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摘要：随着经济的发展和进步，对于水利工程周边的一些居民生产和生活都发挥着重要作用，同时城市中用水都是取自于水利工程建设，因此，对水利工程建设和管理对于整个国民有着非常大好处，但是我国混凝土结构应用于水利工程建设的时间较短、经验较少，尚未形成完善的优化设计方案。因此，探究水利工程中混凝土结构的优化设计，具有重要的理论和实践价值。
关键词：水利工程；混凝土；结构设计
1混凝土结构的主要特点分析
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，如图1所示。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，所以在设计时，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。目前，我国的水利工程建筑仍然存在大量很难进行计算的因素，使得其结构设计缺乏合理性，对工程本身的质量带来诸多影响。
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图1混凝土结构图
2水利工程中混凝土结构设计存在的问题
水利工程中的混凝土结构设计是一项高难度的复杂技术，并且由于水利工程施工地点的地形地势复杂，加之混凝土本身成分的复杂状况，导致混凝土结构的设计施工难度骤然加大。也正因如此，我国水利工程混凝土结构的整体设计水平相较于发达国家而言，仍有较大差距，逐渐显露出根源于技术水平疲软的诸多问题。
2.1混凝土材料配比不稳定
混凝土并不是单一属性的施工材料，混凝土主要是由水泥、骨料、砂石等施工材料经过搅拌、凝结而形成的，所以，在施工的过程中，混凝土各种材料的搭配比例各不相同，这样就会导致混凝土的标号降低，在混凝土施工的时候，会使混凝土的表面出现麻面、气孔等问题，会给混凝土的结构带来非让严重的问题。例如，如果混凝土搅拌中砂石比例过高，则会因骨料集中而造成拌合物离折、混凝土料干硬，一定程度上降低了混凝土结构的牢固度。
2.2混凝土岔管设计不合理
在当前的水利工程中对于地下管网主要应用的是“一洞多机”的布局方案，然而对于岔管的设置当中对于混凝土的结构设计要求也是非常的高，同时现阶段还没形成较为完善以及实际的混凝土岔管设计准则。因此，工作人员难以掌握混凝土岔管结构设计的承压能力，在复杂的地形和计算影响下，常常出现设计不合理现象，为混凝土结构安全埋下隐患。
2.3混凝土衬砌易出现渗漏
目前，我国水利工程在建设施工的过程中，混凝土结构设计存在很明显的问题，也就是在混凝土衬砌时，因为设计不合理而出现渗漏的情况，非常不利于渠道工程的安全。总之，在进行衬砌施工的时候出现渗漏原因主要是混凝土结构出现裂缝，产生裂缝主要是由以下几点引起：第一，混凝土模板在进行设计的时候存在不合理的情况；第二，是通道的位置处理不到位，上方岩土层沉降对衬砌产生巨大压力形成裂缝；第三，混凝土施工原材料存在一定的质量问题；第四，混凝土在运输以及搅拌的过程中，没有加强对混凝土的养护管理。
3优化水利工程中的混凝土结构设计研究
3.1提高结构设计水平
（1）为了能够保证基础资料的准确性及完善性。在对水利工程结构的设计当中一定要根据国家的有关规定对和工程有关的资料进行收集。在对资料完成收集之后还需要对资料实施审查，以此来保证资料的准确化。
（2）需要对结构设计当中的等级标准进行明确，在对结构设计的等级标准进行确认当中需要和工程实际的规模以及效益和建筑类别进行考虑，以此来保证等级标准的科学性。对于水利建筑物的结构设计等级标准进行明确化，不但能够对成本有效控制，还能够确保工程的质量合格。
（3）加强监理制度的不断完善。采用监理制度能够对于建筑结构设计的整个过程实施监督和管理，对于结构设计当中所存在的问题进行了解，保证结构设计的科学性。而且，对于监理制度的完善不但可以确保施工的连续性，还能够防止产生断点的情况。
（4）需要强化水利工程结构的硬件的重视。在水利工程结构设计当中还有大部分工作需要相应的设备才能够完成，所以，为了能够确保水利工程结构的质量，就需要强化对于硬件的重视。
3.2加强混凝土材料的选择
材料中碎石、砂石等原材料的选择都是主要考虑范围，想要保证选择优质混凝土，就必须要对所选择材料进行检测和实验，如果混凝土的相关参数符合工程施工需要和规范要求，才能够进入施工现场，也能够更好的保证混凝土结构质量。水泥中很容易发生水化反应形成重要影响，这主要是由于碎石灰中存在一些有害物质所造成的，这种现象的存在使得混凝土整体强度都会下降，从而对水利工程整个建设过程形成巨大影响，在对混凝土进行原材料的配比中，也需要进行检测和实验，确定出最合适的配比。
3.3优化设计混凝土裂缝控制
要加强对混凝土结构裂缝的优化控制设计，相关设计人员需要结合水利工程运行的环境、水文的压力、地势存在的压力等要素，综合考虑混凝土结构需要承受能力，从而选择与之相匹配标号的钢筋与混凝土；另一方面，需要加强对水利工程弯拉构件的控制，要选择符合适的杆件，严格控制混凝土施工中裂缝宽度的控制。
3.4优化设计混凝土围岩稳定
水利工程中混凝土结构的优化设计，要着力研究围岩的水压承载能力。因为只有围岩的水压承载能力强，才能够选用不衬砌或非限裂混凝土衬砌的方案，对降低工程成本、提高工程质量意义重大。因此，设计人员要根据平缓或陡坡地表面的相关准则，优先衡量围岩结构的最小覆盖厚度，并通过精测的测量和计算确定混凝土围岩稳定系数。
3.5优化设计混凝土衬砌防渗
混凝土结构设计中的衬砌类型非常多，主要可分为裂衬砌与非裂衬砌两大类。技术人员首先要根据围岩稳定程度选择科学合理的衬砌方案，而后对衬砌与围岩的承载力进行联合模拟。同时对钢筋混凝土进行支护、对岔管进行布局，预估渗透、裂缝等问题的出现概率，从而做出相当的技术设计调整，以致力于降低混凝土衬砌渗漏的出现几率。
4结语
综上所述，在水利工程中，对于混凝土材料的应用日益广泛，其质量控制内容成为了焦点内容，目前是存在一些问题，但是只要有针对性解决这些难问题，综合进行考虑，一定鞥能够选择合适的混凝土原料，对于工程的使用都有重要的意义。
参考文献
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