水利工程中混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

謝蕓

【摘要】隨著經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步，我國水利工程的發(fā)展速度越來越快，建設(shè)的規(guī)模也越來越大。尤其是混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，直接影響到水利工程建設(shè)的質(zhì)量，所以，必須要不斷的進(jìn)行優(yōu)化，解決其中的一些不足之處；并且，加強(qiáng)水利工程中設(shè)計(jì)人員的綜合能力以及專業(yè)素養(yǎng)，并及時(shí)的解決混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問題，懂得結(jié)合新的社會(huì)形勢(shì)，制定詳細(xì)的設(shè)計(jì)方案。本文淺析水利工程中混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

【關(guān)鍵詞】水利工程；混凝土結(jié)構(gòu)；優(yōu)化設(shè)計(jì)

引言

水利工程具有防洪、供水、灌溉等興利除害的功能，水利工程具有規(guī)模較大、工期較長、施工難度較大等特點(diǎn)?；炷两Y(jié)構(gòu)由于成本比較低、整體性高等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于水利工程建設(shè)中，但由于混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度比較大，在水利工程的建設(shè)過程中，也會(huì)出現(xiàn)一些問題，因此要科學(xué)應(yīng)用混凝土結(jié)構(gòu)，保證水利工程質(zhì)量安全。

1、水利工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的意義

水利工程通過修建堤壩、水閘、渡槽等水工建筑對(duì)水資源進(jìn)行調(diào)控，通過這些水工建筑的興建來預(yù)防或控制洪澇災(zāi)害和干旱災(zāi)害，滿足社會(huì)生產(chǎn)和人民生活的需要。水利工程的規(guī)模比較大。工期比較長、施工技術(shù)難度比較高，一般來說在水利工程中需要應(yīng)用混凝土結(jié)構(gòu)。混凝土是指砂石、水泥、水按照一定比例進(jìn)行混合配比，并以水泥為膠凝材料的建筑工程復(fù)合材料?；炷僚c一定量的鋼筋等構(gòu)件進(jìn)行配合使用，可以作為承重材料使用到各種建設(shè)工程項(xiàng)目中。由于混凝土結(jié)構(gòu)具有良好的耐火性、耐久性、整體性，因此在大型建設(shè)工程項(xiàng)目中應(yīng)用非常廣泛，但混凝土結(jié)構(gòu)在我國的水利工程項(xiàng)目中的應(yīng)用時(shí)間比較短，應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)比較少，尚有很多不足，因此研究如何對(duì)水利工程中的混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)我國水利工程建設(shè)具有非常重要的理論意義和實(shí)踐價(jià)值。

2、水利工程中混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題

2.1混凝土材料的配比問題

混凝土并不能作為建筑材料單一的進(jìn)行使用，必須要加入水泥和砂灰以及石子等進(jìn)行攪拌，并且每一種材料的比例和數(shù)量都是不同的，所摻入的比例不一樣，直接會(huì)影響到混凝土的強(qiáng)度，甚至?xí)斐稍诨炷翝仓ぷ魍瓿芍?，出現(xiàn)種種問題，就像在進(jìn)行混凝土攪拌時(shí)，砂灰和石子的數(shù)量過多，導(dǎo)致比例偏高，造成骨料集中、混凝土干硬，進(jìn)而影響了混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。

2.2岔管設(shè)計(jì)問題

目前我國的水利工程項(xiàng)目主要采用“一洞多機(jī)”的方式進(jìn)行地下管網(wǎng)的布設(shè)，這種設(shè)置對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求比較高，目前我國還沒有比較完善的岔管設(shè)計(jì)規(guī)范，這使得施工人員對(duì)于岔管設(shè)計(jì)的承壓能力很難準(zhǔn)確把握，特別是在地形地貌比較復(fù)雜的情況下，經(jīng)常發(fā)生設(shè)計(jì)不合理的情況，對(duì)水利工程的整體安全性造成影響。

2.3襯砌滲漏問題

在水利工程施工過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)混凝土襯砌滲漏的情況，這是混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中最難解決的問題。滲漏問題如果不能有效解決，將對(duì)整體水利工程建設(shè)造成嚴(yán)重影響，襯砌滲漏主要是因?yàn)榛炷两Y(jié)構(gòu)產(chǎn)生了裂縫，裂縫產(chǎn)生的具體原因包括以下幾點(diǎn)：（1）混凝土模板設(shè)計(jì)的不合理。（2）在通道施工的過程中，對(duì)于通道位置的設(shè)計(jì)不合理，如果通道上方出現(xiàn)沉降就會(huì)對(duì)襯砌產(chǎn)生較大壓力，最終發(fā)生混凝土裂縫的情況。（3）混凝土結(jié)構(gòu)的原材料本身存在質(zhì)量問題，例如混凝土的標(biāo)號(hào)不滿足施工設(shè)計(jì)要求。（4）混凝土的運(yùn)輸過程、攪拌過程、養(yǎng)護(hù)過程出現(xiàn)問題。

