黄耀乾

【摘要】水坝设计是一项复杂且系统的工作，设计水平的高低，直接关系到水坝投入使用后的安全性与稳定性。因此，有必要针对水坝设计中的安全问题进行深入分析，提升这一领域的技术水平。本文阐述了水坝设计的具体内容，并对设计中的安全问题及其应对措施进行了系统分析，希望对我国水利工程事业的健康发展有所贡献。【关键词】水坝设计；安全问题；分析在水利工程中，水坝发挥着控制水流、防止洪灾、灌溉农田以及水利发电等一系列重要作用，是水利工程中不可替代的重要设施。因此，务必要做好水坝设计工作，针对如何减少其安全问题进行系统研究，为整个工程的顺利施工及使用性能打下良好的基础。1、水坝设计1.1水坝结构及尺寸设计1.1.1坝顶高程坝顶高程有两种计算公式：①按设计洪水位进计算。计算公式为：设计洪水位+△h设=坝顶高程；②按校核洪水位计算。计算公式为：校核洪水位+△h校=坝顶高程。为确保坝顶高程的科学合理性，应同时使用两种公式进行计算，取较大值做为最终的计算结果。1.1.2坝顶宽度为满足交通等方面的实际需求，水坝坝顶要具备一定的宽度。通常情况下，取坝高的8%-10%做为坝顶宽度，但最窄不得低于2米。1.1.3坝面坡度不论哪种水坝，为了防水压、防渗漏和防滑动，都要设计成上窄下宽的样式，并具有一定的坡度值，坡度值的大小视工程的具体要求而定；另外，无论是上游坝坡，还是下游坝坡都要采用折线面。起坡点的计算方法为：（1/3-2/3）H1（H1为坝前设计水深）。1.1.4坝底宽度坝底宽度是在稳定性的基础上，通过受力分析计算得出的。根据以往的设计经验，可用坡度值计算出坝底宽度，必须确保宽度符合建设要求。1.2水坝的防渗漏设计1.2.1混凝土防渗墙混凝土防渗墙具有很强的适用性及实用性，对施工条件没有过多要求，且具有较好的耐久性和防渗漏性，能够发挥出非常好的防渗作用。因此，在目前的水坝防渗加固设计当中，混凝土防渗墙得到了非常广泛的应用。但是，在施工的过程中，必须确保相邻墙段之间或桩柱之间的连接质量。一旦存在连接不良的现象，则会给坝基带来安全隐患，降低水坝的安全系数。1.2.2高喷灌浆技术高喷灌浆是一种效率高、成本低、技术稳定可靠的防渗工艺，从根本上攻克了小颗粒熟土不易注浆加固的难题；另外，这种工艺对于施工场地的要求不高，在我国的水坝防渗加固设计中得到广泛应用，尤其适用于砂性土、黄土和淤泥质土等情况。1.2.3劈裂灌浆技术这项技术是先沿着坝轴线进行竖向钻孔，再通过适当的压力灌浆，将坝体沿着坝轴线的方向劈开，随着泥浆的灌注，逐渐形成连续的竖直浆体防渗墙。其缺点是局限性过大，通常情况下，只适用于坝高在50米以下的宽心墙坝或均质墙坝，施工环节只能在低水位时进行，灌浆过程一旦控制不好，还容易造成坝体失稳、滑坡等后果；但也凭借效率高、成本低、易施工等优质，在水坝防渗加固中得到一些应用。1.3抗震设计砂土填筑的水坝在遇到地震时，极易遭到液化破坏。因此，有必要对水坝进行抗震加固设计。主要有以下几种设计方法：①抛石压重。通过给砂土表面加压，增强砂土密度及有效应力；②置换。具体的说，先将液化区的砂土挖除，再用抗液化性能好的块石石渣进行填充；③人工加密。通过振冲、强夯等方式，提高水坝的砂土密度及液化能力；④通过排水减压井，提高水坝砂土的抗液化能力。2、水坝设计中的安全问题及应对措施2.1水坝风险评估对安全的影响及应对措施导致水坝事故的因素很多，例如质量、管理方面的失误等等。因此，在水坝设计环节必须做好风险评估工作，对输泄水设施及机电设备进行风险识别，找出问题的根源，有针对性的采取解决措施，控制风险带来的影响程度及范围，最大限度的抑制或转移风险。例如某工程的水文、洪水情况较为复杂，就应在设计环节对其关键點进行详细说明，以便于及时采取相应的工程措施；另外，在抗震工作方面，要对其中的风险性展开认真细致的分析，确定相关信息数据的真实性与准确性，第一时间发夙潜在危险，做到防患于未燃；当确认危险来源于闸门时，例如闸门启闭不及时这一类问题，应强化电源的可靠性；如果是地基存在问题，则会影响水坝的正常运行，必须采用合理措施对其进行加固。2.2水坝设计对安全的影响及应对措施目前，很多水坝工程在勘测设计环节存在问题，例如勘测设计院投入的力量不足、勘测深度不够、设计标准偏低、相关参数缺乏准确性等等，这一系列问题给水坝工程留下了巨大的安全隐患，甚至引发水坝事故。因此，工程管理部门应严格把关水坝设计这一重要环节，要求勘察设计单位必须按照国家相关规范要求，开展勘测、设计以及相关调研工作，凡事做到精益求精，确保勘测结果的真实性与准确性。推动水坝工程事业朝着规范、标准、安全的方向发展。2.3水坝运行管理对安全的影响及应对措施我国虽然已经成立了专门的水坝管理机构，其运行机制与制度体系也较为完善与规范。但是，仍有一些中小型水坝，尚未建立起专门的运行管理机构，其运行管理机制还存在着诸多管理漏洞，使得这些水坝要么存在基础设施不足或者严重损坏的现象，要么出现设备老化，严重锈蚀的问题，还有一些水坝相继出现了筑坝材料老化、劣化的迹象，使得水坝的运行管理状况危危可及，极易发生水坝事故。要想改善这一局面，提高水坝的安全水平，应彻底摒弃以前那种“重建轻管”的做法，对各项设备进行定期检查，精心管理，第一时间排除风险隐患。结束语：随着我国水利工程的日渐增多，水坝的安全运行，直接关系到人民群众的生命财产安全与社会经济的可持续发展。水坝工程设计人员，要清醒的认识到自身工作的重要性，本着认真负责的态度，做好每一项工作。在提升设计方案合理性的同时，针对各类安全问题采用有效措施进行积极应对，从源头上确保水坝土程的建设质量。从而更好的服务于社会经济发展，为人民群众创造福祉。参考文献：[1]丛真，赵占富.水利工程中设计风险对水坝安全的影响分析[J].科技创新与应用，2013.[2]吕建辉，吕建宾.水坝施工设计探讨[J].水利专论，2012.[3]梁小勃GPS系统在水利工程测量中的应用[J].内蒙古水利，2011（03）：135-136