探析水利工程中混凝土結構的優化設計

應坤濤

摘 要：水利工程主要是水庫的堤壩、水渠、水閘、渡槽為主的水利設施建筑物，可以優化地下水和地表水資源的配置，降低洪澇和干旱為主的自然災害，滿足人們日常的生產、生活需要。混凝土結構是建設水利工程最重要的部分，主要是水泥、砂石和水按照一定比例混合攪拌而成的一種建筑工程材料，它具有良好的耐久性、耐火性，可以整體灌注適應各種大型建筑工程。本文從水利工程中混凝土結構的角度出發，首先介紹了我國水利工程混凝土結構出現的問題，然后本文提出對于水利工程中混凝土結構優化的建議。本文希望通過對水利工程中混凝土結構的優化，可以促進我國的水利工程的進一步發展。

關鍵詞：水利工程;混凝土結構;設計優化

水利工程的工期比較長、建造的規模比較大、相關的技術也比較復雜，所以混凝土廣泛應用于各種水利工程。雖然混凝土結構設計技術有了很大的提升，但是在現場的施工過程中還是會出現一些問題，它對我國的水利工程的質量造成嚴重影響，也不利于我國水利工程的發展。因為水利工程中混凝土結構規模比較大，外形尺寸也比較大，但是它的跨度比較小，在結構中需要的配筋率比較低。混凝土結構在溫度升高的時候，很容易出現裂紋，所以只能在設計的時候加強對于溫度鋼筋的使用。水利工程的混凝土結構經常要泡在水中，所以，對于混凝土結構的耐久性也提出很高的要求。為了更好的保證混凝土結構的穩定性，對于混凝土結構的優化設計就十分重要。

1 我國水利工程中混凝土結構出現的問題

混凝土是由水泥、砂石和水等原料攪拌合膠凝形成。所以，這些材料配置的不同就會出現混凝土質量的下降，在澆筑的過程中也容易出現孔洞、麻面等，嚴重影響混凝土的質量。其次，在水利工程中混凝土凝固的過程會發生水化熱的現象，從而使混凝土的內部產生巨大的熱量，造成局部溫差，最終形成混凝土裂紋、干裂的現象。在水利工中加固堤壩上層結構的時候，就會是下層的手里過重造成的受力不均，很容易產生裂紋。最后，我國水利工程建設中混凝土襯砌很容易出現滲漏，對于水利工程的安全十分不利。

2 對于我國水利工程混凝土結構優化設計的建議

2.1 對于混凝土結構裂縫的控制

第一，要對外力失衡的建議。水利工程施工的過程中，為了減少因為混凝土結構外力失去平衡出現的裂紋的出現。施工人員應該做好對于工程的管理和監督，認真的對現場的施工環境進行審查，進而使用合適的方法對工程建筑進行加固和修復。在以后的修復過程中，如果產生的裂紋比較小，就只修復混凝土結構的表面就好了。如果產生的裂紋比較大，就應該加大混凝土層的水泥。在水利工程施工之前就要對水利工程的施工條件進行有效的評估，保證水利工程的質量。

第二，對于收縮和干裂的建議。現場的施工人員在選用混凝土材料的時候應該選用干縮值小、強度高的材料降低收縮裂縫的出現。另外，施工人員應該注意科學控制水和材料的比例，要合理的使用減水劑，從而加強混凝土的強度。如果在施工的過程在遇到大風、雨雪或者酷暑等強對流天氣，現場的施工人員應該根據情況做好相應的防護措施，保證混凝土的穩定性。

第三，對于溫差裂紋的建議。水泥發熱最主要的是混凝土結構內部發熱造成的溫差形成的，所以采購水泥的時候，相關人員應該選擇發熱量相對較小的水泥。這樣就可以降低混凝土結構的溫度，避免出現溫差裂紋的現象。在冬天施工的時候，現場的施工人員要及時的對溫度進行控制。在澆筑混凝土的時候，相關人員要注意混凝土的溫度，如果溫度比較高，應該在混凝土結構中假如適量的冰水，進而控制溫差。

2.2 要確保混凝土原材料的科學比例

要保證混凝土結構的強度和質量，就應該保證混凝土原材料科學的配比，只有這樣才能減少混凝土出現氣泡。為了降低混凝土結構出現氣泡，采購人員應該選擇細度比較高的天然砂。現場施工人員把所有的材料按照科學的配比，而且還要加入適量的添加劑。然后，施工人員應該保證攤鋪的厚度在40cm左右，在振搗的過程中要注意振搗的力度和頻率，在拔出振搗棒的時候一定要勻速，減少氣泡的出現。如果在振搗的過程中出現氣泡，要進行物理清理，然后要用相同的混凝土進行填充。如果在這個過程中出現漏筋，就要對銹斑進行及時的處理。施工人員可以通過亞光膜平的方法對鋼筋進行保護，然后利用澆灌技術對其進行覆蓋。

2.3 對于襯砌設計的改善

在使用襯砌方式的時候，應該考慮設計的真實需求，還應該考慮圍巖的承載能力。在襯砌技術中最重要的就是開裂襯砌和抗裂襯砌。選擇好襯砌方式之后，還應該對所選的方式進行模擬，保證在試驗的過程中混凝土的支護可以發揮作用，以及在壓力的作用下襯砌不會出現裂紋和變形。施工人員要考慮岔管襯砌設計的合理性，在保證質量的前提下，盡量減少鋼筋的使用，這樣就可以保證鋼筋混凝土襯砌技術在水利工程中發揮重要的作用。同時相關人員應該對鋼筋混凝土進行支護、對岔管的布局進行預估參透、裂紋等問題的出現，從而做出相應技術設計的改變，最終降低混凝土襯砌滲漏的出現。

3 結束語

綜上所述，在未來的水利工程建設中，混凝土材料的使用會越來越普遍。混凝土結構的優化可以有效提升工程的穩定性，降低工程的施工難度，加強水利工程的質量。在以后的工作中相關人員應該不斷加強對于混凝土結構的優化設計，才能減少工程事故的發生，特別是要注意混凝土結構中裂縫和孔洞的出現、襯砌設計、原材料的配比和溫度、濕度的變化，進而保證混凝土結構的穩定，保證水利工程的質量。水利工程建設中混凝有結構的優化設計可以讓水利工程實現高質量、高收益，為我國水利工程的現代化打下堅實的基礎。

參考文獻

[1]李朝輝.水利工程中混凝土結構的優化設計策略研究[J].價值工程，2019，38（23）：183-185.

[2]陳尚橋.水利工程中混凝土結構的優化設計策略分析[J].珠江水運，2019，（09）：49-50.

[3]靳思東.水利工程中混凝土結構的優化設計探析[J].工程技術研究，2019，4（03）：192-193.