摘 要：由于水利工程的整体规模相对较大，同时工期也非常长，使得施工难度变得非常高。为此，相关人员理应对其混凝土结构的设计工作展开优化，进而提升工程的整体质量。文章阐述水利工程混凝土结构的主要概念，探讨当前存在的主要问题，并对于结构设计的具体优化方面提出一些合理的见解。
关键词：水利工程；混凝土结构；优化设计
1 水利工程混凝土结构的主要概念
1.1 水利工程的内容和结构要求
水利工程建筑的整体规模非常大，而且工期很长，在实际修建过程中，往往会有大量问题出现。单从近些年应用率相对较高的混凝土结构而言，其对促进水利工程的稳定性方面提供了诸多帮助。但是，其结构设计方面仍然属于一类具有很高技术性的工作，往往很难对其进行合理把握，很容易会有大量问题出现。
1.2 混凝土结构的主要特点
在水利工程建筑之中，混凝土的结构尺寸相对偏大，整体跨度较小，和其他建筑物的混凝土结构设计需要的配筋率相比，实际取值非常小，但是数量比较大。大体积的水工混凝土结构水泥水化热比较大，当外部的温度产生一定变化之后，很容易导致其产生裂缝，所以在设计的时候，需要额外配置一些温度钢筋。部分混凝土的结构需要全部浸入水里面，或者冻融，因此其耐久性相对较差。
1.3 混凝土结构的具体应用
伴随经济水平的提升，钢筋混凝土的应用率越来越高，最具代表性的便是长江三峡水利枢纽工程和南水北调工程。而伴随技术的发展，施工的难度也在不断上升，混凝土内部结构设计有大量需要优化以及提升的地方，尤其是在一些地形相对较为复杂的地区，混凝土本身的稳定性很容易受到影响，导致开裂问题产生，从而影响施工建筑本身的质量。
1.4 提高工程水利质量
水利工程利及千秋万代，其工程质量至关重要。混凝土的粘聚性使混凝土结构的密度增大，结构性质趋于稳定，同时混凝土抵抗重压、抻拉、弯剪等作用力的能力较强，不易变形，能够确保水利工程结构的稳定性。此外，混凝土结构相较于其他土木结构而言，还有良好的耐久性和耐火性，可以抵御较长时间的外力侵蚀，因此混凝土结构能够有效提高水利工程建设质量。
2 水利工程混凝土结构存在的主要问题
2.1 材料配比缺乏稳定性
混凝土是由胶凝材料，粗细骨料，水及其他外加剂按照适量的比例配制而成的人工石材。因此，在进行施工的时候，如果材料的配比存在问题，很容易造成混凝土的强度等级有所下降。在实际施工的过程，会导致其表面出现麻面以及气孔等问题，同时也会对混凝土内部结构带来严重影响。
2.2 其他构件的设计缺乏合理性
在目前的水利工程之中处理地下管网时，通常主要采用“一洞多机”的布局方案。然而在进行岔管设置时，其对混凝土原本的机构设计有着非常高的要求，同时当前也没有形成相对较为完善以及实际的混凝土岔管设计准则。基于这一情况施工人员自然很难对混凝土岔管设计中的承压能力进行了解，并且在较为复杂的地貌中以及计算过程中，造成设计不合理的情况发生。如此一来，混凝土本身结构的安全性会受到严重影响。
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2.3 衬砌很容易出现渗漏
在进行衬砌施工的时候，之所以会出现渗漏，其主要是因为混凝土结构出现裂缝，而造成混凝土产生裂缝的原因主要包括四个方面：第一，在对混凝土模板进行设计的时候，缺乏足够的合理性；第二，在开展通道施工的时候，具体位置的选择存在较大的问题，岩土工程上方一旦有沉降情况出现，很容易对衬砌带来巨大压力，造成裂缝产生；第三，混凝土本身原材料存在问题，质量没有达到预期水平；第四，在进行混凝土运输以及搅拌的时候，并没有按照规定要求对其进行养护。
3 水利工程混凝土结构设计的具体优化
3.1 合理选择混凝土材料
一般而言，施工材料之中，碎石和砂石都处在考虑的范围之内，为了确保可以选到优质的混凝土，理应对实际选择的材料进行检测和试验。如果其参数满足施工的基本需求及规范，才能够将其运入现场，以此确保混凝土本身的结构质量。由于水泥很容易产生水化反应，从而影响其质量，造成这种问题的主要原因便是随时会内部存在大量有害物质，如果没有及时处理，会造成混凝土本身的强度有所下降，并对工程建设带来巨大影响。在进行配比的时候，同样需要进行检测和试验，以此对其最佳配比进行明确。
3.2 提升结构设计水平
首先，为了确保基础资料内容具有足够的精确性和完整性。在针对水利工程结构展开设计的时候，应参照我们国家的相关规定，完成相关资料信息的收集工作。当资料收集结束之后，还要对其展开严格审查，如果有任何资料存在问题，都不予以使用，以此确保资料足够准确。
其次，设计人员还需要对结构内部的等级标准予以明确。在进行等级标准确定的时候，需要对实际规模以及效益和类别分别展开考虑，以此确保等级标准本身具有足够的科学性价值。
再次，对现有的监理制度不断优化，提升其完善性。通过运用合理的监理制度，可以对建筑结构设计的整个过程完成监督和管理，同时还要对结构设计中存在的问题进行了解，确保其设计工作具有足够的科学性。
最后，设计人员理应提高对于强化水利工程结构硬件的重视程度。在进行结构设计的时候，仍然有大量工作需要使用相关设备才能完成，基于这一情况，为了保证工程结构本身的质量，理应提高对于强化硬件方面的重视程度，改进其中的不足，推动水利工程产业快速发展。
3.3 做好裂缝控制工作
设计人员需要对裂缝的优化控制设计方面予以重视。通常而言，需要将工程本身运行的环境、水文的压力以及地势存在的压力等要素全部考虑进来，以此思考混凝土结构本身的承受能力，在此基础上选择与之相匹配的钢筋和混凝土。
4 预防水利施工中混凝土结构裂缝产生的措施
（1）设计阶段。设计人员应在全面了解混凝土的强度等级、种类以及建筑物的建筑结构等的基础上，进行对混凝土结构裂缝的控制。（2）施工阶段。在对建筑物进行施工的过程中，施工人员一般用加入外加剂的方式来降低水泥的热水化现象，进而降低水泥混凝土的内外温差，防止施工中混凝土结构裂缝的形成。
5 结束语
综上所述，在水利工程之中，混凝土材料的应用率越来越高，其质量控制也成了焦点内容，从现阶段的实际情况而言，仍然存在一定的问题。为此，设计人员必须通过应用合理的方式进行处理，进而提升工程的整体质量。
参考文献
[1]张志刚，邓钦.水利工程中混凝土结构的优化设计[J].珠江水运，2015(1)
[2]鲁慕杰.水利工程中混凝土结构的优化设计[J].智能城市，2017(12)
论文作者:彭虎
论文发表刊物:《城镇建设》2020年 1期
论文发表时间:2020/3/17
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