水利工程建筑物結(jié)構(gòu)設計關(guān)鍵問題探討

李勁飛

（新疆水利水電勘測設計研究院，烏魯木齊830000）

1 引言

隨著我國水利工程建筑業(yè)的飛速發(fā)展，結(jié)構(gòu)設計作為其中的關(guān)鍵構(gòu)成部分，也逐漸得到社會各界越來越高的重視。但現(xiàn)如今在水利工程建筑設計中，總是更突顯其人文性與功能性，卻始終忽略了安全因素對水利工程施工與運行的重要作用。另外，因為水利工程建筑綜合性很強，若想保證水利工程的整體質(zhì)量，設計人員的綜合素質(zhì)也必須得到保證。只有具備豐富的設計與實踐經(jīng)驗，才能從結(jié)構(gòu)設計方面促進水利工程防洪性能的提升，進而推動水利工程發(fā)揮更大的作用。

2 水利工程建筑施工的重要影響因素

水利工程建筑施工的重要影響因素包括：

1）水利工程作為我國重要的民生工程，在其作用特殊性的影響下，一旦出現(xiàn)以潰壩、高坡失穩(wěn)等為例的安全事故，不僅會影響社會和諧運行，還會對下游及施工區(qū)人員的生命財產(chǎn)安全造成極大威脅。

2）外界環(huán)境因素對水利工程建設影響極大。實踐證明，天氣與空氣溫濕度等，都會對水利工程具體施工產(chǎn)生影響，因此，企業(yè)必須要結(jié)合氣候、季節(jié)與天氣條件，合理安排施工工期，盡量減弱外界因素帶來的影響。

3）地質(zhì)條件對水利工程的施工與運行質(zhì)量起到?jīng)Q定性的作用，尤其是我國很多水利工程都會選擇地勢復雜的位置建設，因此，在施工前必須展開有效的地質(zhì)勘探，保證地基的安全性與穩(wěn)定性，降低工程施工中與運行后的風險。

4）由于水利工程屬于一項綜合性工程，所涉及的工種比較多，因此，其施工內(nèi)容相對來講也更復雜。與此同時，多種工種間的聯(lián)系性也不容忽視，若想保證水利工程建設的安全性，合理制訂施工計劃，強化各工種間的配合非常必要。除此之外，在施工責任劃分時，應盡量避免責任重復、復雜劃分的問題，盡可能降低水利工程施工安全控制目標達成的難度。

3 水利工程建筑物結(jié)構(gòu)設計中的問題與對策

3.1 對勘探工作的重視程度不足

現(xiàn)如今，在我國水利建筑工程建設中，存在勘探水平急需提升，勘探工作無法有效落實，地質(zhì)勘探的重要作用無法得到充分發(fā)揮等問題，嚴重影響正常施工，也會在一定程度上增加資金成本，從而降低工程效益。與此同時，相關(guān)管理人員并未明確勘探工作對水利工程建筑物結(jié)構(gòu)設計的重要性，在對地質(zhì)情況掌握不足的情況下，不僅難以保證施工方案制訂的完善性，也會導致施工中出現(xiàn)很多不必要的麻煩。

3.2 數(shù)據(jù)資料相對缺失

雖然多數(shù)地區(qū)都有資料備案，但對于偏遠地區(qū)與氣候惡劣地區(qū)來講，在設計水利工程建筑物結(jié)構(gòu)時，資料收集是一項十分困難的工作，資料完整性與準確性也無法得到保障。在進行結(jié)構(gòu)設計時，若以項目所屬地區(qū)的氣候資料、地質(zhì)資料以及水文資料等為例的關(guān)鍵數(shù)據(jù)資料缺失，設計方案的合理性與科學性也會隨之下降，進而使施工效率、質(zhì)量、安全性與成本控制工作受到影響。

3.3 規(guī)劃的完善性與長遠性不夠

水利工程建筑物結(jié)構(gòu)設計的復雜性較強，對設計水平的要求相對也比較高，但在確保水利工程建筑物結(jié)構(gòu)水平能滿足基本使用要求的同時，很多設計人員卻并未意識到規(guī)劃設計完善化與長遠性的關(guān)鍵意義，如此，一方面會降低工程的安全性與經(jīng)濟性，另一方面對設計方案質(zhì)量控制也非常不利。

3.4 不具備足夠的生態(tài)意識

目前，在我國水利工程建筑物結(jié)構(gòu)設計工作中，相關(guān)單位、管理人員以及設計人員對生態(tài)問題的關(guān)注度都比較低，環(huán)境保護意識相對缺失，進一步導致水利工程建筑物結(jié)構(gòu)設計方案中缺乏生態(tài)意識。另外，設計人員過于重視項目的經(jīng)濟性，也是影響水利工程安全性與整體效益的關(guān)鍵原因，若再不給予足夠的重視，將會嚴重阻礙水利工程建筑的可持續(xù)發(fā)展[1]。

