摘要：水利工程有防止洪水發(fā)生、供應水源、澆灌等好處, 水利工程開展的范圍比較大、而且時間比較長、施工也比較慢等特征�；炷两Y構因為成本比較小但是很有整體性的優(yōu)勢被普遍運用在水利工程建設里面, 然而因為混凝土結構設計困難, 在水利工程的建設期間, 也會發(fā)生一些問題, 所以要科學合理的運用混凝土結構, 確保水利工程的質量還有安全性。本文通過介紹水利工程混凝土結構設計的意義, 闡述當前水利工程中混凝土結構設計出現(xiàn)的問題, 并提出了解決措施。
關鍵詞：水利工程; 混凝土結構; 優(yōu)化; 設計;
1、 水利工程混凝土結構設計的意義
水利工程利用堤壩、水閘等水工建筑調節(jié)控制水資源, 這些水工建筑可以預防或者是控制洪水災難還有干旱災難, 符合社會生產(chǎn)和人們生活的需求。水利工程的施工面積比較廣。而且施工的時間比較長, 施工也具有一定的難度, 通常來說, 在水利工程中需要運用混凝土結構。混凝土中有砂石、水泥、水等, 將它們按比例進行調配, 再以水泥作為膠凝材料則可形成混凝土。將混凝土跟一定量的鋼筋等材料進行配合, 能夠當作承重材料投入到不同的建筑工程里面被使用。因為混凝土結構有很好的耐火性和耐久性, 所以在規(guī)模比較大的建筑工程中被普遍使用, 然而我國的水利工程中使用混凝土結構的時間很短, 而且使用的經(jīng)驗也不夠, 因此有很多不足之處, 探析水利工程中混凝土結構的優(yōu)化設計, 對于我國的水利工程來說至關重要。
2 、當前水利工程中混凝土結構設計出現(xiàn)的問題
2.1、 材料配比
因為混凝土是由水泥、骨料、砂石等材料攪拌混合形成的, 它不是純屬性的物質, 而且在具體的施工步驟里面, 混凝土的每一種材料配制比例也是不一樣的, 例如水分可能會增加, 水泥可能會減少, 這都會使得最后形成的混凝土標號減少, 從而在施工期間發(fā)生麻面還有氣孔的問題, 從而干擾混凝土結構的穩(wěn)定性。要是粗骨料的含量偏大, 就會使得混凝土發(fā)生離析, 這樣會對混凝土結構的安全性造成干擾。
2.2、 岔管設計
現(xiàn)在我國的水利工程項目主要運用的是“一洞多機”的方法來實施地下官網(wǎng)的排布, 完成這種工程對混凝土結構的設計有很嚴格的要求, 現(xiàn)在我國還沒有完整的岔管設計標準, 這導致了施工人員不易掌握岔管設計的承受壓力的能力, 尤其是當?shù)匦蔚孛埠軓碗s的時候, 常常會出現(xiàn)設計不科學的問題, 這種情況威脅到了水利工程的整體穩(wěn)定性。
2.3、 襯砌滲漏
在水利工程施工期間, 常常會發(fā)生混凝土襯砌滲漏的問題, 這是混凝土結構設計中發(fā)生的最難解決的情況。如果解決不了滲漏情況, 就會對水利工程的整體效果產(chǎn)生干擾, 襯砌滲透的主要原因是由于混泥土結構中出現(xiàn)了裂縫, 裂縫出現(xiàn)的原因有下面幾個方面, 首先是混凝土模板設計不科學;其次是在通道施工期間, 通道位置的設計不科學, 要是通道的上面發(fā)生了沉降, 就會對襯砌產(chǎn)生很大的重量, 導致混凝土發(fā)生裂縫;然后是混凝土結構的組成材料里面出現(xiàn)了質量的問題, 比如混凝土的標號不符合施工標準;最后是在混凝土的運輸, 攪拌養(yǎng)護過程中發(fā)生了問題。比如運輸?shù)臅r間太長, 使得混凝土的性質受到了干擾, 沒有根據(jù)混凝土的初凝, 還有終凝的時間來科學養(yǎng)護, 使得混凝土在使用之前因為攪拌不均勻而形成骨料離析。
2.4、 前期準備不充分
