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摘要：为了新修水利，合理利用水资源，充分发挥水资源的长处并防止水害，水利工程师设计了水工建筑物以满足各部门和国家的各个地区对水资源的需求。在人们的日常观念中，水工建筑物发挥着控制水流的方向、调节水流的速度和趋利避害的重要作用。历史悠久的都江堰水利工程为公元前256年修建的水工建筑物，被誉为世界水利文化的鼻祖。都江堰水利工程的寿命长久也正说明了它的耐久性。本文将从对水工建筑物的介绍开始，对水工建筑物的耐久性影响因素进行探讨，希望能够通过简单的分析，可以为后研究者提供适当的借鉴参考意义。
关键词：水工建筑物；耐久性；影响因素
引言
举世闻名的三峡大坝即长江三峡水利枢纽工程，是迄今为止世界上最大的混凝土水力发电工程。郦道元在《三峡》一文中用“至于夏水襄陵，沿溯阻绝”来形容三峡在汛期的水量之大和水势之猛，三峡一带因为独特的地势江中水流湍急暗礁密布，而且滩险极多导致了大量了船只沉没和船员丧命，因此三峡大坝的修建不仅造就了高峡出平湖的壮丽美景，而且发电充分利用了长江流域丰富的水资源。虽然三峡大坝需要抵御暴雨洪水和泥沙的威胁，但它的预计使用年限为一百年，由此对水工建筑物耐久性影响因素探讨开始走入了学者和水工建筑物工程师的视线，也成为人民大众开始好奇的问题。
一.水工建筑物的介绍
1.1何为水工建筑物
水工建筑物是在水的静态或者动态水流湍急时利用静力或者动力的作用进行工作的建筑物，水工建筑物能和水发生各种相互影响发挥作用。水工建筑物的工程师在设计结构时通常利用单个或者多个发挥不同作用的不同类型的建筑物来对水流进行调节。历史上给人留下深刻印象的著名水工建筑物恐怕就是都江堰水利工程了，虽然如今的成都有着“天府之国”的美称，但在古代此地水灾和旱灾极为严重，导致民不聊生，秦昭王任李冰为蜀地的郡守，通过李冰父子的不懈努力终于建造出了能够分流江水、有效排沙和控制江水流速流量的都江堰水利工程，该著名水工建筑物有效消除了水患，为后人所敬仰。
1.2水工建筑物的分类
通常水工建筑物可按其发挥的主要作用分为：以坝闸为例的挡水建筑物、以船闸电站厂为例的专门建筑物、以渠道和引水管为例的输水建筑物、以进进水口为代表的取水建筑物和以导流堤为例的整治建筑物。整治建筑物顾名思义是被用来改进河道缺点、整治河道弊端、改善河道的水流条件的建筑物。通常水工建筑物按照其使用年限又可分为临时性的水工建筑物和永久性的水工建筑物，前者是指施工完成后短时间内即可发挥作用的建筑物如导流明渠。
1.3水工建筑物的作用
水工建筑物可防治水害、充分开发利用水资源，有效调节和控制水流。三峡大坝水利工程的三大作用即为发电、航运、蓄水、抗旱、和防洪，其中防洪是其最重要的功效。
1.4水工建筑物的特点
水工建筑物的施工建造难度大具有艰巨性、水工建筑的选型设计具有独特性、水工建筑物的工作条件复杂环境差具有艰苦复杂性、水工建筑物失事后会给下游带来重大灾难。
二.水工建筑物耐久性的影响因素
2.1水工建筑物材料的选择
通常修建水工建筑物都采用矿物质材料、金属材料、有机质材料和复合材料。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆矿物质材料以石料水泥水灰为代表，在水工建筑物原料中作用最广泛的金属材料时黑色金属材料如型钢、钢筋和钢丝等，而有色金属一般被作用于钢闸门、电厂设备等水利发电工程中，有机质材料一般以常见的沥青、木材和高分子复合材料为代表，复合材料分为很多种如玻璃纤维、塑料、混凝土等。
