水利水电工程首部枢纽壅水建筑分类与设计

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随着我国能源形势的日益严峻，做好水利水电工程建设工作，促进我国绿色能源产业的发展成为水利建设研究者的重要工作。在研究过程中，水利工程首部枢纽中壅水建筑的技术研究，如何为水利水电工程建设发展提供支持成为我们研究的重要内容。在技术研究中我们发现，在壅水设备技术实践性，合理的设计工作可以为其质量的提升提供有力保证。因此，我们根据首部枢纽壅水建筑的分类，以及其在设计中的主要特点，开展了技术实践性研究。

1壅水建筑主要分类

在水利水电工程建设中，壅水建筑物是首部枢纽中挡水建筑的一个组成部分。在工程建设过程中，我们一般将仅用以抬高水位的、高度不大的闸、坝等挡水建筑成为壅水建筑物。在实际的水利水电工程中，水利壅水建筑主要分为壅水闸、壅水坝，以及临时的壅水围堰三种建筑。在此处研究中我们主要以前两种壅水建筑为研究内容。在水利水电建设过程中，我们在设计中可选用的壅水建筑包括了溢流坝、翻板闸和橡胶坝三类建筑类型进行选择。在实际的水利设施应用中，这三类建筑具有以下特点：首先，溢流坝在实际的使用中堰顶高程较高，但是在壅水过程中，遇到大型洪涝灾害时因溢流坝缺乏闸门调节，容易造成首部枢纽上游水位过高，引发事故的出现。其次，是在水利河道中修建翻板闸，进行水利工程的水位控制以及泄流工作。其在泄洪过程中较为方便，但是由于其控制闸门较多其控制过程较为复杂。最后，在当前的壅水建筑设计过程中，橡胶坝建筑的使用是我们经常采用的一种建筑类型。使用过程较为灵活，操作方便，同时建筑较美观，是较为先进的壅水建筑类型。

2壅水建筑设计特点研究

在实际的壅水建筑工程施工过程中，提高建设设计质量是我们技术工作的重要组成部分。在实际研究中，其建筑设计要点包括了以下四点。

2.1结合自然环境与应力计算结果做好建筑体型设计

在水利壅水建筑的设计过程中，建筑的体型设计是我们设计中首先需要考虑的因素。在设计过程中，我们需要注意的两个主要问题是工程所在地区的主要自然环境以及建筑设计中应力计算的结果两个主要的因素。首先是工程所属的自然环境因素。在壅水建筑的实际设计过程中，自然环境对于建筑体型设计的影响有着重要影响。这里所属的自然环境包括了气候条件、建筑的地基特点等多种因素。这些自然因素的影响，对于壅水建设的体型有着重要影响。如在水流冲击较大的壅水建筑设计中，就需要选择流线型的建筑体型避免水流冲击对于建筑物稳定性的影响。其次是建筑物应力的影响。在壅水建筑物设计过程中，利用应力计算的结果做好建筑体型设计的参考是我们在建筑设计中必须注意的另一项重要工作。在设计过程中，应力的计算我们可以通过相应的计算公式进行数据计算。如在翻板闸的设计计算过程中，我们以《水闸设计规范》（NB/T35023-2014）中的计算公式开展设计计算工作，为壅水工程设计的开展提供设计支持，是较为重要的设计工作方法。在建筑设计中，影响建筑应力的主要因素包括了建筑地基地质特点、壅水建筑与其他建筑布局等部分问题，这些问题都是我们在计算过程中必须考虑的主要因素。

