許克譯

【摘要】近年來(lái)，水利工程建筑設(shè)計(jì)人員面臨的重要課題就是如何優(yōu)化設(shè)計(jì)水利工程中的混凝土結(jié)構(gòu)。本文就從水利工程中應(yīng)用混凝土結(jié)構(gòu)的瓶頸問(wèn)題開(kāi)始探究，從而對(duì)其應(yīng)用的重要意義進(jìn)行了介紹，繼而提出水利工程中混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，希望能為新形勢(shì)下的水利工程建設(shè)提供有益參考。

【關(guān)鍵詞】水利工程；混凝土；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；優(yōu)化策略

引文

水利工程中的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)這項(xiàng)技術(shù)比較高難度，并且因?yàn)樗こ淌┕さ攸c(diǎn)的地形地勢(shì)復(fù)雜，加之混凝土本身成分的復(fù)雜狀況，使得混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)施工難度驟然加大。我國(guó)水利工程混凝土結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)水平相較于發(fā)達(dá)國(guó)家而言仍有較大差距正因如此，并且根源于技術(shù)水平疲軟的諸多問(wèn)題逐漸顯露出。

1、水利工程中混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題

1.1 混凝土材料配比不穩(wěn)定

混凝土是由水泥、砂、石等原料拌合膠凝而成，并非是單一性質(zhì)的材料。因此，材料配置比例的些許不同，就可能降低混凝土標(biāo)號(hào)，在澆筑后則會(huì)使結(jié)構(gòu)有孔洞、氣泡、麻面等不良現(xiàn)象出現(xiàn)，嚴(yán)重對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量造成影響。例如，如果混凝土攪拌中砂石比例過(guò)高，則會(huì)因骨料集中而造成拌合物離折、混凝土料干硬，一定程度上降低了混凝土結(jié)構(gòu)的牢固度。

1.2 混凝土岔管設(shè)計(jì)不合理

現(xiàn)代在地下網(wǎng)道中水利工程常對(duì)“一洞多機(jī)”的布局方案采用，這就需要對(duì)混凝土岔管設(shè)計(jì)進(jìn)行利用來(lái)完成任務(wù)。但是對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工的技術(shù)水平來(lái)說(shuō)，岔管有著較高的要求，并且目前完善的、具體的混凝土岔管設(shè)計(jì)指導(dǎo)細(xì)則沒(méi)有形成。因此，工作人員對(duì)混凝土岔管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的承壓能力難以掌握，在復(fù)雜的地形和計(jì)算影響下，有設(shè)計(jì)不合理現(xiàn)象常常出現(xiàn)，從而為混凝土結(jié)構(gòu)安全埋下隱患。

1.3 混凝土襯砌易出現(xiàn)滲漏

混凝土襯砌容易出現(xiàn)透漏是我國(guó)水利工程建設(shè)中混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中較為突出的問(wèn)題之一，這對(duì)渠道結(jié)構(gòu)的安全來(lái)說(shuō)非常不利。總的來(lái)說(shuō)，由于混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫而導(dǎo)致襯砌易滲漏，主要由四方面原因所造成。一是模板的設(shè)計(jì)布置有偏差存在；二是通道的位置處理不到位，形成裂縫是因?yàn)樯戏綆r土層沉降對(duì)襯砌產(chǎn)生巨大壓力；三則是混凝土原材料質(zhì)量有問(wèn)題存在；四是在攪拌、運(yùn)輸以及澆筑過(guò)程中對(duì)混凝土疏于養(yǎng)護(hù)。

2、水利工程中混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要意義

2.1 提高工程質(zhì)量

因?yàn)樗こ汤扒锶f(wàn)代，所以其工程質(zhì)量非常重要?；炷两Y(jié)構(gòu)的密度隨著混凝土的粘聚性而增大，并且結(jié)構(gòu)性質(zhì)趨于穩(wěn)定；同時(shí)，混凝土有著較強(qiáng)的抵抗重壓、神拉、彎剪等作用力的能力，不易變形，能夠保證水利工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。此外，混凝土結(jié)構(gòu)相較于其他土木結(jié)構(gòu)來(lái)講，其耐久性和耐火性較為良好，可以對(duì)較長(zhǎng)時(shí)間的外力侵蝕所抵御。因此，混凝土結(jié)構(gòu)能夠有效提高水利工程建設(shè)質(zhì)量。

2.2 施工難度降低

水利工程體量復(fù)雜且龐大，而且大多在地勢(shì)起伏大、地形復(fù)雜的山區(qū)修建，普遍來(lái)講有較大的施工難度。但引入混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，則可使這一狀況有效改善。一方面，混凝土有極強(qiáng)的可塑性，澆灌時(shí)可以根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的模型，從而對(duì)其他結(jié)構(gòu)技術(shù)的精密性誤差所彌補(bǔ)。另一方面，混凝土結(jié)構(gòu)屬于一次澆灌成型，操作簡(jiǎn)單快捷，使水利工程的施工難度極大降低。

