小型水利水电工程中岸墙的设计与创新

小型水利水电工程中岸墙的设计与创新

张婷婷

定西市水利水电勘测设计研究院甘肃定西743000

摘要：国家基础建设工程中将水利工程建设作为核心，它与人们生活水平的提高和国家未来发展状况息息相关。我国相关部门在近年来对水利规划和设计方面投入了越来越多的资源，促使研究人员对水利工程的技术进行了深入研究，不断丰富创造性建设方法。文章以挡土墙的分类开始，通过对岸墙在实际工程中的布设、岸墙的设计以及设计中遇到的问题进行了分析，讨论了较为经济合理的岸墙设计方式。

关键词：水利水电工程；岸墙；设计

1一般水利规划设计目标

1.1优化水资源配置

优化水资源的资源配置，改善实际的水资源环境，是实现创新设计的基础。例如，若提供供水，需要综合考虑区域的各类水资源，进行统一资源调配。河道水的规划也需要进行合理规划，保证河道周边的环境需要，加强防洪以及涝害的灾难处理能力。

1.2重视水资源分类

水利规划的一个重要前提是划分好水资源的类型，最好分类措施。实际施工过程中，应用到的水资源主要是地表水和地下水两种来源，这也是可以开发利用的。通过实施实际勘查，明确当地的水质条件，不仅可以高效的利用水资源，也可以完善水利规划管理工作。同时，通过对水资源的分类处理过程，实现了水资源的创新。

1.3实现协同发展

水利规划应当注重与当地的经济的发展实际现状为依据，做好相互协调。国民经济发展中水利工程是一项非常重要的内容，同时水利工程规划设计处于一种非常重要的位置。因此，在进行水利规划设计时要进行持续创新和完善，在每一个环节中做到产品消耗最小化，实现与经济发展的协调性，推进可持续发展。

1.4强调可持续利用

需要对水利规划设计做好整体性认知，提供创新性举措，实现可持续发展。对水资源进行适度开发，避免出现水资源的过度开发，实现平衡的水资源利用方式。经过创新的设计技术，考虑到水资源的可再生性发展，保护好水资源，减少水资源的污染。严格要求水利工程的规划管理工作，以不同地区的地质条件和当地的经济发展状况，结合环境保护的措施，实现水利工程的和经济的发展，合理科学的开发利用水资源。下文将以水利水电中的岸墙设计为例，规划水利工程建设目标，以供参考。

2岸墙的结构型式设计

在水利水电建筑物设计中经常用到的挡墙型式有以下9种，在中小型水利水电工程中，重力式、半重力式、悬臂式挡墙较为常见，以下对其中3种挡墙形式在水利水电工程中的设计与应用进行讨论，起到抛砖引玉的作用。

（1）岸墙设计前，首先需要对现状河岸、主体建筑物进行勘测，然后结合技术可行性与经济合理性进行选型。重力式挡墙以自重与地基产生的静摩擦力来维持稳定，防止滑动，是在工程中经常应用到的一类挡墙。一般情况该墙迎水面垂直设置，背水面采用坡度设置，以土压力来辅助维持墙体稳定。

（2）挡墙的材料一般可以采用块石，砌石，砖或者混凝土铸成，混凝土式岸墙在施工中，材料用量较大，目前市面上供应的混凝土的造价越来越高，建设的成本较高。但适用范围广，施工与设计较为方便，在大小型的水利工程中都有应用。这种挡墙对地基承载力要求相比其他挡墙更高，土质地基一般采用强夯法处理，或铺设0.1m以上的垫层。

（3）悬臂式挡墙相对于重力式挡墙较为单薄，需要通过墙后填土维持稳定，这种挡墙结构也较为简单，主要构件为立壁、趾板及踵板。施工方式为用模板将钢筋混凝土浇筑成L型，钢筋给单薄的墙身提供了足够的抗拉性。悬臂式挡墙比起重力式挡墙更加节省混凝土，且抗拉性能较好。河流，渠道左右岸的地基多为软弱土层，土质相对较差，采用较重的重力式挡墙可能会造成土体的不均匀沉降，此时可采用悬臂式挡墙作为岸墙。

