水利工程与我们的生活息息相关，是人们正常用水的保障。在社会发展过程中，随着人们用水量的增加，水利工程建设规模扩大。土石坝作为水利工程的重要组成部分之一，其设计科学合理性直接影响水利工程的建设。因此，设计者在设计土石水库之前，必须对当地环境进行调查分析，实现理想的设计效果[1]。

1水利工程土石水库介绍

1.1土石水库概念

土石水库是指采用当地石材、混合材料和土材，用特殊技术堆积的挡水库。土石坝施工采用的施工技能与其他技能相比，具有较好的经济性能和应用性能，因此广泛应用于水利工程。在实际施工中，由于对土石坝施工使用材料没有明确要求，部分施工队伍使用当地材料，进而有效降低施工成本，提高水利工程经济价值。就拿云南省文山地区来讲，目前已建成的土石坝较多，均采用当地材料进行筑坝，多数土石坝坝型为粘土心墙堆石坝，少部分为粘土心墙风化料坝和混凝土面板堆石坝。另外，土石坝的施工程序简单，只要使用简单的机械设备就能迅速完成施工。施工结束后，检查周围土壤的密度，发生松动时滚动，确保土壤的密度，提高土石水库的稳定性。随着现代科学技术的发展，施工技术、观念不断更新，土石坝施工技术进一步提高。

1.2土石水库的优势和设计类型

土石水库是水利工程的水库体，土石水库工程有很多优势:①工程材料简单，价格便宜，施工成本低②采用科学合理的设计理念，保障水库体性能好，寿命长③水利工程施工技术不断创新，进一步提高土石水库工程水平。在设计土石水库之前，首先根据施工材料、方法和水库高度进行分类，高度在30m以下的是低水库，30~70m的是中水库，超过70m的是高水库。其施工方式主要有滚土石水库和水力冲填土石水库[2]，常用的是滚土石水库。

2水利工程土石坝枢纽设计问题

2.1影响水库坡度质量

在水利工程中，土石坝起着非常重要的作用。在土石水库施工过程中，如果不注意施工细节，土石水库框架出现问题，水库坡度稳定性不足，出现不平衡现象，会产生严重后果。在长时间的环境下，土石水库倒塌的现象不仅会破坏当地的供水系统，还会威胁下游居民的生命财产安全。另外，土石水库失去稳定性后，会影响排水和浸水功能，影响地下水位，严重破坏水利工程结构。土石坝出现问题时，应立即解决，防止土石坝结构问题影响水利工程结构。长期不处理，破坏非常严重，必须重视土石水库的稳定性。

2.2影响土石水库稳定性因素

(1)人为因素。①土石水库发生不稳定情况，施工人员未及时处理，土石水库稳定性多次破坏②土石水库施工结束后，施工人员未定期进行维护，土石水库存在潜在安全隐患。土石坝出了问题，也解决不了。为了维持土石水库的稳定性，可以在周围建设相关工程，提高水库坡口的稳定性，例如开设矿山，建设道路等，或者增加排水量，增加土石水库的重量[3]。(2)自然因素。①土石坝周围环境因素，包括风力，水流速度，地质灾害及各种自然因素作用；②施工使用的材料稳定性较差，进而破坏土石坝内部结构，在时间使用过程中稳定性受到破坏。在自然环境影响因素下，进一步破坏土石水库内部结构，在一定程度上软化，引起水库滑坡。

3水利工程土石坝枢纽设计前的工作要点

3.1环境调查

在水利工程土石坝设计中，需要考虑的因素很多，如当地水文气象、地形地质、工程任务和规模等，设计前首先进行环境调查。水利工程与人们的日常生活密切相关，必须确保土石水库的设计和施工质量，调查人员必须具较强的专业能力。在调查过程中采用先进的调查技术，确保调查资料有助于后期设计和施工。管理者根据调查员的资料和现场调查结果设计施工方案，制作设计图纸。绘画过程中通常采用1:1000或1:500，具体绘画要求取决于设计和施工情况。建设小型水利工程，绘制土石坝绘制比例为1:2000或1:1000，中型水利工程，绘制比例为1:10000或1:5000。此外，还应根据实际施工环境绘制周围的地形、地板和石头分布等[4]。

3.2土石坝轴线是设计重点

土石坝轴线是设计重点，轴线是土石坝的垂直投影。在土石坝设计中，首先要明确轴线的位置，才能有效地开展下一个设计工作。确定轴线不仅能确定设计方案和方式，还能有效保障水库的稳定性。因此确定轴线过程中需要考虑因素较多，其中包括地形地质条件，水文气象条件，水库供水条件，枢纽布置，施工条件，库区淹没及渗漏情况，工程占地，工程经济等。所选土石坝轴线应符合施工方案，避免选择不当轴线，破坏周围环境，发生严重安全事故。另外，由于施工地质条件有很大差异，为了确保土石水库的稳定性，必须选择透水性小的基础。水利施工材料有限，为了减少资源短缺，选择的轴线必须具有较好的经济效益，确保施工材料充足。

