陳超恒

(中國電建集團(tuán)成都勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川成都 610072)

作為水利工程的一部分，水工建筑物的設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量對生態(tài)環(huán)境的良好開發(fā)有著重要的意義，所以建設(shè)水工建筑必須要求設(shè)計(jì)人員提前作好方案規(guī)劃，以提高建筑結(jié)構(gòu)的合理性。不過經(jīng)常因?yàn)槭墉h(huán)境和技術(shù)條件的影響，對周邊環(huán)境的勘察不足或者資料搜集不全等情況，使得工程設(shè)計(jì)出現(xiàn)多方面的問題。所以一定要在建筑及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上統(tǒng)籌規(guī)劃、合理布局，努力提高水工建筑物的功能性、安全性。

1 水工建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的意義

水工建筑物結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)必須同時(shí)從短期和中長遠(yuǎn)規(guī)劃上加以分析，不但要提高各相關(guān)方對建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量的關(guān)注，盡量滿足當(dāng)前的使用需求，同時(shí)還要從更長遠(yuǎn)的視角思考，從而使得水工建筑適應(yīng)未來變化，順應(yīng)未來發(fā)展導(dǎo)向，并從多方面對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)加以規(guī)范，滿足各種環(huán)境變化下的使用安全。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須從現(xiàn)實(shí)來看，針對傳統(tǒng)工程設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題，在整個(gè)的建筑設(shè)計(jì)流程中以標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)[1]。并在工程技術(shù)方面加以反思與完善。水工建筑的設(shè)計(jì)和施工必須充分考慮環(huán)境復(fù)雜性，努力使其與環(huán)境相互融合，所以一定要對環(huán)境進(jìn)行全面勘察，因?yàn)椴坏枰岣咴O(shè)計(jì)的品質(zhì)，同時(shí)還要考慮減少施工成本和使用成本，以確保水利工程建設(shè)的可行性。

2 水工建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容

2.1 科學(xué)、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

對于水工建筑來說，對于整體的結(jié)構(gòu)的考慮必不可少，通過科學(xué)、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案可以保證后期工程建設(shè)的順利開展，進(jìn)而改善工程項(xiàng)目的整體品質(zhì)，以達(dá)到水工建筑預(yù)期的功能和效果。在水工建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，最為關(guān)鍵的就是主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，必須在現(xiàn)場的詳細(xì)勘察的基礎(chǔ)上進(jìn)行，并按照水工建筑的使用需求，完成主體結(jié)構(gòu)形式的確定。針對水工建筑的各種特征，在總體構(gòu)造上加以把控，使之能滿足啟閉機(jī)、閘門等有關(guān)金屬結(jié)構(gòu)的使用條件，還要保證發(fā)電機(jī)組等相關(guān)設(shè)備的安裝、運(yùn)行的要求，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須按照各相關(guān)專業(yè)圖紙加以整體規(guī)劃和協(xié)同設(shè)計(jì)，確保水工建筑物在設(shè)計(jì)使用功能上的整體性。

2.2 明確混凝土材料的性能要求

水工建筑物在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，混凝土材料是關(guān)鍵內(nèi)容，因?yàn)樗そㄖ锝Y(jié)構(gòu)盡管類型很多，但大部分結(jié)構(gòu)都必須采用混凝土，而混凝土的質(zhì)量又直接影響到工程整體的安全性和耐久性，所以必須在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，特別注意對于混凝土各方面性能要求的正確性?；炷两Y(jié)構(gòu)施工的重點(diǎn)是在澆筑、養(yǎng)護(hù)等工序須根據(jù)施工的技術(shù)規(guī)范要求嚴(yán)格實(shí)施，并要做好質(zhì)量檢測，提高其整體性，從而防止開裂的發(fā)生。如果混凝土施工管理不嚴(yán)格，將會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性受到影響，妨礙水工建筑物的正常運(yùn)行使用，所以必須提前在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)考慮各種施工時(shí)可能出現(xiàn)的問題，盡量從源頭規(guī)避，確?；炷恋膹?qiáng)度、耐久性等技術(shù)指標(biāo)滿足規(guī)范要求。

2.3 重視涉水設(shè)施的防水、排水設(shè)計(jì)

涉及到針對閘門、管道等設(shè)備的構(gòu)造措施，在該處設(shè)計(jì)中，重點(diǎn)要關(guān)注其防水和排水性能。因?yàn)樗そㄖ锕ぷ鲿r(shí)，一直受到水力影響，若在總體設(shè)計(jì)中，未能充分考慮其防水、排水等特點(diǎn)，會(huì)使其在后期的使用性能大幅度地降低，從而影響了整個(gè)建筑的功能性。因此水工建筑物在考慮各個(gè)涉水設(shè)施的設(shè)計(jì)時(shí)，必須重點(diǎn)解決所有容易出現(xiàn)問題的部位，使其滿足施工、運(yùn)行的基本需要，以保障今后水工建筑物的整體功能。

