摘要:水利工程有防止洪水发生、供应水源、浇灌等好处, 水利工程开展的范围比较大、而且时间比较长、施工也比较慢等特征。混凝土结构因为成本比较小但是很有整体性的优势被普遍运用在水利工程建设里面, 然而因为混凝土结构设计困难, 在水利工程的建设期间, 也会发生一些问题, 所以要科学合理的运用混凝土结构, 确保水利工程的质量还有安全性。本文通过介绍水利工程混凝土结构设计的意义, 阐述当前水利工程中混凝土结构设计出现的问题, 并提出了解决措施。
关键词:水利工程；混凝土；优化；策略
水利工程施工中混凝土裂缝病害作为普遍存在的一种常见病害，对于整个水利工程的建设质量有着极为不利的负面影响，其事关项目的建设成效。因此，在水利工程施工中，如何有效减少与规避混凝土裂缝的产生，严格把控水利工程混凝土施工质量，是项目技术管理人员所需要重点关注的问题。
1.水利工程混凝土结构设计中存在的问题
1.1水利工程混凝土材料配比不合理。
水利工程混凝土材料使用中的配比方面比较容易出现问题，因此材料配比上的合理性直接影响着混凝土的质量，其中的孔洞、气泡、麻面等问题的出现大多是因为混凝土配比不够合理，不能让建筑工程的使用部位要求得到满足。一般情况下，混凝土结构主要由水泥、碎石、砂等基本材料构成。水泥的质量直接对混凝土的强度产生作用，因此原料的配比设计如果存在问题，那么执行搅拌环节时，就可能出现问题，如混凝土拌合物出现较为严重的离析，混凝土土料出现干硬问题等，最终可能导致入仓混凝土料或是骨料过于集中。
1.2水热化、应力过于集中，出现裂缝。
混凝土的结构中比较容易出现结构裂缝，而导致裂缝出现的原因是多种多样的，但是其中最为常见的两个原因是温度与应力。混凝土浇筑操作环节结束以后，需要给混凝土结构足够的养护时间，整个过程需要对大体积混凝土的温度进行水平维持，尽量不要出现温差过大的情况，导致混凝土结构的内外温差过大，形成裂缝，养护的温度最好控制在平均25℃左右。结构应力也容易导致裂缝出现，混凝土结构中的某个部位如果受到的应力超出了结构的承受极限就可能导致裂缝。
1.3岔管设计不够合理。
水利工程建设中，混凝土结构设计中的岔管部分较为重要，同时拥有较大的难度，需要设计人员具备较强的技能素质，让结构的合理性得到满足。设计人员最好根据实际情况进行岔管的形式与材料进行确定，尽量可以通过人为设计减少后期开裂问题出现的概率，让岔管设计方法的作用可以全面发挥。
2水利工程中的混凝土结构优化设计路径
2.1混凝土原料设计的科学配置。
对混凝土原料进行的科学配置是保证工程建设的质量水平达到相应标准的重要因素之一，因此此项工作必须得到专业人员的重视。保障混凝土原料得到科学、合理配置，可以有效减少起泡、孔洞、麻面等问题的出现，不仅可以较少后期调整维护的操作，还可以节省大量的成本投入。当然预防这些问题出现的步骤也较为复杂，每个问题的预防都需对应不同的技术操作：首先，预防气泡出现。施工技术人员需要选择细度模数在2.0-3.0范围之内的天然砂、人工砂，并根据混凝土的配合比进行剂量控制，并酌情控制外加剂的掺入量，让混凝土的摊铺、振捣等操作可以顺利展开；对于混凝土的摊铺厚度，也要进行科学控制，最好在30-50cm的范围之内，同时注意振捣时要将振捣帮缓慢的拔出，这些操作都可以有效避免气泡的出现。
2.2温差裂缝的防治。
