水利工程中混凝土結構的優化設計

謝蕓

【摘要】隨著經濟的不斷進步，我國水利工程的發展速度越來越快，建設的規模也越來越大。尤其是混凝土的結構設計，直接影響到水利工程建設的質量，所以，必須要不斷的進行優化，解決其中的一些不足之處；并且，加強水利工程中設計人員的綜合能力以及專業素養，并及時的解決混凝土結構設計的問題，懂得結合新的社會形勢，制定詳細的設計方案。本文淺析水利工程中混凝土結構的優化設計。

【關鍵詞】水利工程；混凝土結構；優化設計

引言

水利工程具有防洪、供水、灌溉等興利除害的功能，水利工程具有規模較大、工期較長、施工難度較大等特點?；炷两Y構由于成本比較低、整體性高等優點廣泛應用于水利工程建設中，但由于混凝土結構設計難度比較大，在水利工程的建設過程中，也會出現一些問題，因此要科學應用混凝土結構，保證水利工程質量安全。

1、水利工程混凝土結構設計的意義

水利工程通過修建堤壩、水閘、渡槽等水工建筑對水資源進行調控，通過這些水工建筑的興建來預防或控制洪澇災害和干旱災害，滿足社會生產和人民生活的需要。水利工程的規模比較大。工期比較長、施工技術難度比較高，一般來說在水利工程中需要應用混凝土結構?；炷潦侵干笆?、水泥、水按照一定比例進行混合配比，并以水泥為膠凝材料的建筑工程復合材料?；炷僚c一定量的鋼筋等構件進行配合使用，可以作為承重材料使用到各種建設工程項目中。由于混凝土結構具有良好的耐火性、耐久性、整體性，因此在大型建設工程項目中應用非常廣泛，但混凝土結構在我國的水利工程項目中的應用時間比較短，應用經驗比較少，尚有很多不足，因此研究如何對水利工程中的混凝土結構進行優化設計，對我國水利工程建設具有非常重要的理論意義和實踐價值。

2、水利工程中混凝土結構設計中存在的問題

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行使用，必須要加入水泥和砂灰以及石子等進行攪拌，并且每一種材料的比例和數量都是不同的，所摻入的比例不一樣，直接會影響到混凝土的強度，甚至會造成在混凝土澆筑工作完成之后，出現種種問題，就像在進行混凝土攪拌時，砂灰和石子的數量過多，導致比例偏高，造成骨料集中、混凝土干硬，進而影響了混凝土結構的穩固性。

2.2岔管設計問題

目前我國的水利工程項目主要采用“一洞多機”的方式進行地下管網的布設，這種設置對于混凝土結構設計的要求比較高，目前我國還沒有比較完善的岔管設計規范，這使得施工人員對于岔管設計的承壓能力很難準確把握，特別是在地形地貌比較復雜的情況下，經常發生設計不合理的情況，對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，經常會出現混凝土襯砌滲漏的情況，這是混凝土結構設計中最難解決的問題。滲漏問題如果不能有效解決，將對整體水利工程建設造成嚴重影響，襯砌滲漏主要是因為混凝土結構產生了裂縫，裂縫產生的具體原因包括以下幾點：（1）混凝土模板設計的不合理。（2）在通道施工的過程中，對于通道位置的設計不合理，如果通道上方出現沉降就會對襯砌產生較大壓力，最終發生混凝土裂縫的情況。（3）混凝土結構的原材料本身存在質量問題，例如混凝土的標號不滿足施工設計要求。（4）混凝土的運輸過程、攪拌過程、養護過程出現問題。

3、水利工程中混凝土結構優化設計

3.1加強對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量的關鍵，能夠有效防止氣泡、麻面、孔洞等問題的產生，可以選擇細度2.0～3.0范圍內的砂，合理控制添加劑的比重。對混凝土進行充分振搗和攪拌，確?；炷恋暮鸵仔?，避免離析，混凝土澆筑之前要確保模板支撐牢固，按照施工標準進行模板支撐和拆卸。

3.2混凝土滲漏的優化設計

對于滲漏的情況，一般在混凝土設計中，都會使用襯砌的方式。襯砌主要有兩種情況，裂襯砌和非裂襯砌。而設計的工作人員需要提前先了解圍巖的穩定狀態；然后根據實際的情況，選擇合適的設計方案，或者分析圍巖的承載情況，然后進行鋼筋混凝土的支護，進行岔管設計；根據設計方案進行布局，進行技術性的調整和優化，進而減少混凝土滲漏、裂縫的情況。

3.3圍巖結構穩定性的優化設計

襯砌的布局對于水利工程的混凝土結構質量具有重要影響，在進行混凝土襯砌設計時，要注意圍巖能夠承載的水壓力。水利工程混凝土結構設計的優化，要重點解決圍巖承載力問題，在設計過程中，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襯砌的優化設計

襯砌可分為開裂和抗裂兩種襯砌，要根據工程設計要求和圍巖承載力來確定襯砌方式。通過對混凝土襯砌與圍巖進行聯合作用模擬，形成二次應力，并在此基礎上進行鋼筋混凝土的支護，把襯砌配筋量控制在合理的范圍內，達到最佳支撐效果。通過分析變形與裂縫產生的原因，進行岔管襯砌的布置。

3.5混凝土裂縫的優化設計

在對混凝土材料進行選擇的過程中，采購員要熟悉的掌握每一種混凝土的化學性質和物理性質，通過細微數據的分析就可以選擇出最為優良的混凝土材料。進而可以有效的降低混凝土裂縫產生的頻率。雖然在設計的過程中可以排除混凝土裂縫問題，但是在施工中還是會出現混凝土裂縫問題。不僅要在設計的過程中對混凝土裂縫問題加以預防，在施工的過程中還要時刻關注混凝土裂縫問題。

3.6混凝土的養護工作

混凝土在進行澆筑完成之后，必須要進行養護工作，保證混凝土的穩固性和強度；并且，混凝土的結構強度直接會影響水利工程建設的使用年限。因此，必須要及時進行保養和維護；同時，需要定期的對混凝土結構進行清洗，一旦發現破損或者裂縫的情況，立即進行補修，以免遭受更大的損害。所以，后期的養護工作是非常關鍵的，它直接影響到混凝土的強度。

結語

綜上所述，水利工程中的混凝土結構設計占據重要的位置，所以，必須要提高設計人員的綜合能力，并且不斷優化設計方案。同時，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，都必須及時的進行解決，并制定詳細的實施方案進而保證水利工程建設的質量。

參考文獻：

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