水利工程對于技術有很高的要求, 跟建筑工程相比較, 水利工程的難度更大, 在水利工程的設計步驟中, 要對工程所施工的地方的地形地貌, 水文地質條件, 還有氣候條件進行調查。在現(xiàn)實的施工期間, 常常會發(fā)生由于前面調查不仔細, 而造成水利工程在施工期間的不同的質量問題。例如有些水利工程項目圍巖應力更大, 使得圍巖不安全, 再結合岔管多種多樣, 從而致使應力集中造成襯砌產(chǎn)生縫隙, 這種情況破壞了混凝土結構的穩(wěn)定。
3、 水利工程中混凝土結構的優(yōu)化設計
3.1 、混凝土裂縫控制
對混凝土裂縫控制對于水利工程來說很重要。要完成對混凝土結構的優(yōu)化設計, 設計人員不但要根據(jù)工程運行的環(huán)境, 水文的壓力, 地質的壓力等因素, 還要結合考量混凝土結構的極限承重力, 這樣才能選擇好與之相符合的標號的鋼筋和混泥土, 從另外一個角度看, 現(xiàn)在水利工程在構建方面對于裂縫的控制, 要選用合適的桿件, 充分把握好混凝土的裂縫寬度。
3.1.1、 確保施工原材料和施工設備質量
混凝土原材料質量的優(yōu)劣和水利工程施工的質量息息相關, 所以購買骨料外加劑和水泥等混凝土原材料的時候, 務必要確保施工原材料和施工設備質量, 與此同時, 也要科學的設計混凝土配合比, 這樣才能高效的保證混凝土的質量還有它的性能。施工人員在施工前務必要對施工材料進行仔細檢查, 選用最合適的混凝土防治辦法, 保障施工的質量。除此之外, 施工人員在進行現(xiàn)場施工期間, 務必要科學的調節(jié)施工材料, 還有施工裝置, 保障水利工程施工的平穩(wěn)進行。
3.1.2、 溫差裂縫的防治措施
水泥發(fā)熱的現(xiàn)象大多數(shù)都是混凝土內(nèi)部發(fā)熱形成溫差的成因, 所以, 購買材料的人員在選用水泥的時候, 務必要關注水泥, 選用發(fā)熱量較小的水泥, 從而降低混凝土的溫差, 在夏天施工期間, 務必要增加降溫處理, 盡最大能力降低混凝土內(nèi)部水分的蒸發(fā), 從而減小混凝土的溫差。澆筑混凝土的期間, 務必要注意混凝土的澆筑時間, 要是溫度偏高, 澆筑混凝土的時候可以合理的向里面加一些冰水或者是冰塊, 從而控制混凝土產(chǎn)生的溫差。除此之外, 澆筑混凝土的時候, 應該是薄薄的實施澆筑, 因為這樣可以增大混凝土的散熱面積, 從而使得混凝土散熱速度變快, 施工期間還能將一些水管加到混凝土里面, 這樣的話在溫度比較高的時候, 可以利用適量的冷水來幫助混凝土更快的散熱, 從而降低混凝土的溫差, 冬天施工期間, 要注重保暖通風的, 這樣也可以減小混凝土產(chǎn)生的溫差。
3.1.3 、外力失衡防治措施
水利工程施工期間, 為了防止因為外力失衡而造成混凝土出現(xiàn)裂縫的情況, 施工人員務必要完成好對工程管理還有監(jiān)督, 仔細地對施工現(xiàn)場的環(huán)境進行檢查, 然后選取合適的技術手段, 對工程建筑進行加固, 還有修復。在后面的修復期間, 要是產(chǎn)生的裂縫比較小, 只要簡單修復混凝土的表面, 要是產(chǎn)生的裂縫比較大, 則要增加混泥土層或者水泥, 在工程準備期間需要評測現(xiàn)實中水利工程的施工條件還有施工技術, 增加技術監(jiān)督力, 還有管理力, 保證施工符合標準, 從而保障水利工程質量。
3.1.4、 收縮及干裂裂縫防治措施
