水利工程設(shè)計要點(diǎn)探索

摘 要:水利工程修建在河流、湖泊、海岸等水域中，既控制水又承受水的作用。與一般的土木工程相比，具有工作條件復(fù)雜、效益顯著、施工建造艱難、失事后果嚴(yán)重等特點(diǎn)。相對于其他工程而言規(guī)模都較大，牽涉因素較多，因此工程建設(shè)從設(shè)計之初便必須嚴(yán)謹(jǐn)、規(guī)范。

關(guān)鍵詞:水利工程 設(shè)計 要點(diǎn)

中圖分類號:TV1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1674-098X(2012)04(a)-0114-01

工程設(shè)計是水利工程建設(shè)過程中一項(xiàng)非常重要的工作，設(shè)計工作應(yīng)遵循分階段循序漸進(jìn)、逐步深入的原則進(jìn)行。我國以往大中型水利樞紐工程常按4個階段進(jìn)行，即可行性研究、初步設(shè)計、招標(biāo)設(shè)計和施工詳圖設(shè)計。20世紀(jì)80年代后，我國水利水電建設(shè)體制開始發(fā)生變化，為與國際接軌，適應(yīng)招投標(biāo)合同管理體制的需要，并與國家基本建設(shè)項(xiàng)目審批程序相協(xié)調(diào)，縮短設(shè)計周期，加快水利水電事業(yè)發(fā)展，對水利工程設(shè)計階段的劃分調(diào)整為:預(yù)可行性研究、可行性研究、招標(biāo)設(shè)計、施工詳圖設(shè)計(水利工程為項(xiàng)目建議書、可行性研究、初步設(shè)計、施工詳圖設(shè)計)。

1 詳細(xì)收集資料，注重科學(xué)論證

在進(jìn)行設(shè)計之前，我們必須有與設(shè)計精度相適應(yīng)的勘測調(diào)查資料，資料越詳細(xì)設(shè)計中出現(xiàn)的誤差會越小，因此一定要提高對勘測調(diào)查資料收集的重視。大致主要有以下資料:

1.1 杜會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境資料

樞紐建成后對環(huán)境生態(tài)的影響、庫區(qū)的淹沒范圍及移民、房屋拆遷等;樞紐上下游的工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸?shù)确矫娴纳鐣?jīng)濟(jì)情況;供電對象的分布及用電要求;灌區(qū)分布及用水要求;通航、過水、過魚等方面的要求;施工過程中的交通運(yùn)輸、勞動力、施工機(jī)械、動力等方面的供應(yīng)情況。

1.2 勘測資料

水庫和壩區(qū)地形圖、水庫范圍內(nèi)的河道縱斷面圖、擬建建筑物地段的橫斷面圖等，河道的水位、流量、洪水、泥沙等水文資料;庫區(qū)及壩區(qū)的氣溫、降雨、蒸發(fā)、風(fēng)向、風(fēng)速等氣象資料;巖層分布、地質(zhì)構(gòu)造、巖石及土壤性質(zhì)、地震、天然建筑材料等的工程地質(zhì)資料;地基透水層與不透水層的分布情況、地下水情況、地基的滲透系數(shù)等水文地質(zhì)資料。

1.3 科學(xué)論證

科學(xué)研究往往是大中型水利樞紐設(shè)計的重要組成部分。樞紐中有許多重大技術(shù)問題常需通過現(xiàn)場或室內(nèi)試驗(yàn)以及數(shù)值模擬和分析提出論證，如對樞紐布置方案、壩下消能方式以及施工導(dǎo)流方法等往往要進(jìn)行水工水力學(xué)模型試驗(yàn);多沙河流上的庫區(qū)淤積和河床演變也要借助試驗(yàn)分析研究;建筑物地基的巖體或土壤的物理力學(xué)性質(zhì)，如抗剪強(qiáng)度、滲透特性、彈性模量、巖體彈性抗力、地基應(yīng)力、岸坡穩(wěn)定性等要由現(xiàn)場勘探和室內(nèi)試驗(yàn)配合提供設(shè)計數(shù)據(jù);大壩、水電站廠房、地下洞室等主要建筑物的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性有時也要由靜、動態(tài)的結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)和數(shù)值計算來加以分析論證。

2 水利工程設(shè)計的幾個注意事項(xiàng)

2.1 總平面設(shè)計

水利建筑總平面設(shè)計一般包括水利工程主體建筑物和其他配套設(shè)施的總平面布局，主體建筑物一般包括閘、壩、泵站等，配套設(shè)施包括管理用房、生活用房、綠化、活動場地等。水利建筑的總平面設(shè)計不僅要滿足基本的使用要求，做到功能分區(qū)布局合理，內(nèi)部交通流線簡潔、順暢、有序，建筑物之間聯(lián)系方便，減少不同使用功能之間的交叉干擾，而且應(yīng)注重環(huán)境設(shè)計，考慮設(shè)計綠化、休息空間、職工體育運(yùn)動場地等，豐富整體空間造型。同時各個建筑物也有集中和分散兩種布置方式，各有其優(yōu)點(diǎn)，具體采用哪一種布置方式，則應(yīng)因地制宜，根據(jù)具體環(huán)境而定，或突出建筑，或強(qiáng)調(diào)環(huán)境。

