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水利水电工程水工设计方案的分析与研究

发表时间：2020/11/10 来源：《基层建设》2020年第22期作者：张隽豪

[导读] 摘要：随着社会经济的高速发展，人们生活质量水平的不断提升，各种基础性建设工程数量和规模也在不断增加。

        山东水发天源水务集团有限公司山东菏泽 274000
        摘要：随着社会经济的高速发展，人们生活质量水平的不断提升，各种基础性建设工程数量和规模也在不断增加。因此，必须制定完善的工程设计方案，以确保项目的进度和质量。提出提升水利水电工程水工设计方案的对策，为勘测设计工作提供参考。
        关键词：水利水电工程；设计方案；水工设计
        由于水利水电工程的技术难度，项目的安全性非常重要。在项目实施之前，需要进行大量的初步论证和研究工作来证明设计的可行性和合理性。如何快速合理地设计方案，确定项目现场，主要建筑类型和每个水工结构的布局，证明其可行性和合理性已成为水利水电前期工作中一项非常重要的任务。本文以重力坝设计为例，探讨了如何进行水力设计方案的选择和设计。
        一、水利水电工程水工设计方案对比的重要价值
        水利水电工程水工设计方案一般情况下会分为四个步骤，第一个步骤是设计方案的计划，第二个步骤是设计方案的制定，第三个步骤是设计方案的对比，第四个步骤是设计方案的选择。在整个环节中，设计方案的计划主要是依据每一个工程项目的任务量以及工程规模，然后结合实际的施工条件、施工选址、周围环境、建筑物的布局等情况来进行方案的大概计划以及筹备。对于设计方案的制定来讲，是建立在设计方案的计划基础之上，进而制定出两个或者两个以上的备选方案，便于最终的对比以及选择。设计方案的对比是指对于备选方案进行深度性的研究，结合每一种方案在实际施工中受到的不同影响因素，对所有方案的设计条件、投资预算、施工周期以及施工影响等方面进行仔细严格对比，将每一种方案的优点和缺点都统统罗列出来进行对比。设计方案的选择是指将所有的方案通过对比之后，结合每一种方案的优点和缺点，最后确定合理的施工方案。由于水利水电工程是一项比较系统性、复杂性的工程项目，对于工程项目的安全、质量要求也非常高。因此在实际的施工过程中，工程的技术难度比较高工程项目的施工成本费用也会逐渐增加。因此在实际施工之前，就要对每一种施工方案进行仔细严格对比研究，全面系统的分析每一种方案的科学性以及合理性，进而选择最为合适的施工方案。近几年来，随着施工技术和施工难度在不断增加，我国对于工程施工之前的准备工作提出的要求也越来越高。想要在短期内比较出每一种方案的优点和缺点，确定好合理的施工方案，是一项非常重要的准备工作，将直接关系到水利水电工程项目的质量安全。
        二、水工设计要点分析
        在进行水工设计时需要对以下4个要点进行着重分析：（1）采用系统的宏观水工设计理念。无论主体设计还是辅助设施，都必须与项目的整体运作保持一致，而且，要掌握整体规划和运行的有效性，不同水利工程设计的需求也不同。（2）设计需求充足。实际情况和要求需要事先由专业团队进行科学论证，以便他们能够了解实际结果并获得实际的信息数据。（3）设计还要有针对性。在对设计的方案进行制定时，由于水工建筑物所在地区的自然条件差别较大，因此，施工方法、布置和解决方案的对策需具有一定针对，根据实际情况改变设计条件。（4）要有一定深度。在水利水电工程中，水力设计在早期阶段没有太大差异，但在后期深度逐渐加强，设计深度对水利设计有很大影响。
        三、水利水电工程水工设计方案对比需要遵循的基本原则
        1.使用相同指标
        在方案比较过程中，还要采用相同指标。采用相同指标就是指要在条件相同的条件下进行方案的对比。在方案对比的过程中，要将每一种方案的优点和缺点全面进行客观公正对比。在初步分析时，如果某一种方案出现了技术上的问题，那么就要取消这种方案的对比资格。在方案的经济性对比过程中，如果某一种方案在各个方面都具有着非常大的优势，就可以直接推选这种方案，不用再进行复杂漫长的对比过程。

