水利工程建筑物結構設計關鍵問題探討

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的飛速發展，結構設計作為其中的關鍵構成部分，也逐漸得到社會各界越來越高的重視。但現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量，設計人員的綜合素質也必須得到保證。只有具備豐富的設計與實踐經驗，才能從結構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，一旦出現以潰壩、高坡失穩等為例的安全事故，不僅會影響社會和諧運行，還會對下游及施工區人員的生命財產安全造成極大威脅。

2）外界環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生影響，因此，企業必須要結合氣候、季節與天氣條件，合理安排施工工期，盡量減弱外界因素帶來的影響。

3）地質條件對水利工程的施工與運行質量起到決定性的作用，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勘探，保證地基的安全性與穩定性，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，其施工內容相對來講也更復雜。與此同時，多種工種間的聯系性也不容忽視，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 水利工程建筑物結構設計中的問題與對策

3.1 對勘探工作的重視程度不足

現如今，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，地質勘探的重要作用無法得到充分發揮等問題，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，相關管理人員并未明確勘探工作對水利工程建筑物結構設計的重要性，在對地質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很多不必要的麻煩。

3.2 數據資料相對缺失

雖然多數地區都有資料備案，但對于偏遠地區與氣候惡劣地區來講，在設計水利工程建筑物結構時，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。在進行結構設計時，若以項目所屬地區的氣候資料、地質資料以及水文資料等為例的關鍵數據資料缺失，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、質量、安全性與成本控制工作受到影響。

3.3 規劃的完善性與長遠性不夠

水利工程建筑物結構設計的復雜性較強，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構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劃設計完善化與長遠性的關鍵意義，如此，一方面會降低工程的安全性與經濟性，另一方面對設計方案質量控制也非常不利。

3.4 不具備足夠的生態意識

目前，在我國水利工程建筑物結構設計工作中，相關單位、管理人員以及設計人員對生態問題的關注度都比較低，環境保護意識相對缺失，進一步導致水利工程建筑物結構設計方案中缺乏生態意識。另外，設計人員過于重視項目的經濟性，也是影響水利工程安全性與整體效益的關鍵原因，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發展[1]。

4 水利工程建筑物結構設計的關鍵點

4.1 注重整體設計的質量

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構設計工作?？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境設計，從而導致水利工程建筑與周邊建筑協調性極差，也不具備應有的美觀性。

經實踐證明，優質的總平面設計能有效解決上述問題，其不僅能促進整體規劃與設計的合理化與協調化，還在能提高水利工程建筑物功能性的基礎上，增強其美觀度與藝術感。在設計建筑物結構時，應將專業設備的布置要求作為根據展開平面布置，要注重與總布置圖的設計方向相符；在建筑物外觀設計中，在遵循協調原則的同時，也要注重與周邊環境條件相結合，為水利工程建筑物和環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損壞，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合而導致的滲漏問題得到規避[2]。

4.3 提高對混凝土結構設計的重視程度

在水利工程建筑混凝土結構中，極限承載力作為與破壞混凝土結構相接近的強度值，在極易導致混凝土結構變形的情況下，使建筑物穩定性與安全性受到嚴重影響。而優質的結構極限設計，能夠使建筑物極限承載力相關的破壞問題得到有效處理，由此可見，結構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構設計中，結構極限設計能夠則起到更加重要的作用。設計人員需根據極限承載力的相關數據，限制最大拉應力，此時再通過增加應力約束的極限狀態，有效控制測定混凝土的不連續點，進而達成將其約束在應力限值要求范圍內的目的。另外，混凝土結構裂縫控制也必須得到相應的重視，設計人員需將項目的環境條件、鋼筋種類、荷載性質以及構件受力性質等因素充分考慮在內，在控制裂縫寬度的同時，增強水利工程建筑物混凝土結構的安全系數與耐久性，進一步提高其性能與使用壽命。

5 結語

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配控制，這是新時期人民群眾基本生活與生產中，水資源需求得以滿足的重要基礎。但由于水利工程項目建設過程會受到自然地理、水文、氣候與土質等因素的影響，因此，只有提高建筑物結構設計的合理性與質量，才能為工程建設與運行的穩定性提供更高保障。除此之外，也要注重水利工程建筑物結構設計方案的完整性，加大對水利工程建筑各環節施工的控制力度，進一步全面提高工程建設與運行的效率和安全性。