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摘要：在各类基础设施建设方面，混凝土挡墙主要应用于沟渠、水库和水电站等各种水利工程建设中。水工混凝土墙往往在近水区域或水中进行施工作业，因而与普通挡土墙相比，其施工技术难度相对要高得多。笔者对水工混凝土挡墙设计的相关问题分析与探讨，希望有所指导和帮助。
关键词：挡土墙；水工混凝土；施工技术；技术分析
Summary: In all kinds of infrastructure construction, concrete retaining wall is mainly used in the ditches, reservoirs and hydropower and water conservancy construction. Hydraulic concrete walls often in areas near water or water to carry out the construction work, therefore, compared with ordinary retaining wall, the construction of technical difficulty is relatively much higher. Author analysis and discussion of issues related to hydraulic concrete retaining wall design, some guidance and help.Keywords: retaining walls; hydraulic concrete; construction technology; Technical Analysis
中图分类号：TU7 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）
前言：
在水利工程主体中，挡土墙是其重要构成部分之一。在历经数次较大的洪水灾害以后，挡土墙在水利工程方面的重要作用被人们日益关注。挡土墙是否处于安全状态，对河道周边以及下游区域居民的生命与财产安全有直接的关联，因而对社会和谐稳定发展也有极大影响。同时，水电水利工程中水工混凝土挡土墙还兼备抽水、排水和发电等不同功能，因此成为河道工程的枢纽。在水工建筑不同的情况下，其对于防水墙也存在有不同程度的要求，所以在进行水工混凝土挡土墙施工建设时，应以建筑级别作为依据，进而对挡土墙的级别进行确定。
一、划分挡土墙的级别
作为水工建筑施工中的一方面，水工混凝土应以水工建筑级别为依据进行其级别的划分。在当前，GB/T 50265-97、GB 50288-99、SL 252-2000、SL 253-2000、GB 50286-98和SL265-2001为水工建筑级别确定的相关标准。在实际的工程建设中，防洪建筑通常划分为四个标准，从高到低依次为一、二、三、四级，此标准划分以居民生活受到建筑物发生事故影响而导致损失的程度为依据。在水工混凝土的挡土墙进行施工作业之前，应先针对水工建筑的级别予以确定，对此级别的划分标准具体可取相关资料书籍为参考依据，笔者在此不再一一赘述。在对水工混凝土挡土墙进行级别确定时，应着眼于长远，对不同情况进行综合考虑，可将挡土墙级别适当向上提升一个等级。同时，鉴于水工混凝土挡土墙具有较为特殊的性质，因此应得到政府批准和专家认可才能进行施工作业。水工混凝土的挡土墙分两种设计要求，一种为无挡水，另一种为挡水。但对于两者来说，无论作何要求，其均应对各种不利因素进行综合考虑，并给出有效的处理措施。此外，水工混凝土挡土墙还肩负挡土和挡水任务，同时不允许河流水从其顶部溢出。
二 工程实施
（一）工程结构的安排