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        2.全面系统分析
        在方案设计工作完成之后，就要对所有的方案进行全面系统分析。在方案的对比之前，首先要将每一种方案的各种影响因素全部都罗列出来。在方案对比过程中，要紧抓住重点进行对比工作。工作人员要能够准确、及时、快速将每一种方案的重点因素区分出来，然后区分出次要因素。如果在选择方案过程中出现了很多困难，就要对方案的关键因素进行详细对比。
        四、水利水电工程水工设计方案
        1.重力坝的设计与选择
        现阶段水利工程的重力坝主要由混凝土组成，通常建筑于上游地段并且用来控制并稳定承重能力，坝体内部结构设计一定空间的空腔，能够有效节省材料。目前工程中常见的坝型如下：1)宽缝坝型。一般情况下，重力坝沿水地区的缝隙空间都非常狭窄，为了确保横缝能够拥有足够空间的缝隙，需要将上下游地段的宽缝进行闭合处理，确保坝体的轴向连续体能够起到良好的保水效果。但因坝段之间的宽度通常处于坝段总体宽度的15%~35%，无法有效保护坝体，存在着较低的安全隐患。2)空腹坝型。空腹坝型是大多数大型水利工程所采用的主要重力坝结构，其能够在底部的坝轴位置打钻出大孔，在基岩表面空间打造出一大片的空腹地段，能够有效减少坝底的压力，同时还能减少大坝的混凝土成分与体积。灵活利用空腹结构设计能够调节空腹的位置与空间大小，同时还能提升大坝的抗压能力。但该坝型因内部结构复杂，对钢筋的需求量远远高于其他坝型。因此，在设计难度和施工难度方面都相对较高，需要耗费大量资金。
        2.水利枢纽布置
        首先，根据枢纽的任务和要求，确定枢纽建筑的构成，然后根据地质和地形条件，通过定性分析确定更合理的枢纽规划。水利枢纽布置的布置原则如下：1）坝址，坝段等主要建筑物的选择和枢纽布局方便，施工周期短，成本低。2）集线器的布局应满足每栋建筑布局的要求，建筑物可协调工作，不受干扰。确保所有其他工作条件都能正常工作，并满足集线器运营管理的要求。3）在满足建筑物的强度和稳定性的同时，降低枢纽的总成本和年运营成本。4）尽早将部分建筑物投入运营中并提前获益（如雨水储存，早期发电或灌溉）。
        3.提高对比人员的综合素质
        对比人员的综合素质将直接影响着最终设计方案的经济性以及质量安全，因此就要不断提高对比人员的综合素质。首先要建立严格的招聘制度，选择工作经验丰富、专业技能过硬的全能型人才。管理人员还要对整个招聘环节进行严格监管，做好公开、公正、公平和透明化。其次要不断鼓励对比人员积极参与各种教育培训，不断提高自身的专业技能，丰富自身的专业知识和工作经验，加强自身的思想道德修养和职业素养。还要积极学习国内外先进的工作技能和方法，积极运用互联网信息技术提高自身的工作能力。最后要建立严格的评价考核制度，将工资薪酬与工作能力直接挂钩。对于表现良好的工作人员给予丰富的奖励，相反则给予一定的惩罚。
        结语
        综上所述，在方案的比较和设计中，为了优化推荐方案，首先，要有科学求实的态度；其次，每个比较方案应具有可比性，方案的比较应该是全面的；最后，方案的设计应该是合理的。所以，要遵循实事求是、相同指标和全面系统分析的对比原则，才能确定出最为合理的设计方案，为水利水电工程项目的质量安全提供保障，促使其带来更多的社会效益和经济效益，促进社会经济的可持续发展。
        参考文献
        [1]王春梅.关于水利水电工程的水工设计方案对比分析[J].建材与装饰,2018(19):290-291.
        [2]刘澎.水利水电工程水工设计方案对比[J].建筑工程技术与设计,2017(5):1306.