3 水工建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的常見問題

3.1 工程勘察工作不夠深入

水利工程通常是一個(gè)很復(fù)雜的建設(shè)過程，在設(shè)計(jì)前必須先對環(huán)境條件和地質(zhì)狀況等進(jìn)行勘察，并提供詳盡的勘察資料以提升設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性。然后還須提出對不利條件的處理建議，對可能發(fā)生的環(huán)境問題也必須提前分析，這對于水工建筑物后期的施工有著很重要的幫助[2]。不過由于目前受到各種因素的影響，對環(huán)境狀況不能進(jìn)行深度勘測，所采用的勘測技術(shù)和管理手段并不一定適用，使得勘測結(jié)果和現(xiàn)實(shí)狀況不符，設(shè)計(jì)也就會(huì)存在遺漏或者偏差，從而影響工程建設(shè)的順利開展。

3.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容超標(biāo)準(zhǔn)范圍

水工建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須以相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范為基礎(chǔ)，在設(shè)計(jì)的過程中還應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范加以完善與優(yōu)化，符合實(shí)際工況。如果建設(shè)單位或者方案策劃的要求定的太高，再或者是地質(zhì)、水文等自然條件過于特殊，則設(shè)計(jì)技術(shù)內(nèi)容可能超出設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的范圍，就需要投入時(shí)間和資源進(jìn)行超規(guī)范的研究論證，而且為了保證安全，還必須加大的人力、物力、財(cái)力的投入來應(yīng)對高要求的情況，容易導(dǎo)致資源的浪費(fèi)，從而增加了建設(shè)成本。若標(biāo)準(zhǔn)采用過低，將會(huì)導(dǎo)致施工質(zhì)量出現(xiàn)問題，影響后期的安全和使用。因此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的選用十分關(guān)鍵，目前我國水利工程常出現(xiàn)工程實(shí)際內(nèi)容超標(biāo)準(zhǔn)范圍的情況，出現(xiàn)采用規(guī)范不明確或與實(shí)際不符的狀況，所以在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的使用過程中必須對有關(guān)指標(biāo)進(jìn)行深入分析，除了做到知其然，還要之其所以然，對超出規(guī)范內(nèi)容的部分根據(jù)計(jì)算和分析等加以調(diào)整。

3.3 缺乏全面、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)分析

水工建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要想科學(xué)有效，就必須對數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和分析，并針對實(shí)際數(shù)據(jù)分析建立具體的設(shè)計(jì)方案。由于必須對地理、氣象、溫度、水文地質(zhì)等因素進(jìn)行采集，所以數(shù)據(jù)收集分析的內(nèi)容是一個(gè)比較大范疇的，是復(fù)雜并且長期性的工作，要有一定準(zhǔn)確性，有關(guān)部門的數(shù)據(jù)更新也要及時(shí)。對地理位置比較好的地方而言，數(shù)據(jù)的收集壓力就相對較小，而且數(shù)據(jù)也比較準(zhǔn)確，可是在對自然環(huán)境較差的地區(qū)就比較困難，數(shù)據(jù)分析結(jié)果就很容易發(fā)生差錯(cuò)。例如在現(xiàn)實(shí)的水工建筑設(shè)計(jì)過程中，假如對水文數(shù)據(jù)的獲取還不夠準(zhǔn)確，就必須通過對以往的統(tǒng)計(jì)信息加以計(jì)算，而一旦所獲取的數(shù)據(jù)和現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)之間出現(xiàn)了誤差，就會(huì)使得水工建筑的設(shè)計(jì)產(chǎn)生不合理的情況，從而直接影響后期的建造與使用，從而增加了成本投資，也減少了運(yùn)行效益，所以數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性就至關(guān)重要了。

3.4 缺乏長遠(yuǎn)計(jì)劃

水利水電工程通常是一個(gè)綜合性的復(fù)雜的工程項(xiàng)目，建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中不但要著眼于工程項(xiàng)目短期內(nèi)的效益，而且還要具備長遠(yuǎn)視野，為長期的使用做好計(jì)劃，以增強(qiáng)工程項(xiàng)目的可持續(xù)性，并符合國家水利政策未來的規(guī)劃走向。水工建筑物的工程設(shè)計(jì)都是以環(huán)境為基礎(chǔ)的，可重復(fù)性較低，所以在設(shè)計(jì)過程中對地理位置以及空間布局等都必須加以規(guī)劃，并與環(huán)境相互協(xié)調(diào)與融合，做到因地制宜。在山區(qū)和平原對水工建筑有著不同的要求，因此建筑設(shè)計(jì)難度也有不同，在城市中的水利工程要符合當(dāng)?shù)氐陌l(fā)展規(guī)劃，除了滿足當(dāng)前的使用需求外，還要盡量做到能夠融入未來城市建設(shè)的體系中去。所以在設(shè)計(jì)過程中要以保護(hù)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展為原則，作好長遠(yuǎn)規(guī)劃，這不僅對于工程本身有好處，更有利于環(huán)境和社會(huì)的發(fā)展。