水工混凝土挡土墙依据其位置的差异，其设计工作也应进行相应调整。在翼墙的设计工作中，可采用曲线半曲线或直线结构，此类设计能够提高翼墙对水压的承受度，且维护与修复措施也较为便捷。相对于翼墙的结构设计来说，只能使用圆弧式作为岸墙挡土墙的结构设计方式，这是在对其所承受荷载较翼墙相比更高的因素予以考虑的基础之上，圆弧式结构能够将挡土墙所承受的压力进行有效化解，从而为工程稳定性带来有效保障。作为一种塑性材料，水工混凝土与其它材料相比，其抗拉强度并不算太高，所以其通常表现出半重力式或者重力式。对于水工混凝土挡土墙来说，其墙顶部设计工作也应严格依据施工规范进行，而不能想当然地将其设计为多少数值的宽度，应严格以水工建筑材料为依据进行确定。通常来说，以0.2~0.6m为最佳。在已经填土的情况下，此数值可以适度增大，但同样应严格依据所填充土料的体积来计算。与硬币一样，墙也分两面，而对于挡土墙来说，迎水面和背水面就是其普通意义上的两面。在一般情况下，水工混凝土挡土墙应稍微向前倾出，并将土料填充在背水面后部。
（二）合理排水并防止渗透
在水工混凝土挡土墙的设计过程中要考虑到很多因素，其中合理排水和防止出现渗透现象是其中较为重要的两点，任何部位发生渗透都可能导致挡土墙整体结构发生毁灭性的后果。因为在投入使用后，水工混凝土挡土墙就会受到水流不间断的持续冲击，轻微的渗透在水流的长期冲击与侵蚀作用下会逐渐扩张，尤其是在河道汛期，渗透的扩张速度会随之加快。此类渗透往往会造成严重损失，因为难以采取有效的维护与修复措施，即使混凝土渗透性并不高，依然会造成一定程度的风險，对此可以将混凝土中不同材料配比进行调节，使水工混凝土挡土墙渗透现象能够被控制在理想状态下。在排水管道设计时更应对此予以充分的考虑。从横切面来看，排水管呈高低向，排水管间距应保持合理，不应过于狭窄，否则会对墙体的整体稳定性造成不利影响，但排水管间距过大则会影响排水速度，因此应合理设置其间距。对于排水管数量的设置，应以雨季汛期排水量多少为依据进行设计，若排水量需求能够得到充分满足，则可适量增加排水管。
三、混凝土挡土墙的负载
在一般情况下，普通水位状态下的重力和压力为水工混凝土挡土墙的基本负载。在紧急状态下，情况则有所变化，水工混凝土挡土墙会承受其它负载。但无论是何种负载，都必须对水工混凝土挡土墙的承载能力予以充分考虑。所以，在进行水工混凝土挡土墙的负载能力计算时，也同样是一个值得考虑的问题，其负载能力的计算步骤如下：
1、首先应对水工混凝土挡土墙的几何结构、整体设计和自身重量予以确定。
2、分别对正常情况下和非正常情况下的水流速度与水位高度进行确定。
3、对水工混凝土挡土墙使用超真模拟法实施模拟实验，模拟得出在墙体被洪水冲垮时墙体所受到的压力，此数值即为水工混凝土挡土墙所能承受的最大压力。在进行挡土墙承载压力的计算时，同时应考虑到诸多因素的影响，例如水的含沙量、填料量的多少和风速等等，若对于此类因素的关系无法确定，则可以运用单一测试方法针对此类因素对挡土墙压力产生的影响程度进行实验和计算。
四、水工混凝土挡土墙相关基本指标的计算分析
（一）、渗透性的计算
在水工混凝土挡土墙的施工过程中，应尽可能地将渗透性控制在合理数值范围内，其具体方法为分布式矩阵法，也就是说在逻辑上将挡土墙进行分割，使其成为面积大小相同的矩形，对单个矩阵的渗透性进行逐一测试，再对多个小矩形进行整体全面测试，最终值取为所得数据的平均值，并实施误差估计，此时应针对在不同时期墙体的渗透性予以充分考虑，因而在计算过程中又加入新的考虑因素，难度也更大。
（二）抗震性的计算
目前并未出现较为有效的计算方法用于水工混凝土挡土墙的抗震性计算，因而只能采用全真模拟的技术手段来对其抗震性数值进行测取。在具体的实际操作中，应对于工程整体抗震的合理性进行科学评估，然后在模拟过程中，逐次将水工混凝土挡土墙所受到的震动压力加大，并于不同的震动幅度情况下，将挡土墙的墙体结构整体稳定性和受震后墙体遭受损失的程度予以详细记录。在实验过程中，水工混凝土挡土墙的抗震性计算并无必要将模拟混凝土挡土墙震动至垮掉，仅仅测取到其能够承受的合理震压值即可。在这里，受震后，挡土墙的功能依然能够保持原有水平，或仅需快速简单的修复就能恢复正常状态即为挡土墙所能承受的合理震压，基于此，整个模拟计算过程也就更为合理化。
