安徽省现代农业工程设计研究院 安徽省合肥市 230001
摘要：水利水电工程虽然处在复杂的使用环境下，但其建设质量效果仍可通过科学合理性的水工设计方案来达到工程项目的建设预期目标。具体来说，就是对根据工程项目实际情况确定的若干设计方案进行分析对比，即在遵循真实性与可比性的原则情况下，使水工设计方案的运用降低所处环境对工程建设使用过程带来的负面影响。如此，水利水电工程的建设使用，就能为所处地区的现代化经济发展提供安全保证，进而实现发展建设的快速稳定目标。
关键词：水利水电工程；水工设计；方案对比
作为一项浩大的建设项目，水利水电工程通常所选地理位置临近江河，这很大程度上加大了施工难度，加之水利水电工程是重要的惠民项目，其社会影响不容小觑。因此，对于施工过程中每个环节都需谨慎对待，这其中对水工设计方案科学合理选定尤其重要。水利水电工程水工设计方案的确定除了包括设计方案拟定和具体设计外，还涉及到水工设计方案的比较分析和最终的方案选择，这一过程中需要严格遵守方案设计的事实性、综合性及对比性原则，再三核实设计方案对比因素，从施工工期、地质条件、施工条件和建筑物布置等方面明确方案比较的内容。此外，一些社会因素如环境影响、工程技术风险和运行管理条件等也是不容忽视的重要方面，可见现阶段对水利水电工程水工设计方案比较的研究很有必要。
1研究水利水电工程水工设计方案对比的现实意义
对比水利水电工程的水工设计方案内容主要包含：拟定、设计、比较以及确定。方案拟定的对比，主要针对水利水电工程开发建设本身的规模、目标、施工环境以及施工条件等，进而为对比人员提供两个或两个以上的方案，来提高方案最终选取的科学合理性。设计方案的设计对比是指，对参与选取方案的实际施工情况、造价成本以及使用有效性进行分析对比，以强化水利水电工程水工设计方案运用的可行性。设计比较工作是指，与方案选取的设定因素进行分析，以全面系统且多角度的分析拟定的若干方案，进而确定最具效用的水工设计方案。水利水电工程施工方案的选取是指，从诸多设计方案中准确且快速的选择与工程建设情况相适用的设计方案，进而提高工程建设使用的质量效果。如此，水利水电工程的设计工作就能为后续的施工、运行以及管理工作展开，提供保障与质量效果控制的依据，进而满足所处地区经济发展对工程提出的安全可靠需求。
2水利水电工程水工设计方案比较的基本原则
2.1实事求是原则
对集中在一起的多种设计方案进行对比研究，确保所挑选出的设计方案具有明显的实际意义，保证方案设计的各方面都足够优秀。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此，在对比分析过程中人员应当严格遵循实事求是的原则，科学且客观地分析每个设计方案的利弊，拟定设计方案不可单纯依照建设单位意愿而忽视更加优秀的方案，更不能被个人所左右，而必须以实际需要和建设过程的实际情况作为根据。
2.2顾全大局原则
为了从根本上提升水利水电工程建设的经济效益、社会效益和安全质量，我国水利水电部门在工程工艺技术、方案设计和竣工质量验收等方面逐渐提高了考核标准。全面审核设计方案时，除了审核期施工期限、经济效益以及技术规划外，还对质量等级、施工安全和造价估算等方面尤为重视，可见设计方案的对比分析还应遵循顾全大局的原则，综合囊括所有的影响因素，详细、逐一地进行分析。此外，按照重要性还可根据不同因素实施排比划分，并最终对最为适合的水利水电工程设计方案进行确定。
2.3公平比较原则
从工程特性出发，人员需要对评比标准进行制定，以相同的标准评价和选择所有的设计方案，加快设计方案的比较速度，经过层层筛选后确定最终的设计方案。值得注意的是，施工安全和工程效益是方案最初级的比较原则，任何不满足此标准的设计方案都直接被淘汰，确保各个方案比对原则的相同，保证优质设计方案不会被遗漏。
3水利水电工程水工设计方案对比的实践分析