3、水利工程中混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

3.1加強(qiáng)對(duì)混凝土原材料的選擇與合理配比

合理配比的混凝土是保證水利工程質(zhì)量的關(guān)鍵，能夠有效防止氣泡、麻面、孔洞等問題的產(chǎn)生，可以選擇細(xì)度2.0～3.0范圍內(nèi)的砂，合理控制添加劑的比重。對(duì)混凝土進(jìn)行充分振搗和攪拌，確?；炷恋暮鸵仔裕苊怆x析，混凝土澆筑之前要確保模板支撐牢固，按照施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行模板支撐和拆卸。

3.2混凝土滲漏的優(yōu)化設(shè)計(jì)

對(duì)于滲漏的情況，一般在混凝土設(shè)計(jì)中，都會(huì)使用襯砌的方式。襯砌主要有兩種情況，裂襯砌和非裂襯砌。而設(shè)計(jì)的工作人員需要提前先了解圍巖的穩(wěn)定狀態(tài)；然后根據(jù)實(shí)際的情況，選擇合適的設(shè)計(jì)方案，或者分析圍巖的承載情況，然后進(jìn)行鋼筋混凝土的支護(hù)，進(jìn)行岔管設(shè)計(jì)；根據(jù)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行布局，進(jìn)行技術(shù)性的調(diào)整和優(yōu)化，進(jìn)而減少混凝土滲漏、裂縫的情況。

3.3圍巖結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的優(yōu)化設(shè)計(jì)

襯砌的布局對(duì)于水利工程的混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量具有重要影響，在進(jìn)行混凝土襯砌設(shè)計(jì)時(shí)，要注意圍巖能夠承載的水壓力。水利工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化，要重點(diǎn)解決圍巖承載力問題，在設(shè)計(jì)過程中，用平緩地面和陡坡地面確定最小覆蓋厚度，厚度不足容易引起工程滲水。

3.4襯砌的優(yōu)化設(shè)計(jì)

襯砌可分為開裂和抗裂兩種襯砌，要根據(jù)工程設(shè)計(jì)要求和圍巖承載力來確定襯砌方式。通過對(duì)混凝土襯砌與圍巖進(jìn)行聯(lián)合作用模擬，形成二次應(yīng)力，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行鋼筋混凝土的支護(hù)，把襯砌配筋量控制在合理的范圍內(nèi)，達(dá)到最佳支撐效果。通過分析變形與裂縫產(chǎn)生的原因，進(jìn)行岔管襯砌的布置。

3.5混凝土裂縫的優(yōu)化設(shè)計(jì)

在對(duì)混凝土材料進(jìn)行選擇的過程中，采購員要熟悉的掌握每一種混凝土的化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)，通過細(xì)微數(shù)據(jù)的分析就可以選擇出最為優(yōu)良的混凝土材料。進(jìn)而可以有效的降低混凝土裂縫產(chǎn)生的頻率。雖然在設(shè)計(jì)的過程中可以排除混凝土裂縫問題，但是在施工中還是會(huì)出現(xiàn)混凝土裂縫問題。不僅要在設(shè)計(jì)的過程中對(duì)混凝土裂縫問題加以預(yù)防，在施工的過程中還要時(shí)刻關(guān)注混凝土裂縫問題。

3.6混凝土的養(yǎng)護(hù)工作

混凝土在進(jìn)行澆筑完成之后，必須要進(jìn)行養(yǎng)護(hù)工作，保證混凝土的穩(wěn)固性和強(qiáng)度；并且，混凝土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度直接會(huì)影響水利工程建設(shè)的使用年限。因此，必須要及時(shí)進(jìn)行保養(yǎng)和維護(hù)；同時(shí)，需要定期的對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行清洗，一旦發(fā)現(xiàn)破損或者裂縫的情況，立即進(jìn)行補(bǔ)修，以免遭受更大的損害。所以，后期的養(yǎng)護(hù)工作是非常關(guān)鍵的，它直接影響到混凝土的強(qiáng)度。

結(jié)語

綜上所述，水利工程中的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)占據(jù)重要的位置，所以，必須要提高設(shè)計(jì)人員的綜合能力，并且不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。同時(shí)，也需要分析其中的不足之處，就像混凝土的配比問題以及混凝土的裂縫和滲漏等問題，都必須及時(shí)的進(jìn)行解決，并制定詳細(xì)的實(shí)施方案進(jìn)而保證水利工程建設(shè)的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]宋迪.試論水利工程建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的技術(shù)創(chuàng)新與實(shí)際應(yīng)用[J].四川水泥，2016（10）：47.

[2]張居平.水利工程建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和處理辦法解析[J].科技風(fēng)，2015（11）：162-163.