（三）浮动性的计算
在投入使用前，水工混凝土挡土墙的浮动性计算是极为重要的一环，究其原因应为在汛期最为危险的时刻，河道水位往往会与混凝土挡土墙顶部保持齐平甚至严重溢出，此时的水流速度较快，墙体所受到的浮力因而也比较大，挡土墙的抗压性会由于浮力的增大而受到影响，其具体计算公式为E=K＊V/U；其中K为比例常数，与混凝土配制等相关，V则指所有向下的作用于墙体的压力之和，U则指作用于墙底部向上的张力。此计算公式在相关文献中有具体诠释，笔者也不再作详细说明。
五、结语：
随着时代的变迁，经济的不断发展，社会与行业发展和改革的不断深化，水工混凝土挡土墙的相关施工技术会由此变得更为完善和科学。闻名于世的三峡工程就是一个极好的范例，此工程在使用水工混凝土挡土墙技术服务于其自身水利建设工作的同时，又对水工混凝土挡土墙的内涵予以完善和补充，从而使其更好地为水利建设工程服务。笔者在文中对水工混凝土挡墙设计的相关问题分析与探讨，希望有所指导和帮助。
参考文献：
[1] 李光伟,周麒雯.锂盐高效减水剂抑制碱硅酸反应在水工混凝土中的应用[J].水力发电,2011,37(9):92-94.
[2] 魏大春,周晶.水工混凝土结构系统的灾变机理和灾害控制对策[J].世界地震工程,2006,22(3):77-83.
[3] 刘梅.浅析水工混凝土建筑物渗漏的原因及解决措施[J].青春岁月,2010,(10):71.
[4] 张灵福,徐雪峰,刘华挺等.短切玄武岩纤维水工混凝土的基本力学性能试验研究[C].//第18届全国结构工程学术会议论文集.2009:209-213.
[5] 崔佩玲.水工混凝土病害的原因分析及防治措施[J].科技与企业,2012,(23).
[6] 雷威,张炳煌.浅谈水工混凝土建筑物的质量控制[J].城市建設,2010,(23):204-205.
[7] 赵宏伟,关长瑜.浅谈水工混凝土的温控防裂措施研究及常见问题[J].城市建设,2010,(22):321-322.
关键词：挡土墙；水工混凝土；施工技术；技术分析
Summary: In all kinds of infrastructure construction, concrete retaining wall is mainly used in the ditches, reservoirs and hydropower and water conservancy construction. Hydraulic concrete walls often in areas near water or water to carry out the construction work, therefore, compared with ordinary retaining wall, the construction of technical difficulty is relatively much higher. Author analysis and discussion of issues related to hydraulic concrete retaining wall design, some guidance and help.Keywords: retaining walls; hydraulic concrete; construction technology; Technical Analysis
中图分类号：TU7 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）
前言：