建造水工建筑物兴修水利是利国利民的大工程，花费巨大必须保证其耐久性决不允许豆腐渣工程的存在，故在施工前选择建筑材料时必须严格把关，必须选择符合国家标准的材料。在使用前技术人员应进行缜密精细完整的实验，质检师要严格把控以确保原材料的质量。另外，选择水工建筑物材料时一定要符合实情，选择符合建筑设计特点、能够实现其功能的材料。在进行混凝土浇筑一步时必须进行实时监测，必须在有关技术人员的指导下进行，要完全保证混凝土的密实性。对水工建筑物耐久性产生危害的问题有裂缝、冻融、碳化和溶蚀，其中对水工建筑物耐久性影响最大当属裂缝，有害物质能够通过裂缝进入混凝土进入水工建筑的内部并腐蚀钢筋影响水工建筑物的耐久性，甚至会损害混凝土结构降低水工建筑物的安全系数，故应该选择能最大程度减少碳化和溶蚀的混凝土，在工程完工结束后，应有专门混凝土维护人员对混凝土进行维护，并积极采用防水材料和抗腐蚀材料以减少水质对混凝土的影响。工程师可选择质量过硬符合实际的过流壁面的的材料，以抗空蚀增加建筑的耐久性。
2.2水工建筑物的设计方案
现阶段，大部分的水工建筑物都是采用的稳定性高的钢筋混凝土结构。若是水工建筑物的设计方案不合理，混凝土极易出现裂缝。随着科技的发展，人们对水工建筑物的功能有了更多的要求，因此，设计师在严格按照水工建筑物混凝土设计规范要求的前提下，应努力摒弃传统的设计方案打破陈旧守规的思想，用创新思想去设计以增加水工建筑物的耐久性。在建造的过程中混凝土在水化时产生的水化热一定要被充分散发以免形成混凝土的裂缝。水工建筑物的设计师在设计师一定要考虑水工建筑物混凝土的强度应当大于其建筑实际强度，对于公路桥和栏杆这种对耐久性要求高的部分，设计师应该根据实际情况选择稍大的标记符号。要想降低洪水对建筑的磨损可在设计水工建筑物时在过流部位利用表孔泄洪，也可增加消力池的厚度以增加水工建筑的耐久性。
2.3自然环境的威胁
水工建筑在修建完成后，不仅每时每刻面对着空气、水质的腐蚀和温差的刺激，还要抵抗洪涝、地震和泥沙等。在各种灾害中洪涝是最常见并且最危险的灾害，凶猛的洪水能破坏水电站、过沟建筑物和重要的引水渠道，水土流失形成的大量粗糙泥沙会淤埋在水电站末尾的渠道内，不仅会淤积在水库内而且在水流的冲刷下会磨损坝面，其次流速过快的水流也会完成水工建筑物的磨损、降低水工建筑的耐久性。另外，空气中的二氧化碳也能对水工建筑物造成损伤，混凝土长期暴露在空气中后二氧化碳会与混凝土中的成分发生化学反应形成碳酸盐，该碳酸盐通过破坏钢筋表面钝化膜使钢筋生锈，这就是工程师口中的“碳化”。冻融破坏常常是工程师头疼的问题，所谓的冻融即混凝土在温度急剧下降后在内部结冰，然后温度再次急剧上升后混凝土内的冰融化，这会对混凝土产生冻融破坏的不良后果，时间一长次数逐渐变多后冻融破坏会腐蚀钢筋并降低其安全系数，这些都会降低水工建筑物的耐久性。
结束语
水工建筑在生活中起着举足轻重的作用，对防洪、防水害、航运、发电等具有重大意义。修建水工建筑兴修水利是利国利民的大事，花费巨大故在设计建造水工建筑时要选择合理的建造材料，根据当地的温差、震感和空气条件等实际情况选择合理的水工建筑设计方案以增加水工建筑物的耐久性，延长其使用寿命。
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论文作者:赖韵珠
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第25期
论文发表时间:2019/6/24
标签：水工论文; 建筑物论文; 耐久性论文; 混凝土论文; 水流论文; 建筑论文; 材料论文; 《建筑细部》2018年第25期论文;