關(guān)于水利水電工程的水工設(shè)計(jì)方案對(duì)比分析

王春梅

引言

水利水電工程雖然處在復(fù)雜的使用環(huán)境下，但其建設(shè)質(zhì)量效果仍可通過科學(xué)合理性的水工設(shè)計(jì)方案來達(dá)到工程項(xiàng)目的建設(shè)預(yù)期目標(biāo)。具體來說，就是對(duì)根據(jù)工程項(xiàng)目實(shí)際情況確定的若干設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析對(duì)比，即在遵循真實(shí)性與可比性的原則情況下，使水工設(shè)計(jì)方案的運(yùn)用降低所處環(huán)境對(duì)工程建設(shè)使用過程帶來的負(fù)面影響。如此，水利水電工程的建設(shè)使用，就能為所處地區(qū)的現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供安全保證，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)發(fā)展建設(shè)的快速穩(wěn)定目標(biāo)。

1 研究水利水電工程水工設(shè)計(jì)方案對(duì)比的現(xiàn)實(shí)意義

對(duì)比水利水電工程的水工設(shè)計(jì)方案內(nèi)容主要包含：擬定、設(shè)計(jì)、比較以及確定。方案擬定的對(duì)比，主要針對(duì)水利水電工程開發(fā)建設(shè)本身的規(guī)模、目標(biāo)、施工環(huán)境以及施工條件等，進(jìn)而為對(duì)比人員提供兩個(gè)或兩個(gè)以上的方案，來提高方案最終選取的科學(xué)合理性。設(shè)計(jì)方案的設(shè)計(jì)對(duì)比是指，對(duì)參與選取方案的實(shí)際施工情況、造價(jià)成本以及使用有效性進(jìn)行分析對(duì)比，以強(qiáng)化水利水電工程水工設(shè)計(jì)方案運(yùn)用的可行性。設(shè)計(jì)比較工作是指，與方案選取的設(shè)定因素進(jìn)行分析，以全面系統(tǒng)且多角度的分析擬定的若干方案，進(jìn)而確定最具效用的水工設(shè)計(jì)方案。水利水電工程施工方案的選取是指，從諸多設(shè)計(jì)方案中準(zhǔn)確且快速的選擇與工程建設(shè)情況相適用的設(shè)計(jì)方案，進(jìn)而提高工程建設(shè)使用的質(zhì)量效果。如此，水利水電工程的設(shè)計(jì)工作就能為后續(xù)的施工、運(yùn)行以及管理工作展開，提供保障與質(zhì)量效果控制的依據(jù)，進(jìn)而滿足所處地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)工程提出的安全可靠需求[1]。

2 水利水電工程水工設(shè)計(jì)方案的對(duì)比原則

2.1 真實(shí)性

水利水電工程具有施工技術(shù)應(yīng)用難度大的問題，因此，對(duì)工程建設(shè)使用安全可靠性的需求就越高。如何在現(xiàn)有的資金資源下，在滿足設(shè)計(jì)控制要求的基礎(chǔ)上，提升工程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效益，是水工設(shè)計(jì)方案對(duì)比工作開展的關(guān)鍵。而此設(shè)計(jì)對(duì)比工作開展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，需將真實(shí)性作為方案對(duì)比原則，以使參選方案的利弊能夠在科學(xué)且客觀的前提下，為水利水電工程項(xiàng)目的建設(shè)提供保障。而不是僅根據(jù)設(shè)計(jì)建設(shè)單位自身的主觀意見，來進(jìn)行水工設(shè)計(jì)方案的確定。具體來說，就是根據(jù)水工設(shè)計(jì)方案所處的地質(zhì)地形條件、施工條件、周邊建筑物布置以及環(huán)境影響因素等，來對(duì)參選方案進(jìn)行分析對(duì)比，進(jìn)而使選取的水利水電工程水工設(shè)計(jì)方案更趨實(shí)效性[2]。

2.2 可比性

水利水電工程水工設(shè)計(jì)方案對(duì)比的可比性原則，就是將參選的水工設(shè)計(jì)方案處在相同的指標(biāo)條件下，以提高方案對(duì)比工作開展的質(zhì)量。①設(shè)計(jì)方案對(duì)比人員應(yīng)在滿足相同規(guī)劃指標(biāo)的情況下，對(duì)滿足的程度進(jìn)行對(duì)比分析。②將不同水工設(shè)計(jì)方案的運(yùn)用優(yōu)勢(shì)進(jìn)行比較，還要將方案本身的劣勢(shì)與水利水電工程的建造要求進(jìn)行對(duì)比。如設(shè)計(jì)方案的劣勢(shì)無法滿足工程建設(shè)使用的基本要求，則將其作為優(yōu)先淘汰對(duì)象。③參與的對(duì)比方案，其設(shè)計(jì)深度應(yīng)在同一水平上，或是采用其他措施方法來使其設(shè)計(jì)深度水平一直。對(duì)于參選方案設(shè)計(jì)深度差異較大情況，就會(huì)使人員無法考量設(shè)計(jì)程度較淺的具體情況，進(jìn)而導(dǎo)致判斷不合理問題的出現(xiàn)[3]。