在水利工程主体中，挡土墙是其重要构成部分之一。在历经数次较大的洪水灾害以后，挡土墙在水利工程方面的重要作用被人们日益关注。挡土墙是否处于安全状态，对河道周边以及下游区域居民的生命与财产安全有直接的关联，因而对社会和谐稳定发展也有极大影响。同时，水电水利工程中水工混凝土挡土墙还兼备抽水、排水和发电等不同功能，因此成为河道工程的枢纽。在水工建筑不同的情况下，其对于防水墙也存在有不同程度的要求，所以在进行水工混凝土挡土墙施工建设时，应以建筑级别作为依据，进而对挡土墙的级别进行确定。
一、划分挡土墙的级别
作为水工建筑施工中的一方面，水工混凝土应以水工建筑级别为依据进行其级别的划分。在当前，GB/T 50265-97、GB 50288-99、SL 252-2000、SL 253-2000、GB 50286-98和SL265-2001为水工建筑级别确定的相关标准。在实际的工程建设中，防洪建筑通常划分为四个标准，从高到低依次为一、二、三、四级，此标准划分以居民生活受到建筑物发生事故影响而导致损失的程度为依据。在水工混凝土的挡土墙进行施工作业之前，应先针对水工建筑的级别予以确定，对此级别的划分标准具体可取相关资料书籍为参考依据，笔者在此不再一一赘述。在对水工混凝土挡土墙进行级别确定时，应着眼于长远，对不同情况进行综合考虑，可将挡土墙级别适当向上提升一个等级。同时，鉴于水工混凝土挡土墙具有较为特殊的性质，因此应得到政府批准和专家认可才能进行施工作业。水工混凝土的挡土墙分两种设计要求，一种为无挡水，另一种为挡水。但对于两者来说，无论作何要求，其均应对各种不利因素进行综合考虑，并给出有效的处理措施。此外，水工混凝土挡土墙还肩负挡土和挡水任务，同时不允许河流水从其顶部溢出。
二 工程实施
（一）工程结构的安排
水工混凝土挡土墙依据其位置的差异，其设计工作也应进行相应调整。在翼墙的设计工作中，可采用曲线半曲线或直线结构，此类设计能够提高翼墙对水压的承受度，且维护与修复措施也较为便捷。相对于翼墙的结构设计来说，只能使用圆弧式作为岸墙挡土墙的结构设计方式，这是在对其所承受荷载较翼墙相比更高的因素予以考虑的基础之上，圆弧式结构能够将挡土墙所承受的压力进行有效化解，从而为工程稳定性带来有效保障。作为一种塑性材料，水工混凝土与其它材料相比，其抗拉强度并不算太高，所以其通常表现出半重力式或者重力式。对于水工混凝土挡土墙来说，其墙顶部设计工作也应严格依据施工规范进行，而不能想当然地将其设计为多少数值的宽度，应严格以水工建筑材料为依据进行确定。通常来说，以0.2~0.6m为最佳。在已经填土的情况下，此数值可以适度增大，但同样应严格依据所填充土料的体积来计算。与硬币一样，墙也分两面，而对于挡土墙来说，迎水面和背水面就是其普通意义上的两面。在一般情况下，水工混凝土挡土墙应稍微向前倾出，并将土料填充在背水面后部。
（二）合理排水并防止渗透
在水工混凝土挡土墙的设计过程中要考虑到很多因素，其中合理排水和防止出现渗透现象是其中较为重要的两点，任何部位发生渗透都可能导致挡土墙整体结构发生毁灭性的后果。因为在投入使用后，水工混凝土挡土墙就会受到水流不间断的持续冲击，轻微的渗透在水流的长期冲击与侵蚀作用下会逐渐扩张，尤其是在河道汛期，渗透的扩张速度会随之加快。此类渗透往往会造成严重损失，因为难以采取有效的维护与修复措施，即使混凝土渗透性并不高，依然会造成一定程度的风險，对此可以将混凝土中不同材料配比进行调节，使水工混凝土挡土墙渗透现象能够被控制在理想状态下。在排水管道设计时更应对此予以充分的考虑。从横切面来看，排水管呈高低向，排水管间距应保持合理，不应过于狭窄，否则会对墙体的整体稳定性造成不利影响，但排水管间距过大则会影响排水速度，因此应合理设置其间距。对于排水管数量的设置，应以雨季汛期排水量多少为依据进行设计，若排水量需求能够得到充分满足，则可适量增加排水管。
三、混凝土挡土墙的负载
在一般情况下，普通水位状态下的重力和压力为水工混凝土挡土墙的基本负载。在紧急状态下，情况则有所变化，水工混凝土挡土墙会承受其它负载。但无论是何种负载，都必须对水工混凝土挡土墙的承载能力予以充分考虑。所以，在进行水工混凝土挡土墙的负载能力计算时，也同样是一个值得考虑的问题，其负载能力的计算步骤如下：
