淺談現代化灌區中水工建筑物的規劃設計與改造

李淑婷

摘要：為穩步發揮水工建筑物服務效能，推動灌區水資源科學化與高效化調配。文章從實踐角度出發，立足于現代化灌區功能定位、運轉實際，總結梳理水工建筑物現狀，探討規劃設計與改造方法，旨在通過技術要素、管理要素有效整合，有效延長水工建筑物的使用壽命，減少病害發生概率。

關鍵詞：現代化灌區；水工建筑物；規劃設計；改造策略

近些年來，各地區加大灌區開發建設力度，有序擴大灌區面積，完善配套設施，提升水資源利用效能。根據水利部公布的數據，2021年，全國建成萬畝以上大中型灌區7330處，持續提升水資源時空調節水平，滿足經濟發展使用需求。著眼現代化灌區功能定位，項目團隊在項目開發周期內，著眼規劃設計、施工及管理等經驗，總結問題不足，定向優化水工建筑物規劃設計思路和布局，科學調整改造施工方法，優化灌區管理模式，旨在為后續開發建設工作穩步推進奠定堅實基礎。

1 現代化灌區水工建筑物運行現狀

水工建筑物作為現代化灌區有機組成，在調節、控制水流，防治水害等方面發揮著關鍵性作用，為進一步凸顯水工建筑物的實用屬性，項目團隊在整個結構規劃設計與改造施工環節，需要準確調整思路，認真總結其運行現狀，明確質量隱患，總結重點環節，推動水工建筑物開發建設活動高質量開展。

1.1 現代化灌區水工建筑物基本特點

水工建筑物通過其合理布局，調控灌區水資源，滿足區域經濟發展過程中對于水資源的使用需求。隨著水工建筑物開發建設體系日益成熟，項目團隊充分利用理論分析、試驗研究、原型觀測、工程類比等手段，規劃設計擋水建筑物、泄水建筑物、輸水建筑物、渠系建筑物等，優化水工建筑物的布局，穩步增強水工建筑物適應能力，減少結構病害發生，確保水工建筑物平穩運轉。與傳統建筑物相比，水工建筑物受到自然條件的約束性較大，整個規劃設計過程中，受到地形、地質、水文、氣象，對于工程選址、結構選型等產生深遠影響，工作人員需要調整布局，綜合考量各類因素，精準調整思路，根據外部自然環境的差異性，定向優化水工建筑物的類型，避免水工建筑物選擇不當，影響最終工程效果，誘發質量問題。水環境產生的復雜施工條件，無形之中，提高了規劃設計與改造難度。例如現代化灌區在調配水資源過程中，需要在相應區域設置擋水水工建筑物，以持續增強結構穩定性，應對滲流產生的滲透壓力。現代化灌區水工建筑物改造窗口期較短，總體施工難度較大，在項目規劃設計與改造施工中，需要著重解決施工導流、截流等突發情況，著力營造平穩高效施工環境，在保障水工建筑物施工質量的前提下，有效縮短施工周期，降低成本投入。

1.2 現代化灌區水工建筑運行現狀

在各類因素疊加影響下，現代化灌區水工建筑物發生裂縫、沖刷磨蝕、不均勻沉降以及建筑物配套不足等問題，影響水工建筑物服務能力。具體來看，裂縫為現代化灌區水工建筑物常見質量問題，裂縫問題如果得到妥善處理，將會導致滲透區域面積持續擴大，嚴重影響水工建筑物總體穩定性。例如裂縫出現后，空氣中二氧化碳進入到混凝土內部，與水泥中有關成分發生化學反應，產生碳酸鈣，降低水工結構抗腐蝕能力。根據以往經驗，水工建筑物裂縫大致可以劃分為水平裂縫、垂直裂縫、斜向裂縫、放射型裂縫，不同類型的裂縫要求設計與施工團隊快速轉換認知，采取針對性方法舉措，有效預防和處置裂縫質量風險，保證水工建筑物總體完整性。水閘等水工建筑物在使用過程中，受到水體沖刷，導致結構強度下降，無形之中，增加了水工建筑物運維成本，妨礙灌區調控作用發揮。例如現代化灌區水工建筑物中的渡槽、隧洞、倒虹吸等結構，在水體沖刷作用下，導致水工建筑物表面出現破損，粗糙率增加，降低過流能力。同時，渡槽、隧道、倒虹吸等水工建筑物，發生不均勻沉降概率較高，沉降問題發生，使得灌區內水流連接不通暢，影響水資源區域調配能力。以渡槽為例，在出現不均勻沉降問題后，使得渠道、渡槽貫通性下降，甚至部分區域出現止水斷裂，誘發集中滲漏，不僅影響了渡槽結構穩定性，還誘發安全問題?；诂F代化灌區水工建筑物運行現狀，項目團隊在項目開發規劃改造周期內，應當及時調整技術布局，采取針對性方法舉措，科學應對裂縫、不均勻沉降等問題，保證水工建筑物環境適應能力，推動現代化灌區服務效能的提升。