2.3 便于保養(yǎng)維護(hù)

延長(zhǎng)水利工程的使用壽命必須對(duì)健全的保養(yǎng)維護(hù)舉措所依賴。傳統(tǒng)的水利工程結(jié)構(gòu)普遍很難進(jìn)行保養(yǎng)維護(hù)，而混凝土結(jié)構(gòu)則不然。例如，通過(guò)定期清潔混凝土結(jié)構(gòu)，可對(duì)結(jié)構(gòu)表面的磨損、裂縫清晰發(fā)現(xiàn)，即可進(jìn)行及時(shí)修補(bǔ)，從而使缺陷有效防止繼續(xù)延展。便于保養(yǎng)維護(hù)的優(yōu)勢(shì)，使混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有力保障著水利工程使用安全。

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

3.1 科學(xué)合理配比混凝土原料

在混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中，其首要策略就是使混凝土原料的科學(xué)合理配比得以保證，不僅可以使混凝土結(jié)構(gòu)的麻面、孔洞等缺陷減少，而且還明顯的幫助控制裂縫、襯砌防滲等作用。具體而言，水利工程中混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的首選材料就是細(xì)度模數(shù)在20一3刀之間的砂應(yīng)，繼而將單層混凝土鋪設(shè)厚度在30一50厘米范圍內(nèi)進(jìn)行控制，分層攤鋪、搗振均勻，同時(shí)鋼筋架構(gòu)要校準(zhǔn)位置、精確焊接，才可為混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性和穩(wěn)定性保駕護(hù)航。

3.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)混凝土裂縫控制

混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要方面就是水利工程的裂縫控制。要對(duì)結(jié)構(gòu)裂縫控制的優(yōu)化設(shè)計(jì)得以實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)人員一方面要對(duì)工程運(yùn)行環(huán)境、水文壓力、地勢(shì)壓力等要素進(jìn)行結(jié)合，從而對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的極限承載力綜合考量，從而對(duì)與之相匹配標(biāo)號(hào)的鋼筋和混凝土選用；另一方面，現(xiàn)代水利工程在彎拉構(gòu)件方面的裂縫控制，要對(duì)恰當(dāng)?shù)臈U件選擇，對(duì)混凝土的裂縫寬度嚴(yán)格控制。

3.3 優(yōu)化設(shè)計(jì)混凝土圍巖穩(wěn)定

優(yōu)化設(shè)計(jì)水利工程中混凝土結(jié)構(gòu)，要對(duì)圍巖的水壓承載能力著力研究。因?yàn)橹挥袊鷰r的水壓承載能力強(qiáng)，才能夠?qū)Σ灰r砌或非限裂混凝土襯砌的方案選用，對(duì)工程成本降低、工程質(zhì)量提高來(lái)說(shuō)意義重大。因此，設(shè)計(jì)人員要根據(jù)平緩或陡坡地表面的相關(guān)準(zhǔn)則，對(duì)圍巖結(jié)構(gòu)的最小覆蓋厚度優(yōu)先衡量，并通過(guò)精測(cè)的測(cè)量和計(jì)算確定混凝土圍巖穩(wěn)定系數(shù)。

3.4 優(yōu)化設(shè)計(jì)混凝土襯砌防滲

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中有非常多的襯砌類型，主要可分為裂襯砌與非裂襯砌兩大類。技術(shù)人員選擇科學(xué)合理的襯砌方案首先要根據(jù)圍巖穩(wěn)定程度，而后對(duì)襯砌與圍巖的承載力進(jìn)行聯(lián)合模擬。同時(shí)對(duì)鋼筋混凝土進(jìn)行支護(hù)、對(duì)岔管進(jìn)行布局，對(duì)滲透、裂縫等問(wèn)題的出現(xiàn)概率預(yù)估，從而做出相當(dāng)?shù)募夹g(shù)設(shè)計(jì)調(diào)整，以致力于使混凝土襯砌滲漏的出現(xiàn)幾率降低。

4、總結(jié)

總而言之，在水利工程建設(shè)領(lǐng)域混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)揮的作用愈來(lái)愈重要，其設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)?shù)玫讲粩鄡?yōu)化。而優(yōu)化設(shè)計(jì)水利工程建設(shè)中混凝土結(jié)構(gòu)，應(yīng)當(dāng)以當(dāng)前所暴露出的問(wèn)題為著力點(diǎn)，以混凝土合理配比為前提，全面優(yōu)化裂縫控制、圍巖穩(wěn)定以及襯砌防滲等方面，從而致力于水利工程建設(shè)的高質(zhì)量、高效益實(shí)現(xiàn)，為推動(dòng)水利工程發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的技術(shù)根基。

參考文獻(xiàn)：

[1]張志剛，鄧欽.水利工程中混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].珠江水運(yùn)，2015，（01）.

[2]劉榮釗.水利工程中優(yōu)化加強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的相關(guān)策略設(shè)計(jì)[J].黑龍江水利科技，2014，（07）.