1、首先应对水工混凝土挡土墙的几何结构、整体设计和自身重量予以确定。
2、分别对正常情况下和非正常情况下的水流速度与水位高度进行确定。
3、对水工混凝土挡土墙使用超真模拟法实施模拟实验，模拟得出在墙体被洪水冲垮时墙体所受到的压力，此数值即为水工混凝土挡土墙所能承受的最大压力。在进行挡土墙承载压力的计算时，同时应考虑到诸多因素的影响，例如水的含沙量、填料量的多少和风速等等，若对于此类因素的关系无法确定，则可以运用单一测试方法针对此类因素对挡土墙压力产生的影响程度进行实验和计算。
四、水工混凝土挡土墙相关基本指标的计算分析
（一）、渗透性的计算
在水工混凝土挡土墙的施工过程中，应尽可能地将渗透性控制在合理数值范围内，其具体方法为分布式矩阵法，也就是说在逻辑上将挡土墙进行分割，使其成为面积大小相同的矩形，对单个矩阵的渗透性进行逐一测试，再对多个小矩形进行整体全面测试，最终值取为所得数据的平均值，并实施误差估计，此时应针对在不同时期墙体的渗透性予以充分考虑，因而在计算过程中又加入新的考虑因素，难度也更大。
（二）抗震性的计算
目前并未出现较为有效的计算方法用于水工混凝土挡土墙的抗震性计算，因而只能采用全真模拟的技术手段来对其抗震性数值进行测取。在具体的实际操作中，应对于工程整体抗震的合理性进行科学评估，然后在模拟过程中，逐次将水工混凝土挡土墙所受到的震动压力加大，并于不同的震动幅度情况下，将挡土墙的墙体结构整体稳定性和受震后墙体遭受损失的程度予以详细记录。在实验过程中，水工混凝土挡土墙的抗震性计算并无必要将模拟混凝土挡土墙震动至垮掉，仅仅测取到其能够承受的合理震压值即可。在这里，受震后，挡土墙的功能依然能够保持原有水平，或仅需快速简单的修复就能恢复正常状态即为挡土墙所能承受的合理震压，基于此，整个模拟计算过程也就更为合理化。
（三）浮动性的计算
在投入使用前，水工混凝土挡土墙的浮动性计算是极为重要的一环，究其原因应为在汛期最为危险的时刻，河道水位往往会与混凝土挡土墙顶部保持齐平甚至严重溢出，此时的水流速度较快，墙体所受到的浮力因而也比较大，挡土墙的抗压性会由于浮力的增大而受到影响，其具体计算公式为E=K＊V/U；其中K为比例常数，与混凝土配制等相关，V则指所有向下的作用于墙体的压力之和，U则指作用于墙底部向上的张力。此计算公式在相关文献中有具体诠释，笔者也不再作详细说明。
五、结语：
随着时代的变迁，经济的不断发展，社会与行业发展和改革的不断深化，水工混凝土挡土墙的相关施工技术会由此变得更为完善和科学。闻名于世的三峡工程就是一个极好的范例，此工程在使用水工混凝土挡土墙技术服务于其自身水利建设工作的同时，又对水工混凝土挡土墙的内涵予以完善和补充，从而使其更好地为水利建设工程服务。笔者在文中对水工混凝土挡墙设计的相关问题分析与探讨，希望有所指导和帮助。
参考文献：
[1] 李光伟,周麒雯.锂盐高效减水剂抑制碱硅酸反应在水工混凝土中的应用[J].水力发电,2011,37(9):92-94.
[2] 魏大春,周晶.水工混凝土结构系统的灾变机理和灾害控制对策[J].世界地震工程,2006,22(3):77-83.
[3] 刘梅.浅析水工混凝土建筑物渗漏的原因及解决措施[J].青春岁月,2010,(10):71.
[4] 张灵福,徐雪峰,刘华挺等.短切玄武岩纤维水工混凝土的基本力学性能试验研究[C].//第18届全国结构工程学术会议论文集.2009:209-213.
[5] 崔佩玲.水工混凝土病害的原因分析及防治措施[J].科技与企业,2012,(23).
[6] 雷威,张炳煌.浅谈水工混凝土建筑物的质量控制[J].城市建設,2010,(23):204-205.
[7] 赵宏伟,关长瑜.浅谈水工混凝土的温控防裂措施研究及常见问题[J].城市建设,2010,(22):321-322.