水库大坝设计及稳定研究

段斌

【摘要】水库大坝工程是促进国家经济发展的重要因素，而对于水库大坝工程的设计，则是关系到水库大坝完工后安全运行及带来巨大经济效益的前提。然而水库大坝工程的设计需要涉及到地区的地质条件、地理环境、工程资金等众多方面的因素，因此为了保护日后其能够安全运行，并且不对当地的自然生态环境进行破坏以及人民群众的生活得到安全保证的前提下，在设计之初就要考虑解决这些问题。当然除了科学合理的设计之外，还要对水库大坝进行相应的稳定研究。本文主要以新疆地区为例，针对目前我国水库大坝工程可能存在的问题，提出合理的设计要点分析，最后得出相应的稳定研究。

【关键词】水库大坝；工程存在；问题；设计要点分析；稳定研究

水库大坝的主要作用是用来促进农业的发展并且有效的防御自然灾害，但是由于我国水库大坝工程设施技术的落后、工程资金不足及缺少相关的专业技术人才等因素，虽然也尽量的避免，不过在建造中或多或少会存在不足。

一、水库大坝工程存在的问题

当前由于专业技术不足及质量监督检验不够严格，导致水库大坝工程建造容易出现以下问题：

（一）抗震性及抗侵蚀性不达标

水库大坝的抗震性及抗侵蚀性是保证其能够安全稳定运行的一个重要因素，在建造中，由于前期设计不足够科学合理，致使后期建造中，其抗震性及抗侵蚀性也难以达到标准。千里之堤，毁于蚁穴。在面对独特的地理环境及应对自然灾害时，如果这样的水库大坝仍然在投入使用，将很难发挥其实际作用。就拿新疆地区为例，春夏两季，季风较多，且风沙较大，对水库大坝的建设侵蚀较为严重，容易造成基面的破坏，最终导致其可能出现渗漏、断裂等现象的出现。

（二）防渗措施不够科学

防渗技术是水库大坝建造中的一项最关键的技术。但是现在有些水库大坝的建造，尤其是有些小型的水库大坝，在建造前由于前期对建造区域的地质结构勘察不够仔细及对自然地理环境因素考虑不够全面，导致后期设计及建造時所使用的防渗措施也不够科学，促使水库大坝的安全稳定性降低。新疆地区地质多为砂石，如果前期勘察不够仔细，那么就会导致，在建造中基面填充的材料选择不够科学，那么在加上后期的季风及砂石的侵蚀就很容易导致水库大坝的渗漏现象出现。

二、水库大坝的设计要点分析

针对上文提到的容易出现的相关问题，分析得出水库大坝建造的设计要点

（一）抗震性的设计

水库大坝的建造，基面的填充物多为就近取材，因此在新疆地区来说，其填充物多为砂石，这样就是其在遇到地震时的抗液化破坏难以得到保证。因此在前期设计时就要注意根据勘查的具体情况对水库大坝的基面填充物进行相应的加固处理，目前我国较为常用的技术方法有置换法、强夯法、加密法及抛石压重法等。简单来说，在建造中要根据作业区域的地质结构进行加固方法的选用，新疆地区由于地下水位较高，容易出现较大的水压差，导致地质结构层面容易出现液化，因此在此地区较为常用的方法多为置换法及强夯法。置换法就是要把基底液化的土层挖走，然后在选用抗液化性好的其他材料进行回填。强夯法则是通过重力加压的方式，增加填充砂石的密实度，以达到基面加固的目的。

（二）防渗性设计

防渗性的设计一般采用上堵下排原则，分为水平防渗和垂直防渗两种方式。防渗性的设计，主要是填充材料的设计选择。选择填充材料要以详细的地质形态、自然环境数据为依据。现在就我国整体来说，采用的防渗措施基本是采用混凝土防渗墙。这种防渗技术要求的施工条件不高，而且耐用性及实用性更强，既能起到防渗效果又能更好的对水库大坝进行加固处理。

（三）设计选择合理的设施设备

随着社会的发展和科学技术水平的提高，水库大坝的建造也要依靠更加现代化的设备，这样在设计建造时，就要首先对工程地点进行详细的勘查，充分了解当地的人文、地理、气候等情况，方便在设计时更好的对设施设备进行选择，避免“边勘探、边设计、边施工”这样三边工程的出现。同时也能更好的避免因设备选择不合理造成后期材料锈蚀风化严重的情况发生，进一步保证水库大坝的稳定。

（四）大坝结构的设计

大坝结构合理的设计是建造的前提也是基础。然而对于其结构的设计，最主要的目的就有一个，那就是保证大坝的稳定安全性。在设计结构之前，要充分了解各种于工程相关的材料，尽可能的找专业性强而且对当地详细情况更加熟悉的设计师进行设计绘制。在保证大坝稳定的同时也要保证坝顶宽度及大坝坡度符合相应的国家标准。

三、水库大坝的稳定研究

保证水库大坝的稳定运行，要从三个阶段入手

（一）建造前

建造前期对水库大坝合理的设计是保证其稳定的前提。设计的可靠程度有多大，水库大坝的稳定性就有多高，因此在设计之初，就要确保勘查的地质深度、结构、形态是否达到标准。然后在结合勘查数据及实验研究进行主体的设计。在设计方案出来后，还要对设计方案进行虚拟的测验及稳定计算，从而在根据设计方案选择合适的建造材料。切实保证设计的可行性。

（二）建造中

专业的施工技术人员是保证后期水库大坝稳定运行的基础。现代化的设备，就需要更加现代化的技术人员进行操作。参与作业的各个环节的工作人员，应该严格按照设计方案进行选材、操作、施工。与设计思想保持高度一致。并且在建造中，在各个环节结束后，都应该针对其进行相应的稳定计算及实验，进而保证水库大坝的稳定。

（三）建造后

在水库大坝建造完毕投入使用后，也要对其进行科学合理的规划使用并且制定相应的保护措施，组织人员进行统一的管理及维护。定期对大坝运行状态进行检测。加强水库大坝基面的巡视检查，做到及时发现问题及时解决，避免因工作不到位给水库大坝造成损害。

结语：

水库大坝建造水平的高低，直接影响着后期所带来的经济效益的高低。水库大坝建造水平的提高，也是关系着我国农业发展的组成因素。水库大坝的稳定运行，是保证其蓄水抗旱能力的必然要求，在遇到自然在还是才能够及时有效的发挥其实质作用。因此，水库大坝的建造更要保证其高标准、高质量，保证建造水平的高水准。

参考文献：

[1] 马元珽. 约旦Al-Wehdah RCC坝设计接近完成[J].水利水电快报. 2003（06）

[2] 邓安祥.水坝设计的安全监控和风险分析[J]. 黑龙江水利科技. 2014（02）

[3] 张友刚.实例探析水库大坝设计[J]. 河南水利与南水北调. 2013（22）