水泥发热的现象大多数都是混凝土内部发热形成温差的成因, 所以, 购买材料的人员在选用水泥的时候, 务必要关注水泥, 选用发热量较小的水泥, 从而降低混凝土的温差, 在夏天施工期间, 务必要增加降温处理, 尽最大能力降低混凝土内部水分的蒸发, 从而减小混凝土的温差。浇筑混凝土的期间, 务必要注意混凝土的浇筑时间, 要是温度偏高, 浇筑混凝土的时候可以合理的向里面加一些冰水或者是冰块, 从而控制混凝土产生的温差。除此之外, 浇筑混凝土的时候, 应该是薄薄的实施浇筑, 因为这样可以增大混凝土的散热面积, 从而使得混凝土散热速度变快, 施工期间还能将一些水管加到混凝土里面, 这样的话在温度比较高的时候, 可以利用适量的冷水来帮助混凝土更快的散热, 从而降低混凝土的温差, 冬天施工期间, 要注重保暖通风的, 这样也可以减小混凝土产生的温差。
2.3衬砌设计的优化。
衬砌的技术方案选择上，必须要注意满足实际设计需求，同时对围岩承载压力进行重点考虑，科学确定。混凝土结构设计层面，衬砌方法可以有多种选择，但是如果直接从设计方面上看，可以直接将其分为开裂与抗裂衬砌两种，然后对水利工程的实际需求进行衬砌方案上科学选择，比较方案应用上的合理性。确定好衬砌方式以后，要对钢筋混凝土的衬砌与围岩之间产生的联合作用进行试验模拟，组织出一个二次应力场，并在这个基础上进行钢筋混凝土的二次应力场的支护，让衬砌操作中的变形、裂缝问题得到科学处理。然后要对衬砌的配筋量进行缩减，目的是可以在水利工程建设中获得更好的建设效果。
2.4加强混凝土的养护管控。
对混凝土进行养护不仅能预防初期产生裂缝，对后期混凝土的稳定性也具有一定的促进作用。首先，在混凝土拆模后要及时铺草浇水或挂草帘进行养护保湿，以保障其后期承压能力及强度符合规范要求。其次，要加强混凝土表面保护层厚度，防止钢筋锈蚀问题的产生。在水利工程混凝土施工中，要严格控制混凝土的密实度，防止空气进入，也可在混凝土表面涂刷聚合水泥砂浆、环氧树脂等防腐层。也可选择抗腐蚀性强的混凝土材料或钢筋材料。要严格避免使用碱骨料，必须使用时可选择优质骨料或选择含碱量低的水泥，并采用中性水进行拌和。
2.5 注重施工项目的动态管控。
第一是，要注重加强技术管理。要在水利工程施工中建立健全技术交底责任制，加强对水利工程混凝土质量的检验、监督和管理，并严格按照施工技术规范及质量标准进行检验。第二是，要注重实施全面质量管理。要在工程施工中突出以质量为中心，重点以预防为主，围绕水利工程混凝土施工质量树立全员质量管理意识，以有效提高整体水利工程质量。第三是，加强对混凝土温差的控制。在施工时必须将温差控制在合理的区间范围内，并根据施工季节与当天温度情况调节混凝土搅拌时的温度。在冬天必要时用温水进行搅拌，夏天尽量避开正午时间，可在清晨或傍晚进行。搅拌地点与浇筑地距离应符合规定要求，以防止运输途中热量的散发。第四是，强化对项目施工人员的管控。要求施工专业技术人员要取得相应的资格证书，具有良好的职业道德操守。
结束语
综上所述，在一些地形比较复杂的地区，混凝土的稳定性易受到影响，容易出现开裂，从而影响水利工程的建筑质量，故水利工程中混凝土结构的优化设计工作落实时必须秉承科学、严谨的原则，并根据工程项目建设的实际进行设计方案实施，尽量保证结构建设工作因为获得科学的设计方案加持，质量水平更高，并可以保证水利工程的寿命更长。
参考文献：
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