（4）扶壁式挡墙可以称为悬臂式挡墙的加强版，高度在6m以上时可采用扶壁式，因墙后填土较高，悬臂式挡墙单薄的力壁无法承受过大的土压力，此时在墙踵悬臂处增设钢筋混凝土结构作为支撑能够有效防止墙体变形。

3岸墙的布设

岸墙主要功能不仅为挡土，亦做导水之用，所以在设计时须充分考虑周围地形，地质。我们知道，河流蜿蜒曲折，设计于河道的挡墙可采用直线和弧线结合布置，这样能够降低水体的能量损失，增加挡墙的抗冲能力。在拦水坝的设计中，岸墙经常用来引水导水，可设置在上下游边坡，或者溢洪道进水口。为了保证溢洪道的正常泄洪，岸墙设计可考虑喇叭口形式。在水电站的设计中，可以在引水渠及尾水渠设置岸墙。设计需考虑进水口压力管道的尺寸和布设，出水口对水流方向的控制，岸墙的布设宜协调美观。在河道改造设计中，岸墙的布设需考虑到河道美观、河道过流、两岸交通要求、以及与其他跨河水工建筑物的连接。岸墙的设计并非简单的根据地形进行绘制，而是需要对周边水工建筑物的布置进行多方位的考量。

4岸墙的结构尺寸

岸墙的尺寸设计中，墙体的高度需要重点考量，在水利水电工程中若墙体的设计高度达不到要求，可能会造成主要建筑物无法正常运行，情况严重会造成水流漫溢，对周边农田或居民区造成危害。挡墙的顶高与挡水坝坝高的设计计算类似，应考虑正常水位、波浪高度及安全超高。墙体厚度的设计会影响到墙体自重，受力大小，内力分布等，水利水电工程中，混凝土墙体的顶厚（最薄处）需要大于等于0.3m，其他材料如干砌石或者浆砌石等的顶厚需大于等于0.5m。其底厚与顶厚的标准类似，且不得小于顶厚。在水利水电工程中，岸墙的埋深需要考虑到地基的土质、沉降，更要考虑到水流的冲刷，防止岸墙基础因过度冲刷致其倾覆，以计算好的冲刷深度向下挖深0.5～1m为宜，有条件的情况下可对河底换填抗冲刷材料，或设置底板。

5岸墙的抗渗性设计

挡墙在水利水电工程中的抗渗性能也是设计中必须考虑的问题。在岸墙设计中，较为常用的材料为混凝土、浆砌石、或环保砖等，不可采用干砌石等无法挡水的材料用作岸墙。若需要采用渗透性较强的材料作为基础，则需对挡墙外侧进行防水处理。在龙门地区，境内多年平均气温21.7℃，多年平均蒸发量1220.9mm，多年平均陆地蒸发量797.7mm，多年平均降雨量2156.6mm。降雨量较大的季节，降水会淤积于墙后，在岸墙设计中，需设置排水管，可采用梅花形布置，间距和管径可根据当地集雨面积进行调整，排水管口用反滤料和土工布进行包裹，防止土体流失。

6创新及绿化

近年来我国一直在工程建设领域倡导新技术，新工艺，创新一直是行业发展的秘籍。对于水利水电工程中的挡墙设计，创新可以从绿化的角度入手。在我们设计时，岸墙可以采用格宾挡墙加土工膜的型式，在迎水面的水面线以上种植绿化带，既能起到挡水作用，又能防止水土流失，还能兼顾自然生态，一举三得。

7结语

在一些项目中，岸墙作为一种附属建筑物，起到保证主体工程正常运行的作用，但在设计中需要考虑的内容并非比主体工程要少。墙的设计从人类起源开始就应用于各类建筑物中，从用有机物的草、木，到采用无机物的泥土、石块，再到混合材料的混凝土，技术在更新迭代，作为城市河道、渠道的标志性建筑，岸墙的设计不仅应坚固耐用也应朝着绿化加美观的方向发展。生态环境和功能实用同时兼顾的岸墙设计，是人与自然和谐相处的标志。

参考文献：

［1］SL379－－2007，水工挡土墙设计规范［S］

［2］天津大学林继镛主编.水工建筑物.5版.北京：中国水利水电出版社，2009

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［4］王冬梅.挡土墙在水利水电工程中的应用浅析［J］.科技与企业，2015（10）：157

［5］高青松.重力式浸水挡土墙的稳定问题［J］.山西建筑，2018，44（33）：48－49