水利水电工程水工设计方案对比研究

2014-04-02廖声海杨正猛

黑龙江水利科技 2014年6期

关键词：土料水工设计方案

廖声海，杨正猛

(黔东南州水利电力勘察设计院，贵州凯里556000)

水利水电工程水工设计方案对比研究

廖声海，杨正猛

(黔东南州水利电力勘察设计院，贵州凯里556000)

随着经济社会的不断发展，水利水电工程数量不断增加，质量要求也越来越高。作为水利水电工程的重要组成部分，水工设计的技术性要求非常高，除了要充分考虑水工设计的合理性外，还需要满足整个工程的要求。为了提高整个工程投入的收益，需要在多种备选的方案中选择收益比最高的方案。文章介绍了水工设计的重要性意义，重点分析了水工设计方案对比的原则和水工方案设计对比时应该考虑的因素。

水利水电工程;水工设计;方案对比;原则;研究

1 进行方案对比工作的重要性

1.1 水工设计方案的步骤

水利水电的水工设计方案是一个综合性和系统性都非常强的工作，其中包括4个步骤，分别是水工设计方案的计划、水工设计方案的制定、水工设计方案的对比以及水工设计方案的确定［1］。任何一个步骤出现问题都会影响最终设计方案的呈现，进而对整个工程的施工进步、质量、资金投入造成重要的影响。

1.2 水工设计方案的对比研究

在水工设计方案的确定过程中，水工设计方案的对比向来受到设计工作人员的重视。这是因为，水利水电工程的设计和施工难度都非常大，安全性要求非常高，因此其成本投入比较大，一旦在方案对比研究的时候疏忽了一些细节信息，那就可能对整个工程的造价产生重要的影响。因此，必须要遵循一定的原则，充分考虑施工方案的各种因素，只有这样才能够在最短的时间内选出最佳的方案，使水利水电工程能够高效顺利的进行［2］。

2 设计方案对比的原则

2.1 实事求是的对比原则

水利水电工程是一个安全性和技术性要求都非常高的工作，越来越受到国家相关部门的重视，此外，巨大的工程规模使得工程的成本非常高，任何一个企业都非常重视。面对实实在在的水工设计对比研究，遵循实事求是的原则是必要的。该原则是建立在对既有设计方案优缺点认识的基础上的，对设计方案进行实实在在的对比研究［3］。该原则强调的是，不能因为任何个人的意见而放弃合理的设计方案，也不能为了特别挑选某个方案而对其优点进行无限地扩大，对其它方案进行无限制的贬低、扩大其缺点。

2.2 全面兼顾的原则

为了提高水利水电的整体施工质量和经济、社会效益，国家相关部门近年来非常重视设计、施工方案以及工程验收的整体考核与评价，对于设计方案中关于施工计划、工期长短、施工要求、造价预算、安全因素等方面进行全面系统的分析和研究，因此，对水工设计方案对比研究必须要注重全面统筹兼顾。在具体的操作中，首先要收集整个施工方案的所有影响因素，分析这些因素在整个工程中的主次区分，对这些因素进行全面、针对性地分析。在充分分析了各个方面和相关的因素之后，根据工程的整个实际情况选择最终的最有的方案。

2.3 平等性对比原则

在选择方案之前需要制定一定的选择标准和特别需要注明的要求，在此基础上对备选方案进行针对性的在所制定的标准下进行充分的分析，而不能够以不同的标准来衡量不同的方案。为了实现平等性的设计对比要求，需要做到，所有的备选方案必须在同等的指标和任务之下进行考核，各个方案的对比研究前提必须一致;对制定出的方案进行初选的时候，如果发现其不能够满足工程的规范要求或者安全要求的话，就应该及时将其删除;注重设计方案必须要在同一个水平位置上，即使不能够达到这一要求的话，也要满足某些方面在一个水平线上，如此才不会错过优质的方案。

3 设计方案对比时需要考虑的因素

3.1 方案的设计

方案设计阶段的方案选择非常重要，在进行方案设计的时候需要考虑其设计的目标和可以满足的安全状况、考虑工程施工的各个要求、整个工程的施工量，既要满足安全的需要也要满足技术的可行性。

3.2 工程建设投资

工程投资是水利水电工程水工设计的重要内容，对设计和施工的整个环节都具有重要的影响。优质的水工设计能够增加投资收益、控制工程的整个规模、充分节约工程成本。

3.3 工程环境影响

工程环境的影响主要包括施工地区的环境情况;施工对于地面建筑物的影响;对水体、空气等的影响;制定合理的保护施工环境的方法和措施。

4 水利水电工程水工设计实例

4.1 工程概况

某水库枢纽工程由大坝及泄水闸等组成。该工程采用明渠导流，立堵法截流进行施工。该大坝施工承包商首先根据设计要求就近选择一料场，该料场土料黏粒含量较高，含水量适中。在施工过程中，料场土料含水量因天气等各种原因发生变化，比施工最优含水量偏高，承包商及时采取了一些措施，使其满足上坝要求。

4.2 工程设计分析

4.2.1 采用的器械

适合于该大坝填筑作业的压实机械有羊脚碾、气胎碾和夯板。

4.2.2 压实设计

该大坝的压实标准采用干容重控制。土料填筑压实参数主要包括碾压机具的重量、含水量、碾压遍数及铺土厚度等。压实参数可以按照这些步骤进行:在确定土料压实参数前必须对土料进行充分调查，全面掌握各料场土料的物理力学指标，在此基础上选择具有代表性的料场进行碾压试验，作为施工进程的控制参数。

因试验不能完全与施工条件吻合，在确定压实标准的合格率时，应略高于设计标准;首先选择具有代表性的料场，通过理论计算并参照已建类似工程的经验，初选几种碾压机械和拟定几组碾压参数进行试验;黏性土料压实含水量可取w1=wp+2%;w2=wp;w3=wp－2% 这3种进行试验，wp为土料塑限;选取试验铺土厚度和碾压遍数，并测定相应的含水量和干密度，作出对应的关系曲线。再按铺土厚度、压实遍数和最优含水量、最大干密度进行整理并绘制相应的曲线，根据设计干容重rd，在曲线上分别查出不同铺土厚度所对应的压实遍数和对应的最优含水量。

最后再分别计算单位压实遍数的压实厚度进行比较，以单位压实遍数的压实厚度最大者为最经济、合理。