摘要：本文主要针对抽水蓄能电站水工建筑物的结构布置问题进行分析探究，对其存在的问题、特点予以重点说明，希望可以给予相关从业人员一定的借鉴。
关键词：水工建筑物；特点；结构布置
保证水工建筑结构布置的合理性，对于减少开裂、渗漏、沉陷等病害问题有着显著效果，其可加强水工建筑的实用性，延长建筑的使用寿命，为我国经济增长贡献力量。
1、水工建筑物的特点
首先，受自然条件的影响较大。水工建筑物在选址、施工过程中很容易受到地质、气候、水文等因素的影响，进而造成较大的投资成本；其次，工作条件较为复杂。水工建筑物在施工过程中往往承受着较大的水压力，使得其强度和稳定性受到一定影响；再次，施工难度大。水工建筑物在施工中面临着截流、倒流以及度汛等情况，且地基结构处理中面临着较为复杂的地下水环境，对于施工技术的要求相对较高，施工难度不断增加；最后，安全要求高。水工建筑物具有一定的阻水作用，一旦其出现质量问题，很容易增大洪水灾害的侵袭，影响下游人民的生命财产安全。
2、大体积混凝土开裂的设计处理方法
同常规混凝土相比，大体积混凝土的厚度更小，且长度和宽度的比值也较常规混凝土存在较大差异。这使得浇筑过程中，在水热化作用下，混凝土表面的散热率要比内部快很多，进而导致结构内外温差较大，发生开裂现象。具体来说，大体积混凝土开裂的主要影响因素有水热化反应、环境温度变化、收缩性能以及养护措施这四方面。其中水热化反应是导致内外温差变化较大的主要原因，由于水泥的水热化反应相对较慢，在施工过程中，很容易使结构内部热量不断激增，增大内外结构的压应力，最后产生开裂问题。
另外，环境温度的变化造成的裂缝现象，其与温差变化类似，均是因结构内部温度高于外部温度导致的裂缝现象。在混凝土浇筑过程中，如果外部的环境温度相对较低，那么混凝土表面在与外部环境之间进行热交换的过程中，会带走大量水分，使表面结构出现收缩反应，最后在内部拉应力作用下产生裂缝。而养护不当则是混凝土施工中较常出现的一种情况，其主要是由于在混凝土完工后，并未做好合理的保护措施，施工完成的混凝土结构长时间暴露在空气中，其与内部结构之间存在矛盾，进而导致裂缝问题的产生。
为了降低上述情况对水工建筑物的影响，在布置过程中，需要从以下三方面进行合理控制：
1）原材料控制
结合施工要求合理选择水泥种类，优化调配比例，提高混凝土的整体抗拉强度。
2）防护设计措施
在混凝土施工中，应对其表面予以处理，降低温度的扩散速度，进而保证混凝土表面的湿润性，避免早期开裂的形成。
3）养护管理
采用合理的养护措施，合理规划养护流程。比如，控制模板的脱模时间，在混凝土浇筑2天后实施脱模作业；采用绝热保温措施，加强混凝土表面温度的合理性，杜绝裂缝的产生；或者也可对混凝土表面实施喷洒作业，控制干缩裂缝的产生。通过这些设计措施，有效保证了大体积混凝土施工质量，避免早期裂缝和初期裂缝的影响。
3、水工建筑不均匀沉陷的布置处理
水工建筑结构中不均匀沉陷问题的产生与地质条件有着直接关系，尤其是在软土地基条件下，其存在的问题更为明显。这主要是由于软土地基的含水量相对较大，压缩性能强，透水性差，固结时间较长。在施工中，随着外力荷载的不断增加，其自身形状和性能也会出现一定改变，进而导致建筑变形，影响水工建筑的质量，严重时还会出现较大面积的沉陷裂缝。对此，需要加强设计处理，避免沉陷问题的产生。其具体措施为：
3.1加固设计
该设计方法主要针对软土分布范围不大的地基实施有效处理。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆最常使用的方法有排石固结、换填施工和铺洒化学添加剂等。其中换填施工法是最常使用的一种处理方式，其具有操作简单、成本低廉，结构稳固性强等特征。在施工过程中，先将软土层挖出，之后利用承载能力强的土层实施填筑作业，并做好夯实工作，使其与原有土层融合固结，提升原土层的承载能力。该方法在路面路基施工中最为常见。不过该方法不适用于深度软土地基处理中。