3 水利水電工程水工設(shè)計(jì)方案對(duì)比的實(shí)踐分析

以某水庫樞紐工程項(xiàng)目為例，其是由大壩與泄水閘組成，且設(shè)計(jì)采用明渠導(dǎo)流與立堵法截流進(jìn)行施工操作。此工程情況下，施工單位建設(shè)人員根據(jù)具體的設(shè)計(jì)要求，確定了料場(chǎng)，即其料場(chǎng)土料的黏粒含量較高且能夠滿足結(jié)構(gòu)施工的含水量需求。但在施工建設(shè)過程中，料場(chǎng)土料的含水量受氣候條件變化以及其他諸多因素的影響，高于水利水電工程施工所提出的含水量要求。為此，工程建設(shè)單位采用了一系列的措施方法對(duì)水工設(shè)計(jì)方案進(jìn)行調(diào)整，以滿足工程上壩結(jié)構(gòu)的施工建造要求。

具體來說，對(duì)于工程建設(shè)使用的機(jī)械設(shè)備，主要運(yùn)用于大壩的壓實(shí)填筑作業(yè)，經(jīng)水工方案設(shè)計(jì)人員綜合經(jīng)濟(jì)性因素與作用環(huán)境因素，從參選的設(shè)計(jì)方案中選取了以下設(shè)備，作為大壩壓實(shí)填筑作業(yè)的機(jī)械設(shè)備，即包含：氣胎碾、夯板以及羊角碾。

對(duì)于壓實(shí)設(shè)計(jì)的對(duì)比分析，由于該水庫大壩工程的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)采用干容重作為質(zhì)量效果控制的衡量標(biāo)準(zhǔn)，因此，土料填筑壓實(shí)的參數(shù)主要有含水量、碾壓機(jī)具重量、鋪土厚度以及碾壓遍數(shù)等。此壓實(shí)設(shè)計(jì)參數(shù)要求下，水工設(shè)計(jì)人員可按照以下步驟對(duì)設(shè)計(jì)方案的運(yùn)行使用情況進(jìn)行分析對(duì)比，以提高設(shè)計(jì)控制的科學(xué)有效性[4]。

（1）在確定土料的壓實(shí)參數(shù)前，方案設(shè)計(jì)對(duì)比人員需對(duì)土料的性能質(zhì)量進(jìn)行調(diào)查，即在掌握與土料物理力學(xué)指標(biāo)全面數(shù)據(jù)信息的情況下，選用具有代表性的料場(chǎng)，并進(jìn)行碾壓試驗(yàn)，來將壓實(shí)填筑作業(yè)的施工進(jìn)場(chǎng)控制在工程建造目標(biāo)范圍以內(nèi)。值得注意的是，由于碾壓試驗(yàn)無法與水利水電工程項(xiàng)目所處的施工條件進(jìn)行吻合，因此，在確定土料壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)合格率時(shí)，應(yīng)將其設(shè)置在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)以上。

（2）選擇具有代表性料場(chǎng)的過程中，應(yīng)通過理論計(jì)算并參照已建類似的工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，初步選取集中碾壓機(jī)械與擬定幾組碾壓參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)；黏性土料壓實(shí)含水量可?。簑1=wp+2%；w2=wp；w3=wp-2%，三種試驗(yàn)。這里的wp表示為土料的塑限。選取試驗(yàn)鋪土厚度和碾壓遍數(shù)，并測(cè)定相應(yīng)的含水量和干密度，作出對(duì)應(yīng)的關(guān)系曲線。

（3）水工設(shè)計(jì)人員在確定鋪土厚度、最優(yōu)含水量、壓實(shí)遍數(shù)以及最大干密度后，還應(yīng)著手進(jìn)行整理工作，并繪制相應(yīng)的曲線。如此，就能根據(jù)設(shè)計(jì)干容重rd，在曲線上分別找出不同鋪土厚度所對(duì)應(yīng)的壓實(shí)遍數(shù)和對(duì)應(yīng)的最優(yōu)含水量。

（4）再分別計(jì)算單位壓實(shí)遍數(shù)的壓實(shí)厚度進(jìn)行比較，以單位壓實(shí)遍數(shù)的壓實(shí)厚度最大者具備設(shè)計(jì)控制的經(jīng)濟(jì)性與科學(xué)合理性。對(duì)于料場(chǎng)施工材料含水量偏高的問題，應(yīng)加大改進(jìn)料場(chǎng)排水條件的工作力度，即采用防雨措施、將含水量偏高的土料進(jìn)行翻曬處理，或是采用輪換掌子面的作業(yè)方式，來進(jìn)行優(yōu)化控制。此外，實(shí)際施工控制，還可將土料的含水量降低至既定的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，再進(jìn)行開挖作業(yè)，繼而提高工程項(xiàng)目建設(shè)的安全可靠性。如采用上述方法均無法使土料的含水量控制在規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，則可采用機(jī)械烘干，來進(jìn)行解決處理[5]。

4 結(jié)束語

綜上所述，水利水電工程水工設(shè)計(jì)方案的對(duì)比分析工作，需與工程項(xiàng)目所處的施工環(huán)境、材料設(shè)備環(huán)境以及工程建設(shè)預(yù)期要求進(jìn)行結(jié)合，以使設(shè)計(jì)方案的運(yùn)行實(shí)踐，能夠不受外界環(huán)境以及人為因素的影響，來提高水利水電工程建設(shè)使用的安全可靠性。事實(shí)證明，只有這樣，才能將最具效用的水利水電工程以可持續(xù)性的狀態(tài)作用于地區(qū)經(jīng)濟(jì)建設(shè)，進(jìn)而提高所處地區(qū)的城市化發(fā)展進(jìn)程。