水设施。其次，确定坝坡坡度。一要结合实际情况对水库大坝坡度进行确定；二要结合坝体的荷载来计算坝坡的稳定性，确保满足相关规范的要求。再次，对水库大坝护坡，需采用安全可靠的护砌材料，防止库水因风浪淘刷坝坡，影响坝坡安全与稳定。

同时，在大坝结构设计中，存在着坝基及输水洞基础较差，压实度与承载力不满足规范等问题而引起的不均匀沉降现象。不均匀沉降导致坝体出现裂缝、坝顶路面开裂，输水洞涵管破裂损坏等，因此我们在设计时必须对坝基及输水洞基础做好相应的处理措施。

2.5选择合适的金属结构设备

在水库大坝设计工作中，需要做好前期实地考察工作，通过掌握准确的水文地质资料，详细了解建设地址的自然状况，并选择与当地实际情况相适应的金属结构设备。把控好设备的质量，在设备实际应用过程中要避免出现生锈及腐蚀等现象，以此来提高水库大坝建设的的质量，更好的发挥出水库大坝的重要作用。

3 结束语

在水库建设过程中，水库大坝设计作为非常关键的一个环节，其对于水库施工的顺利进行及水库工程效益的发挥具有非常重要的意义。因此在实际水库大坝设计过程中，需要做好详细的勘察工作，并针对于坝址及坝型进行多种方案的优选，在满足大坝防洪设计规范的前提下与当地大坝的防洪设计标准相结合，并综合水库的用途及各种外界因素来确保大坝的防洪设计标准，严格按照相关规范要求对水库大坝的防渗、排水、抗震及结构稳定性进行设计，并针对于设计中每一个节点的质量进行有效控制，确保大坝建成后能够安全运行，更好的发挥出水库工程的整体效益。■

参考文献

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[2]雷臻.水库大坝防渗设计分析[J].黑龙江水利科技，2012（11）.

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