2 現代化灌區水工建筑物規劃設計基本思路

現代化灌區水工建筑物規劃設計環節，為保證規劃設計有效性，實現水工建筑物總體化、科學化布局，逐步厘清水工建設規劃設計要點，引導工作人員正確認知水工建筑物設計要點，針對性完成水工建筑物設計任務。

2.1 水工建筑物規劃設計基本原則

2.1.1 水工建筑物工程規劃設計的科學性

水工建筑物工程規劃設計過程中，為確保設計效果，立足規劃設計目標、設計標準，多角度出發，在水工設計理論框架下，考量到實際規劃設計效果，設計人員要準確把握工程場地地質情況、工程總體布局等，引入數學模型，通過數學計算，掌握相關參數，吸收借鑒以往經驗，制定相應規劃設計方案，進行結構布局的規則，實現增強水工建筑物結構整體性與完整性，實現水工建筑物強度、剛度、延性、整體性穩步提升，滿足現代化灌區水工建筑物使用需求，保證結構環境適應能力。

2.1.2 水工建筑物工程規劃設計的實用性

水工建筑物在規劃設計環節，應當將規劃設計有效性與施工質量、造價控制有機結合起來，確保設計方案實用性，通過各類設計需求的綜合把控，提升規劃。具體來看，設計人員要根據《水利工程建設標準強制性條文》（2020版）等技術標準，分析項目使用情況，進行規劃設計方案比選，實現結構強度、剛度、延性與整體性全方位提升，提高水工建筑物施工質量，防范潛在結構裂縫、滲漏風險。在確保規劃設計有效性的前提下，設計人員還需要從建設單位、施工企業角度出發，對規劃設計方案的經濟屬性開展論證，對水工建筑物材料、施工設備、入場人員等進行全方位管控調整，通過系列要素整合，提升水工建筑物工程施工質量與施工效率，逐步壓縮施工周期，將成本造價規?？刂圃诤侠韰^間范圍內，規避額外費用產生，確保工程經濟效益。

2.2 強化水工建筑設計效果

在構思過程中，將節能、環保作為重要標準，確保結構整體設計以及水工建筑細節處理達到預期要求。方案設定環節，設計團隊加強資源整合力度，對內部結構等進行系統布局，并進行量化表現，實現節能技術的可行性驗證。為保證水工建筑設計方案科學性，設計團隊需要積極進行溝通，與專家團隊、施工企業聯合進行水工建筑方案評估，論證水工建筑設計方案有效性，根據相關主體反饋的信息，設計團隊定向進行方案修改與完善，確保水工建筑設計方案達到預期，全面增強水工建筑設計方案的環保能力。達到這一目標，設計團隊需要持續加強理論學習，通過開展專題培訓、經驗交流等活動，在設計團隊內部形成共識，完成認知觀念全面調整。在系列培訓活動中，吸收借鑒過往經驗，結合團隊自身設計方法，定向調整設計方法，突出設計要點，明確設計標準，推動環保節能理念與建筑項目水工建筑設計工作有效結合，持續提升設計方案科學性與有效性。

3 現代化灌區水工建筑物改造總體方法

現代化灌區水工建筑物改造過程中，以規劃設計為引導，在科學性原則與實用性原則的基礎上，創新水工建筑物改造方案，重塑現代化灌區開發建設體系，切實發揮現代化灌區的實用優勢。