要想達到防治收縮裂縫的目的, 在選用混凝土材料的時候務必要注意選用高強度, 干縮值小的施工材料。除此之外, 施工人員務必要科學控制水灰比, 配制混凝土期間, 要合理的添加高效的減水劑減小水灰比例, 從而增加混凝土強度。如果施工的環(huán)境比較糟糕, 比如遇到風比較大或者溫度偏高的時候要注意防風還有遮陽, 保障混凝土結構的穩(wěn)定性。拆除模板的時候, 盡量降低混凝土水分的蒸發(fā)。
3.1.5 、養(yǎng)護措施
使用不同的養(yǎng)護方法, 對于混凝土的性能來說有著不一樣的影響。通常采用的方法有自然養(yǎng)護, 蒸氣養(yǎng)護, 干濕熱養(yǎng)護, 紅外線養(yǎng)護, 太陽能養(yǎng)護等。有關于自然養(yǎng)護和蒸汽養(yǎng)護, 我們應該注意把握混凝土的濕度還有溫度, 降低混凝土外表外露的時間, 避免表面水分蒸發(fā), 勿將覆蓋的物品直接與混凝土表面接觸。
3.2、 加強對混凝土原材料的選擇與合理配制比例
對混凝土進行科學的配置, 是保障水利工程質量的重點, 可以高效的避免氣泡麻面, 孔洞等狀況的出現(xiàn), 選用細度2.0～3.0區(qū)間內(nèi)的砂, 科學掌握添加劑的比例�；炷粱旌暇鶆�, 保障混凝土的和易性, 避免離析, 澆筑混凝土之前要保障模板支撐穩(wěn)定, 依據(jù)施工的規(guī)范, 實施模板的支撐和拆卸, 鋼筋要穩(wěn)固的進行焊接不能隨便踐踏混凝土保護層的墊塊, 而且保障墊塊的穩(wěn)固。
3.3 、圍巖結構穩(wěn)定性的優(yōu)化設計
水利工程中的混凝土結構質量跟襯砌的排布息息相關, 在對混凝土襯砌實施設計的時候, 要注意圍巖的承受重量的能力。將圍巖結構穩(wěn)定性進行優(yōu)化設計, 可以完善圍巖承受重力能力的有關問題。在設計的時候, 使用平緩地面和陡坡地面來設計最低的覆蓋厚度, 因為如果太薄的話會造成工程滲水。
3.4 、襯砌的提升設計
襯砌有開裂和抗裂兩種類型, 所以要依據(jù)工程的設計標準和圍巖承載重力的能力來決定要用哪種類型。結合混凝土襯砌和圍巖形成二次應力, 然后再實施鋼筋混凝土進行支撐保護, 將襯砌配筋量掌握在科學的區(qū)間內(nèi), 希望能實現(xiàn)最完美的支撐作用。探究變形和出現(xiàn)裂縫的原由, 然后進行相應的岔管襯砌的排布。
3.5、 混凝土的溫度和濕度計算
在水利工程中, 比較大的面積的混凝土溫度的計算是從溫度場、應力、抗裂性這幾個角度下手的。通常情況下, 用限元法和差分法對應力還有溫度場實施計算, 并且在計算應力的時候, 要加入混凝土性質發(fā)生改變而使得應力松垮這個影響。不一樣的配比要對比試驗值和計算值。
3.6、 基礎資料完整, 等級標準確切
想要提升混凝土結構設計的水準, 第一要素是保障基礎資料的真實性和完整性�；A資料是混凝土結構設計看展的根本。將等級標準確切化, 結合工程的規(guī)模還有建筑的類型來進行設計, 與此同時, 做好成本控制工作。將水利工程管理制度完整, 然后對水利工程有關混凝土結構的各個階段實施相應的監(jiān)督和管理, 保障施工的可靠性和連續(xù)性。
4、 結束語
通過本文的闡述, 可以知道水利工程對于周邊居民的生活和工作環(huán)境來說十分重要, 混凝土結構對于水利工程建設來說有些不可或缺的意義, 對于現(xiàn)在混凝土結構在水利工程建設過程中出現(xiàn)的問題, 應該采取相應的措施進行解決, 并且將有關于混凝土的各方面進行優(yōu)化, 讓水利工程不斷進步。
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