2.2以建筑物作用与实践使用情况做好挡水结构设计

在壅水建筑的设计中，其挡水作用的实现是设计中较为重要的设计因素，所以做好建筑挡水结构的设计，是我们壅水建筑设计的主要内容。在实际的设计过程中，我们需要考虑的主要因素包括建筑的作用以及实践的使用情况两项内容。在水利水电工作的壅水建筑应用中，其作用包括了升高水位、控制水位等不同的作用，所以在结构设计中需要采用不同的设计结构。而在使用情况的要求下，我们应根据壅水建筑遇到的使用清理，如自然情况、电力发电要求等，进行实践分析选用挡水结构设计。如在某水电站首部枢纽设计中，因其位于南方地区雨季洪涝灾害较为严重。因而在壅水建筑的设计中，我们既要抬高水位进行发电工作，又要避免因夏季汛期洪涝灾害造成的影响。所以在设计过程中我们避免采用溢流坝结构建设壅水建筑，而采用了橡胶坝结构进行设计，降低洪涝灾害对水利工程安全的影响。同时在建筑设计过程中，我们还需要考虑较为特殊的设计因素。如在设计中我们需要考虑水利设施的环保问题，避免因为壅水建筑的进行，对水利设施下游自然环境与生态问题造成严重的影响。这种环保因素的考虑，是我们水利设施建设中可发展战略提出的新型影响因素。

2.3为确保挡水建筑整体质量，做好建筑控温设计

在水利水电工程的建设过程中，建筑温度控制的影响对于建筑制度有着重要的作用。特别是在我国的北方地区，因为全年气候温差较大，所以其温缩现象对于对壅水建筑的整体质量有着重要影响。如在水利工程应用中冬季温度较低就容易造成建筑温度载荷应力的增加，进而影响水利工程质量。所以在壅水建筑的设计中，做好建筑温度控制的设计降低温度对于建筑质量影响，是我们设计工作中注意的主要问题。在设计中，为了降低温度变化对壅水建筑质量影响，我们需要做好以下设计工作。一是在设计中做好保温设计。在壅水建筑设计中，为了降低温度因素对于建设质量影响，我们需要在建筑设计中对于重点部位（缩涨应力点、结构支撑点等）进行保温设计，避免因温度影响造成的应力问题出现。二是利用补充机制降低温度应力影响。在壅水建筑设计中，为了避免应力问题影响建筑质量，我们在设计中需要进行补偿设计工作，降低温度应力的影响。如在建筑设计中，对于温度应力较为集中的结构点，我们采用振动结构模式消除应力，就是很好的设计方法。

2.4按照标准要求，做好建筑物防渗设计

在水利水电工程首部枢纽的建设过程中，降低壅水建筑的渗漏性，是我们建筑设计中重要的技术因素。在建筑设计过程中，我们为了提高水利的质量需要按照建筑设计标准做好建筑物的防渗设计工作。这里所指的设计标准包括两方面内容：一是规范标准。在壅水建筑设计过程中，针对不同的建筑类型国家有着不同要求的建筑规范，如《橡胶坝建设规范》、《混凝土重力坝设计规范》等规范要求。这些规范要求中对于建筑的防渗设计都有着较为明晰的规范内容。在建筑设计中按照规范要求做好设计工作，是我们做好防渗设计的重要保证方式。二是按照设计方案标准开展防渗设计。在壅水建筑设计过程中我们为确实按照施工实际情况执行建筑设计规范，就需要在地质勘测、实验等技术手段的支持下制定设计方案，指导具体设计工作。其中对于建筑防渗数据，设计方案通过数据计算的方式，会得出详细的设计数据，对设计工作进行标准化的指导。在壅水建筑的设计中，我们必须严格按照设计方案要求进行设计，保证防渗要求的实现。

3结束语

随着我国水利发电的进一步发展，人们对电力和水资源的需求量不断增加。水利水电工程在我们生活中的地位更是不可或缺，我们必须更加重视水利水电工程建设。在水利水电首部枢纽建设过程中，水利壅水建筑的设计工作是确保水利工程质量的重要保证。在设计技术研究中，我们通过对壅水建筑类型进行分析和探讨，结合壅水建筑使用实际情况开展了壅水建筑设计特点研究。此项研究的开展，对于壅水建设设计质量与水利水电设施整体建筑质量的提高，对现实的实践工作提供一定的理论支持。

作者：卢培灿 单位：四川省清源工程咨询有限公司