以某水库枢纽工程项目为例，其是由大坝与泄水闸组成，且设计采用明渠导流与立堵法截流进行施工操作。此工程情况下，施工单位建设人员根据具体的设计要求，确定了料场，即其料场土料的黏粒含量较高且能够满足结构施工的含水量需求。但在施工建设过程中，料场土料的含水量受气候条件变化以及其他诸多因素的影响，高于水利水电工程施工所提出的含水量要求。为此，工程建设单位采用了一系列的措施方法对水工设计方案进行调整，以满足工程上坝结构的施工建造要求。具体来说，对于工程建设使用的机械设备，主要运用于大坝的压实填筑作业，经水工方案设计人员综合经济性因素与作用环境因素，从参选的设计方案中选取了以下设备，作为大坝压实填筑作业的机械设备，即包含：气胎碾、夯板以及羊角碾。
对于压实设计的对比分析，由于该水库大坝工程的压实标准采用干容重作为质量效果控制的衡量标准，因此，土料填筑压实的参数主要有含水量、碾压机具重量、铺土厚度以及碾压遍数等。此压实设计参数要求下，水工设计人员可按照以下步骤对设计方案的运行使用情况进行分析对比，以提高设计控制的科学有效性。
在确定土料的压实参数前，方案设计对比人员需对土料的性能质量进行调查，即在掌握与土料物理力学指标全面数据信息的情况下，选用具有代表性的料场，并进行碾压试验，来将压实填筑作业的施工进场控制在工程建造目标范围以内。值得注意的是，由于碾压试验无法与水利水电工程项目所处的施工条件进行吻合，因此，在确定土料压实标准合格率时，应将其设置在设计标准以上。
选择具有代表性料场的过程中，应通过理论计算并参照已建类似的工程设计经验，初步选取集中碾压机械与拟定几组碾压参数进行试验；黏性土料压实含水量可取：w1=wp+2%；w2=wp；w3=wp-2%，三种试验。这里的wp表示为土料的塑限。选取试验铺土厚度和碾压遍数，并测定相应的含水量和干密度，作出对应的关系曲线。
水工设计人员在确定铺土厚度、最优含水量、压实遍数以及最大干密度后，还应着手进行整理工作，并绘制相应的曲线。如此，就能根据设计干容重rd，在曲线上分别找出不同铺土厚度所对应的压实遍数和对应的最优含水量。
再分别计算单位压实遍数的压实厚度进行比较，以单位压实遍数的压实厚度最大者具备设计控制的经济性与科学合理性。对于料场施工材料含水量偏高的问题，应加大改进料场排水条件的工作力度，即采用防雨措施、将含水量偏高的土料进行翻晒处理，或是采用轮换掌子面的作业方式，来进行优化控制。此外，实际施工控制，还可将土料的含水量降低至既定的规范标准范围内，再进行开挖作业，继而提高工程项目建设的安全可靠性。如采用上述方法均无法使土料的含水量控制在规范标准范围内，则可采用机械烘干，来进行解决处理。
结论
综上所述，作为一项重要的工程项目，水利水电工程设计方案的对比研究首先应当具备实事求是的态度，在严格遵循方案对比原则的前提下对已有的方法展开对比研究和创新设计，全面分析对比过程中可能影响方案设计的多方面因素，选出众多方案中的最优方案，这对于水利水电工程经济效益的最大化是重要的保障。不同的设计方案所对应的水利水电工程社会效益、工程质量等都可能有很大的差异，因此我们应当从经济、科学的角度审视各个设计方案，认真对待水工设计方案比较研究，对最终投入施工的设计方案最终确定。为了不影响子孙后代的生活环境，我们不可一味追求工程的经济利益而忽视工程建设过程中的环境保护问题，需在促进流域协调的基础上全面考虑生态系统，这对水利水电工程建设可持续发展而言至关重要。
参考文献
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论文作者:李智
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第18期
论文发表时间:2018/10/27
标签：设计方案论文; 水工论文; 含水量论文; 水利水电工程论文; 方案论文; 料场论文; 压实论文; 《建筑学研究前沿》2018年第18期论文;