4水利工程土石坝枢纽设计要点

4.1合理配置土石坝枢纽

在进行水利工程土石坝枢纽设计理人员详细调查工地，了解当地水文地质条件等，收集相关参数，报告和图纸在对当地情况进行深入研究形成完整设计方案后，应再对工程现场进行勘察，不断优化设计方案，提高设计质量，减小安全隐患发生。在土石坝建设过程中，施工人员严格按照施工图设计方案进行施工，管理人员做好现场监督管理，确保施工高效进行[5]。由于水利工程土石坝枢纽功能较多，枢纽建筑物组成结构也较为复杂，常见枢纽建筑物包括挡水建筑物，泄水建筑物及输水建筑物等，为实现土石坝枢纽全部功能，必须充分考虑影响施工因素，进行科学合理设计施工方案。确保施工项目之间互不干扰，在投入使用后各系统高效运转。在设计过程中，还应充分考虑设计方案的经济效益，在保证土石坝施工质量的情况下，尽量减少资金投入，有效提高经济效益。

4.2土石坝结构设计

不断优化土石坝结构，进一步提高稳定性。土石水库建设位置不同，水流冲击强度不同，建设土石水库结构也不同。在方案设计过程中，根据当地水流的实际情况，设计施工方案。另外，结合施工参数，计算土石水库的负荷压力，进一步优化设计施工方案。防止建设的土石坝质量低下，进而影响水利工程建设进度。根据水利工程施工需求，进一步确定土石坝建设的尺寸，使用材料及坝高等。土石坝边坡建设应考虑实际排水量、建设稳定性和后期维护等。土石坝的高度应根据日常水位高度和最高水位高度设置，以免数量过大影响土石坝，破坏其稳定性。此外，在施工过程中应充分考虑当地地质灾害，优化土石坝结构，降低地质灾害破坏土石坝功能。

4.3防漏排水设计

（1）在土石坝施工中，虽然使用的施工材料为当地石料，混合料或土料，但是在选择前应根据实际施工特点，选择合适的施工材料，选择的材料避免使用易液化的土质。（2）防渗设计是土石坝施工重点。如果施工中土石坝之间有较大的空隙，则无法实现防渗性能。设计前，应根据土石坝轴线设计防渗墙，有效提高防渗功能。(3)实现土石坝堵塞下排功能。在土石坝设计过程中，必须采取相应措施，实现土石坝防渗排水功能。施工中采用先进方式铺设，有效避免水流渗透。坝心墙是土石坝稳定的关键，为了进一步加强土石坝，必须选择排水性好的过滤材料填充在坝心墙两侧。同时，在下游水库脚位置设置棱体排水系统，有效降低土石水库水位。(4)充分结合排水渗水功能。为了实现土石坝的排水功能，必须充分结合渗水功能。只有排水功能与渗水功能相结合，才能最大限度地发挥土石坡能。排走土石坡内大量水流，降低渗水压力，进而降低浸润线。（5）合理设计。合理的设计方案可以进一步加强土石坝的排水功能，确保水流冲刷不会造成土石坝的大面积损害，确保水利工程的正常运行。

4.4水库坡防滑加固

(1)设计前，先了解当地河床和地质状况，然后实地调查当地地质，了解地基结构和施工材料质量，最后结合施工地质状况、当地水库材料状况等，计算施工成本支出，设计经济效益好的设计方案。(2)选择合适的水库类型。由于施工情况不同，施工水库类型不同，其中土石水库常用的代表水库类型有混凝土(或沥青混凝土)面板水库、粘土(或沥青)心墙水库、粘土心墙(或斜墙)风化水库、均质土水库等[6]。选择水库型应结合地形地质条件，充分考虑当地水库材料、当地水文气象状况、枢纽配置、施工技术、抗震性、温度、渗水性、自重等。根据当地特征，最终确定建设适合当地水库型。

5结语

综上所述，土石坝枢纽设计是水利工程的重点。土石坝建设使用材料简单，施工技术简单，广泛应用于水利工程建设。但在实际施工中，由于设计考虑因素较多，土石坝无法充分发挥功能，影响水利工程的正常运行。因此，在设计之前，要充分考虑当地的环境，确保设计合理，施工也能顺利进行。

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