摘要：水利工程是国家的基础设施之一，能够为居民提供更加便利的生活条件，还能够预防灾害的发生。而由于水利工程施工地点的地势和地形复杂，整个施工遇到了许多问题。从混凝土结构来说，其复杂程度也加剧了水利工程项目的施工难度。为此，加强混凝土结构设计研究，以确保其作用的发挥具有重要意义。基于此，本文笔者根据多年工作经验对水利工程中混凝土结构的优化设计进行简要分析。仅供业内同行参考。
关键词：水利工程；混凝土结构；优化设计；
一、水利工程中混凝土结构设计存在的问题
一方面，因为混凝土的成分复杂，它是由水泥、碎石、骨料以及砂子等多种材料混合生成的，这些原材料在配比时一旦添加的比例不合适，没有按照标准要求进行配比，对混凝土结构强度会有一定影响。混凝土在拌制环节往往会有一些问题，如拌和物产生骨料离析现象，在摊铺过程中同样出现摊铺过厚以及混凝土硬化等不同的问题。因此，混凝土在拌制时，如果原材料比例不合适，拌制出来的混凝土其质量肯定下降，同时，混凝土配比不合理也会造成其标号降低，从而使混凝土结构强度降低。另一方面，对于混凝土岔管的设计，在地下引水工程中，项目施工以应用一洞多机的模式对网道加以排布，并运用钢筋混凝土岔管进行布置。然而，混凝土结构的设计与施工至今尚未形成完善的混凝土岔管设计指导规则，也没有完整统一的岔管设计标准，所以岔管设计所能承受的压力也就不容易掌握，特别是工程项目所在地形地势又比较复杂的状况下，岔管设计的计算更为复杂，很容易造成设计不合理的问题，这些问题对水利工程的稳定性会产生一定的影响。其次，在水利工程建设期间，混凝土结构衬砌渗漏也是一个比较突出的问题，如果这一问题得不到有效解决，便会给渠道结构的安全带来不利影响，导致衬砌容易渗漏。
二、水利工程中混凝土结构设计的重要意义
首先，由于水利工程建筑利及千秋万代，因此，水利工程质量至关重要，而混凝土结构的设计又是水利工程质量的基本保障，所以，为了提高水利工程质量就必须重视混凝土结构的优化设计。混凝土结构的密度是随着其黏聚性的增大而逐渐增大的。如图 1 所示。
图1 混凝土结构密度随黏聚性增大而增大
具体测试时，将坍落度筒拔起，瞬间出现图 1a 的状态时，说明混凝土的黏聚性不好，继续进行测试，若在坍落度筒的侧面敲击，敲击后产生图 1b 的状态，则说明黏聚性很好。仍采用敲击的方法，产生图 1c 状态，表明黏聚性一般。由于混凝土的黏聚性与其密度有直接的关联，影响混凝土的强度，因此，黏聚性的性能强弱对混凝土结构的质量至关重要。同时，混凝土具有很强的抗重压能力，并在外力的作用下不容易变形，始终可以对水利工程的整体结构保证其稳定性。这也很好地说明了混凝土具有极强的抗压能力，随着水泥强度的不断增大，混凝土的抗压强度也在增强，这是混凝土原材料的性质决定的，混凝土拌和料的黏聚强度决定其抗压强度。合理的水灰比也是混凝土黏聚性的良好保证。因此，在其他条件相同的状况下，水泥完全水化所需用水量保证在水泥重量的 23%时，水灰比越小，表明混凝土抗压强度越高，水灰比越大其抗压强度就越低。混凝土还具备较强的耐火性，在高温火灾作用下，能够抵御外力的侵害，最大限度地保证建筑物的安全。首先，我国目前水利工程项目大多都建筑在偏僻的山区，由于工程项目规模巨大，结构复杂，因而给项目施工带来一定的困难。而将混凝土结构设计充分运用到施工项目中，可以有效改善施工难度大的问题，依据混凝土特有的可塑性这一性质来对水利工程项目进行施工，极大地降低了工程难度。也能很好地弥补其他材料带给的技术上的误差。混凝土结构在项目建设中贯穿于整个工期中，所以混凝土所具有一次浇筑成型及应用时操作简单的特点，对高难度的水利工程来说，难度系数大大减少，有利于水利工程的建设。其次，要想延长水利工程的使用寿命，就必须对混凝土结构采取必要的养护手段，以此来延长水利工程的使用周期，同时，养护也是保证混凝土裂缝控制的有效路径，通过养护也可以使混凝土抗压强度不发生变化，同时，对混凝土定期清洁，保持浇筑面的干净，能够清晰发现混凝土结构表面的裂缝以及磨损，及时对其修补，有效地防止缺陷的进一步延展。