3.2水泥搅拌桩、强夯法和关键加固法
这些方法主要针对深度较大的软土层中，且其有很好的固结处理效果，在提升地基承载力和强度上效果较为显著。如水泥搅拌桩，其就是在原土层中添加桩体，使其与周边土层进行有效融合，以此加强结构的整体性和稳定性，提高地基承载力和强度。
3.3塗层施工法
其主要被应用在表层软土地基且范围不大的情况下。
4、水闸布置
水闸布置的合理性对于水工建筑排水和止水的控制效果有着直接影响。水闸是水利工程中较为重要的组成构件，只有保证水闸排水和止水的控制效果，才能有效的延长水工建筑的使用寿命。所以，我们需要通过分析水闸工程的消力池排水孔、翼墙排水孔以及止水伸缩缝，找出问题并加以解决。
4.1消力池排水孔
消力池是造成水闸排水问题的因素之一，所以在布置过程中，应对消力池排水孔予以合理设计，最好将排水孔以垂直方式设置在护坦的后半部分上，并在排水孔的下面铺设垫层。这样做除了能够有效降低护坦渗透压力外，还可在水流出水闸之后，经平稳整流和陡坡断流的作用下，让水流逐渐流向消力池的底部，这时在陡坡末位与底板水平交接位置上就会产生一定的收缩水深，进而增大该区域的动能和流速。如果将排水孔垂直安插在这个部位上，那么垂直于排水孔下的细粒构造在底部大压力的影响下，将非常容易从孔中吸出去，随着时间的流逝就会将底板挖空。所以，必须将排水孔设置在消力池底部末端位置上，以此来抵消渗透中对消力池底板造成的压力影响。
4.2翼墙排水孔
为了提升渗水排出效率，可以在单项水头水闸下游翼墙及其周边护坡上设置相应的排水孔，并在挡土墙一端的孔口下进行反滤层铺设。与此同时，应该在进口翼墙处安装水孔，加大渗水的口径，促使上流的水流能够径直从孔中渗透到墙后，这样能够有效的减少翼墙防渗，降低冲击力度。如果在设计中，想要绕过防渗层，直接将水流引入到河岸墙上，则可以通过缩小渗流口径，提升渗流性能的方式实现。
4.3止水伸缩缝
在多空闸闸室底板的布置过程中，应按照水流的垂直流向完成分段设计和规划，并设置相应的永久缝，避免混凝土结构因干缩、沉陷以及温度变化等问题产生裂缝现象。在水利建筑水闸的过程中，止水伸缩缝会由于各种原因出现渗漏问题，这主要是由于施工导致的。在施工过程中，未将止水片中含有的水泥渣和油渍予以及时的清理或者存在一定残留，导致在混凝土衔接时存在一定的裂缝，继而引发渗漏。对此，需在模板安全之前设置脱模机，并在仓外操作，还要按照标准要求来购买止水材料。除此之外，在金属片接缝焊接时，应该选用和母材相似的材料。而为了改善止水片混凝土浇筑不密实这一问题，需要工作人员加大对振捣作业的监管力度，保证技术操作的合理性，避免欠振等问题的产生，提高振捣质量。同时，在振捣过程中，应对混凝土的和易性实行检查，并做好防渗处理工作，这样才能让水闸设计与实际要求相符，促进其自身功效的全面发挥。
结束语：
总之，在抽水蓄能电站中，水工建筑作为其重要的组成部分，其设计的合理性对于提高电站的运行质量和安全有着重要意义。所以在实际设计中，必须加大对其重视度，并结合工程具体要求，合理规划设计内容，以此加强水工建筑的安全性和稳定性，完善其使用性能，更好的发挥出自身的蓄能作用。
参考文献：
[1]金弈，张志广，潘莉.抽水蓄能电站生态流量相关问题研究[J].环境影响评价.2017（06）
[2]黄悦照.大型抽水蓄能电站建设关键技术的研究与应用[J].水电与抽水蓄能.2018（02）
论文作者:张毅
论文发表刊物:《电力设备》2019年第4期
论文发表时间:2019/7/8
标签：水工论文; 混凝土论文; 水闸论文; 裂缝论文; 过程中论文; 土层论文; 建筑物论文; 《电力设备》2019年第4期论文;