4 水利工程建筑物結(jié)構(gòu)設計的關(guān)鍵點

4.1 注重整體設計的質(zhì)量

實際上，總平面設計、建筑平面設計、材料設計以及外觀設計等，都屬于水利工程建筑物結(jié)構(gòu)設計工作?？偲矫嬖O計簡單來講，即為主要針對建筑物與配套設施展開的設計，通常情況下，其中包括水閘、水壩等基礎(chǔ)類設施，也包括生活與管理房屋建筑、綠化設計等配套設施。在以往應用傳統(tǒng)設計觀念的時期，很多設計人員都并不重視配套建筑以及環(huán)境設計，從而導致水利工程建筑與周邊建筑協(xié)調(diào)性極差，也不具備應有的美觀性。

經(jīng)實踐證明，優(yōu)質(zhì)的總平面設計能有效解決上述問題，其不僅能促進整體規(guī)劃與設計的合理化與協(xié)調(diào)化，還在能提高水利工程建筑物功能性的基礎(chǔ)上，增強其美觀度與藝術(shù)感。在設計建筑物結(jié)構(gòu)時，應將專業(yè)設備的布置要求作為根據(jù)展開平面布置，要注重與總布置圖的設計方向相符；在建筑物外觀設計中，在遵循協(xié)調(diào)原則的同時，也要注重與周邊環(huán)境條件相結(jié)合，為水利工程建筑物和環(huán)境映襯與融合提供保證。

4.2 確保水閘設計的合理性

水閘設計是水利工程排水止水效率最重要的影響因素，也會在一定程度上決定建筑物的使用壽命。與此同時，設計人員在設計水閘的過程中，也必須明確消力池排水孔、翼墻排水孔和止水伸縮縫合理設計的重要性。水閘排水的主要形式就是消力池底板排水，但極易在水壓過大的情況下?lián)p壞，所以在設置時可通過降低滲透壓力的方式，增強實際排水效果；水利工程滲水的排出，則主要依賴翼墻排水孔，在設計中合理增加滲徑；在設計止水伸縮縫時，需選擇合適的止水片材料，確保其與水利工程建設要求相符，施工中也要保證止水片的清潔，盡量使混凝土未牢固結(jié)合而導致的滲漏問題得到規(guī)避[2]。

4.3 提高對混凝土結(jié)構(gòu)設計的重視程度

在水利工程建筑混凝土結(jié)構(gòu)中，極限承載力作為與破壞混凝土結(jié)構(gòu)相接近的強度值，在極易導致混凝土結(jié)構(gòu)變形的情況下，使建筑物穩(wěn)定性與安全性受到嚴重影響。而優(yōu)質(zhì)的結(jié)構(gòu)極限設計，能夠使建筑物極限承載力相關(guān)的破壞問題得到有效處理，由此可見，結(jié)構(gòu)極限設計工作有著不可代替的重要性。

在水工重力壩擋水結(jié)構(gòu)設計中，結(jié)構(gòu)極限設計能夠則起到更加重要的作用。設計人員需根據(jù)極限承載力的相關(guān)數(shù)據(jù)，限制最大拉應力，此時再通過增加應力約束的極限狀態(tài)，有效控制測定混凝土的不連續(xù)點，進而達成將其約束在應力限值要求范圍內(nèi)的目的。另外，混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制也必須得到相應的重視，設計人員需將項目的環(huán)境條件、鋼筋種類、荷載性質(zhì)以及構(gòu)件受力性質(zhì)等因素充分考慮在內(nèi)，在控制裂縫寬度的同時，增強水利工程建筑物混凝土結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)與耐久性，進一步提高其性能與使用壽命。

5 結(jié)語

綜上所述，水利工程建設的首要目的，即為地下水與地表水合理有效的調(diào)配控制，這是新時期人民群眾基本生活與生產(chǎn)中，水資源需求得以滿足的重要基礎(chǔ)。但由于水利工程項目建設過程會受到自然地理、水文、氣候與土質(zhì)等因素的影響，因此，只有提高建筑物結(jié)構(gòu)設計的合理性與質(zhì)量，才能為工程建設與運行的穩(wěn)定性提供更高保障。除此之外，也要注重水利工程建筑物結(jié)構(gòu)設計方案的完整性，加大對水利工程建筑各環(huán)節(jié)施工的控制力度，進一步全面提高工程建設與運行的效率和安全性。