三、水利工程中混凝土结构的优化设计方案
1.科学、合理的配比混凝土原料
保证科学合理的配比混凝土原料是其结构优化设计的关键，即能够使混凝土结构的孔洞及麻面缺陷减少，还具有帮助衬砌防渗、控制裂缝等作用。在水利工程施工过程中细度模数为 20~30 范围内的细骨料(砂)是混凝土结构设计的最佳材料，因为细骨料混凝土的防火、耐热性能都要比普通混凝土强，但砂子在自然环境下会持续风化，因此，对于水利工程拌和混凝土用砂必须实施坚固性测试，拌和料砂的颗粒级配要严格控制。
2.优化设计混凝土裂缝控制和混凝土围岩稳定
混凝土结构的质量是保证工程质量的关键因素，在实际施工中要融合自然环境因素和工程运行环境的因素，还要考虑混凝土结构的承载能力，将这些因素综合进行分析后，选用利于水利工程建设的混凝土材料进行施工，现代水利工程建设对传统的施工建设进行了改进，而对于混凝土裂缝控制主要是弯拉构件的选择上，采用合适的杆件就能够有效地控制混凝土裂缝。
四、水利工程施工中存在的安全隐患及应对措施
在水利工程施工过程中所存在的安全隐患有施工现场、施工环境无法实施封闭带来的安全隐患，如果出现恶劣天气，极易造成山体滑坡现象。因此，水利工程施工应避免汛期和干旱季节。水利工程依附于水边进行施工，其作业面较大，场地封闭隔离非常困难，这不仅不利于施工现场人员管理，对施工材料及机器设备的安全也无法保证。不能有效地封闭施工现场，施工人员安全得不到保障，同时，也不利于约束工作人员行为。解决的办法是尽可能地对施工现场加以封闭，以确保工作人员及物品的安全。由于水利工程建设项目庞大，人多且复杂，人员的管理十分不便，造成施工中出现一些疏漏现象，一旦施工现场有紧急状况出现，这些施工人员的应急能力欠缺，无法做出正确的判断，给工程项目带来安全隐患。解决的办法是对施工人员进行应急能力的培养，提高他们的安全防范意识，对施工队伍中的所有人员实施统一管理，在安全统一管理的制度下，强调工程施工中的安全问题，岗前培训必须重视强调安全施工防范措施和安全施工技术内容。组建安全巡视、监督部门，以此做好安全监控工作。
结束语
综上所述，混凝土结构在水利工程建设领域所发挥的作用日趋重要，这就更加需要对混凝土结构的设计不断进行优化。对于现阶段水利工程建设中混凝土结构仍存在的问题，应加以重视并采取有效措施来解决，以混凝土合理配比为基础，对混凝土裂缝结构的控制、围岩结构的稳定、衬砌防渗等进行全方位优化。只有这样，才能够实现水利工程建设的高效益和高质量，为我国水利事业的发展奠定牢固的技术根基。
参考文献
[1]贾坚,谢小林,翟杰群,等.水利工程中混凝土结构的优化设计的思考[J].岩土工程学报,2019(增刊1):370-376.
[2]吴德龙,郑捷,陈尧亮,等.水利工程中混凝土结构的优化设计探讨[J].建筑施工,2018,30(4):237-241.
论文作者:张浩
论文发表刊物:《基层建设》2019年第26期
论文发表时间:2019/12/16
标签：混凝土论文; 水利工程论文; 混凝土结构论文; 水利论文; 裂缝论文; 抗压强度论文; 优化设计论文; 《基层建设》2019年第26期论文;