2.2 建筑平面設(shè)計

同總平面設(shè)計類似，一般水工建筑物的設(shè)計程序首先是由水工專業(yè)、水機(jī)專業(yè)、電氣專業(yè)等提出專業(yè)設(shè)備布置要求，然后由水工專業(yè)和建筑專業(yè)共同確定水工建筑物的平面布置形式，建筑專業(yè)主要把握建筑在總圖布置中與交通的關(guān)系，建筑物本身在建筑防火、使用尺度、安全性、內(nèi)部交通關(guān)系等方面是否滿足規(guī)范以及使用需要。

3 設(shè)計階段的詳細(xì)步驟

3.1 預(yù)可行性研究

預(yù)可行性研究是在江河流域綜合利用規(guī)劃或河流(河段)水電規(guī)劃以及電網(wǎng)電源規(guī)劃基礎(chǔ)上進(jìn)行的設(shè)計階段。其任務(wù)是論證擬建工程在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的必要性、技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)合理性。本階段的主要內(nèi)容包括:河流概況及水文氣象等基本資料的分析;工程地質(zhì)與建筑材料的評價，工程規(guī)模、綜合利用及環(huán)境影響的論證;初擬壩址、廠址和引水系統(tǒng)線路;初步選擇壩型、電站、泄洪、通航等主要建筑物的基本形式與樞紐布置方案;初擬主體工程的施工方法，進(jìn)行施工總體布置、估算工程總投資，工程效益的分析和經(jīng)濟(jì)評價等。

3.2 可行性研究

可行性研究階段的設(shè)計任務(wù)在于進(jìn)一步論證擬建工程在技術(shù)上的可行性和經(jīng)濟(jì)上的合理性，并要解決工程建設(shè)中重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題。主要設(shè)計內(nèi)容包括:對水文、氣象、工程地質(zhì)以及天然建筑材料等基本資料作進(jìn)一步分析與評價;論證本工程及主要建筑物的等級;通過水文水利計算，確定水庫的各種特征水位及流量，選擇電站的裝機(jī)容量、機(jī)組機(jī)型和電氣主接線以及主要機(jī)電設(shè)備;論證并選定壩址、壩軸線、壩型、樞紐總體布置及其他主要建筑物的型式和控制性尺寸;選擇施工導(dǎo)流方案，進(jìn)行施工方法、施工進(jìn)度和總體布置的設(shè)計，提出主要建筑材料、施工機(jī)械設(shè)備、勞動力、供水、供電的數(shù)量和供應(yīng)計劃;提出水庫移民安置規(guī)劃及環(huán)境評價;提出工程總預(yù)算，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，闡明工程效益。最后提交可行性研究報告文件，包括文字說明和設(shè)計圖紙及有關(guān)附件。

3.3 招標(biāo)設(shè)計

招標(biāo)設(shè)計是在批準(zhǔn)的可行性研究報告的基礎(chǔ)上，將確定的工程設(shè)計方案進(jìn)一步具體化，詳細(xì)定出總體布置和各建筑物的輪廓尺寸、材料類型、工藝要求和技術(shù)要求等。根據(jù)招標(biāo)設(shè)計圖所確定的各類工程量和技術(shù)要求，以及施工進(jìn)度計劃，可以進(jìn)行施工規(guī)劃并編制出工程概算，作為編制標(biāo)底的依據(jù)。編標(biāo)單位則可以據(jù)此編制招標(biāo)文件，包括合同的一般條款、特殊條款、技術(shù)規(guī)程和各項(xiàng)工程的工程量表，滿足以固定單位合同形式進(jìn)行招標(biāo)的需要。施工投標(biāo)單位，也可據(jù)此進(jìn)行投標(biāo)報價和編制施工方案及技術(shù)保證措施。

4 施工詳圖設(shè)計

施工詳圖設(shè)計是在招標(biāo)設(shè)計的基礎(chǔ)上，對各建筑物(含機(jī)電、金屬結(jié)構(gòu))進(jìn)行結(jié)構(gòu)和細(xì)部構(gòu)造設(shè)計，最后確定地基處理方案，進(jìn)行處理措施設(shè)計;確定施工總體布置及施工方法，編制施工進(jìn)度計劃和施工預(yù)算等;提出整個工程分項(xiàng)分部的施工、制造、安裝詳圖。施工詳圖是工程施工的依據(jù)，也是工程承包或工程結(jié)算的依據(jù)。

5 結(jié)語

水利工程緊緊依托大自然，許多工程甚至就修建于自然的山水之間。而且，水利工程一般不需全年運(yùn)行，每年運(yùn)行時間長的幾個月，短的甚至只有汛期的幾天，有諸多有利條件結(jié)合水利工程進(jìn)行建筑藝術(shù)化創(chuàng)作設(shè)計。我們應(yīng)充分利用水利工程依托自然山水的自身優(yōu)勢和秀美的水體環(huán)境，通過建筑藝術(shù)化創(chuàng)作設(shè)計等手段，將單一功能的工程水利設(shè)計向多功能的環(huán)境景觀化水利工程設(shè)計轉(zhuǎn)化，形成集水利工程與觀光、游覽于一體的水利觀光景區(qū)。

參考文獻(xiàn)

[1]劉建軍.水利水電工程環(huán)境保護(hù)設(shè)計，2008.

[2]顧輝.水利水電工程設(shè)計，2003.

[3]顧輝.水利水電工程技術(shù)，2003.