3.1 扎實做好水工建筑物混凝土澆筑養護工作

水工建筑物大部分主體為混凝土工程，混凝土的質量對于水工建筑物的安全尤為重要。為應對裂縫等問題，項目團隊在整個開發建設周期，要完善施工機制，優化建設流程，通過混凝土制備、澆筑以及養護等流程科學把控，可持續防范質量問題，推動水工建筑物改造活動有序開展。為消除潛在施工漏洞，技術團隊要設定可行性施工工藝流程，將流程劃分為若干模塊，實現施工環節精準化把控，將不同施工階段有效銜接，提高整體施工質量。具體來看，技術團隊要根據混凝土施工技術規范，組織人員做好現場清理，同步開展鋼筋標準匹配分析工作，借助全面高效的前期準備，為后續施工活動穩步有序開展創造便利條件。技術團隊還需要檢查混凝土模板密封性，對照既定參數核對預埋管件規格，確保施工工具完整，避免施工工具作用發揮不明顯，影響最終施工效果。混凝土施工中，技術團隊從加強帶設置、鋼筋綁扎、二次抹面等維度出發，科學高效地做好系列施工任務，確?；炷潦┕つ繕擞行н_成。具體來看，加強帶作為混凝土施工的關鍵環節，通過結構設置可以有效縮小縫隙面積，減少縫隙數量，確?；炷两Y構完整度與整體性。為確保施工質效，混凝土加強帶要做好定位，根據設計方案，進行施工作業，消除位移風險，實現加強帶布局合理性。鋼筋綁扎可以增強混凝土施工的時效性，實際施工環節，要科學設置鋼筋間距，理順補償鋼筋與構造鋼筋之間的匹配關系。在混凝土初凝階段，技術團隊組織人員次第開展養護工作，對混凝土面進行抹壓作業，確保整體結構平整度。例如對于膨脹混凝土接口區域要進行必要的預留處置。養護時間要控制在15d之內，使用施工布進行覆蓋，保持混凝土濕度，使得膨脹混凝土內部外部溫差控制在合理區間范圍，通過溫度差科學控制，消除裂縫發生，全面保證膨脹混凝土施工質量，避免出現返工情況。

3.2 實現水工建筑施工設備有效管理

水工建筑施工項目環節，使用大量施工設備，為兼顧施工質量與施工效率，管理團隊需要做好施工設備管理，編制設備管理方案。根據以往經驗，機械設備是施工資源最重要的一個組成部分，采用先進的機械、設備，制定與工程進度計劃相適應的、合理的、詳盡的機械設備計劃是保證工程按期順利完成的前提條件。通過施工設備有效導入，進行動態化管理，提升設備使用效率，推動機械設備的動態化、均衡化、持續化管控。管理團隊要認真制定配備計劃，對挖掘機、發電機、推土機入場時間、保養調試進行科學化管理，確保大中型設備可以更好發揮自身作用，降低設備故障率，保持施工連續性。例如配備機械設備專管員，由其進行機械設備內部調試、安裝調試，確保機械即進即用。為保證施工效率，管理團隊要根據工程任務，確立施工機械組織原則、退出原則、管理原則，搭建起全程化機械管理流程。具體來看，管理人員嚴格遵循機械化、半機械化與改良工具相結合的工作原則，形成多層次技術裝備結構，以適應較差施工要求。例如施工企業需要優先使用自有機械設備，統籌使用租賃設備，科學配備機械設備，在保證機械設備使用效果的同時，減少費用支出，控制現場施工成本。

3.3 逐步完善水工建筑物改造施工管理機制

在水工建筑項目規劃設計與建設開發過程中，針對各類安全隱患、質量風險，施工團隊應當細致做好技術準備與施工準備相關工作，旨在強化資源調配能力，為水工建筑物施工奠定堅實基礎。水工建筑項目在技術準備環節，技術團隊主要集中在現場調查、設計方案評估以及施工方案編制等幾個方面，工作開展環節，施工團隊需要提前組織人員進入施工區域，開展地貌、地形、水文等基礎性信息獲取，考慮到水工建筑物施工區域偏遠，在項目施工準備環節，應當針對性地做好施工現場布局，實現臨時交通與永久交通的有效結合。科學劃定建材、機械存放區域，便于建筑材料以及施工設備快速投入使用。例如對于建筑材料存放倉庫，往往需要沿已有交通線路進行布局，降低運輸成本，同時，做好水工建筑總體布局，強化施工現場管理，提升水工建筑施工成效，為水工施工活動高質量開展創造便利。水工項目施工管理環節，施工團隊應當充分借鑒過往經驗，著眼建設質量、施工進度以及成本投入等項目開展要求，有針對性地完善管理模式，打造全程化管理機制，實現管理體系對水工建筑項目全覆蓋，推動后續施工活動穩步有序開展。具體來看，在項目成本管理體系構建過程中，施工團隊需要著眼人力資源成本、設備租賃成本、材料費用成本、管理費用成本，采取相應的管理舉措與管理方法，在保證項目質量的前提下，壓縮成本規模，擴大利潤空間。

4 結語

水工建筑物作為現代化灌區重要組成，對于提升灌區調控能力，強化水資源利用效能有著深遠影響。文章著眼實際，在總結水工建筑物開發建設現狀基礎上，厘清質量問題誘發原因，堅持問題導向，堅持目標導向，采取有效舉措，改進規劃設計思路，創新改造方法，推動水工建筑物開發施工活動穩步有序開展。

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