4 水工建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改善調(diào)整

4.1 完善城市水利規(guī)劃

水工建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須服從于水利工程規(guī)劃方案，而水利工程規(guī)劃是一個(gè)綜合的項(xiàng)目計(jì)劃，對水利工程的設(shè)計(jì)和建造都有著指導(dǎo)性意義?？茖W(xué)合理地構(gòu)建水利工程規(guī)劃文件可以指導(dǎo)水利工程的實(shí)施，從而增強(qiáng)了工程設(shè)計(jì)的可靠性和可操作性。而水利規(guī)劃則需要從多個(gè)視角加以分析，必須對各項(xiàng)數(shù)據(jù)以及環(huán)境狀況等因素進(jìn)行深入調(diào)查，并進(jìn)行總體部署，進(jìn)行統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，以提出合理的建設(shè)目標(biāo)和設(shè)計(jì)方向，從而促進(jìn)水利工程的長期發(fā)展，在正確的規(guī)劃上進(jìn)行水工建筑物的設(shè)計(jì)，是設(shè)計(jì)合理、安全可靠、品質(zhì)提升的前提。

4.2 制定符合工程特點(diǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的選用和編制要滿足工程實(shí)際情況，以合適的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范為依據(jù)，才能進(jìn)一步提高工程設(shè)計(jì)質(zhì)量。所以制定適宜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)重要環(huán)節(jié)，必須對建筑實(shí)際狀況加以分析，并根據(jù)建設(shè)工程的規(guī)模和施工環(huán)境等對建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)做出適當(dāng)調(diào)整，對水工建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)做出合理界定，以避免遺漏信息，缺乏參考性。每個(gè)企業(yè)都有自己業(yè)務(wù)相對集中的范圍或者地區(qū)，而制定適用性強(qiáng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)則是水利工程企業(yè)長期發(fā)展壯大的必要條件，通過采用科學(xué)合理的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)可以提高設(shè)計(jì)效率，從而控制成本和工期，提升工程品質(zhì)。

4.3 對施工圖審查提高重視

設(shè)計(jì)圖紙對工程后期的建設(shè)有著重要指導(dǎo)性，設(shè)計(jì)圖紙的審核往往能夠指出設(shè)計(jì)圖紙中出現(xiàn)的原則性問題，從而增強(qiáng)了圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。但由于我國水利工程的設(shè)計(jì)事業(yè)也處在蓬勃發(fā)展的階段，在對工程設(shè)計(jì)的審核制度方面還存在著很多缺陷，設(shè)計(jì)圖紙審核中容易存在遺漏，所以面對這一問題，有關(guān)主管部門就需要增加對設(shè)計(jì)圖紙審核工作的關(guān)注，圖紙的設(shè)計(jì)必須根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)提升繪圖水準(zhǔn)，而審核工作必須建立相關(guān)的制度，嚴(yán)格規(guī)定審核方式，對不合理的審核程序加以精簡，從而優(yōu)化審核流程。還要加強(qiáng)對前期規(guī)劃、可行性研究等工作成果的審查，確保方案的準(zhǔn)確性、可實(shí)施性，才能夠保證設(shè)計(jì)和施工的質(zhì)量。

4.4 合理設(shè)定工程結(jié)構(gòu)尺寸和材料參數(shù)

在水工建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，往往需要充分考慮建設(shè)地點(diǎn)的實(shí)際情況，正確選用抗震設(shè)防烈度、結(jié)構(gòu)等級、抗浮水位、風(fēng)荷載等參數(shù)，再確定結(jié)構(gòu)形式、跨度、基礎(chǔ)形式等設(shè)計(jì)內(nèi)容，以使得建筑功能滿足實(shí)際工程的需要。例如在混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，由于水工建筑的體積很大，所以必須在此結(jié)構(gòu)中采用跨高小、尺寸大的構(gòu)件。水工建筑物具有工程應(yīng)用的特殊性，由于水工建筑常年遭受水力環(huán)境的影響，導(dǎo)致它對混凝土強(qiáng)度等性能的要求很高，所以在在混凝土防水等級和耐久性上必須提高設(shè)計(jì)要求，同時(shí)也必須嚴(yán)格控制配筋率，并明確在混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)時(shí)的施工措施和注意事項(xiàng)。

4.5 完善水利工程資料的整理工作

在開展水工建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作前，就必須先對建設(shè)項(xiàng)目所在區(qū)域進(jìn)行詳細(xì)的勘察，以獲取建設(shè)項(xiàng)目中所需的所有資料和數(shù)據(jù)，具體包含了當(dāng)?shù)氐乃摹⒌刭|(zhì)、氣象等有關(guān)信息，并嚴(yán)格地按照實(shí)際勘察的成果進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并根據(jù)工程特點(diǎn)做出進(jìn)一步完善和優(yōu)化，確保了水文地質(zhì)、氣象等有關(guān)資料的完整性和真實(shí)性，并防止由于資料的丟失而影響建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性，使工程前期資料可以成為建筑工程設(shè)計(jì)完全可信賴的支撐材料。建設(shè)單位對所其掌握的資料要加以確認(rèn)和分析，確保資料的真實(shí)性，并及時(shí)與設(shè)計(jì)單位進(jìn)行溝通，確保資料傳達(dá)的完整性。充分整合建筑周邊的自然環(huán)境和人文因素，使水工建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具備更好地實(shí)用性，可以為地方的水利和生態(tài)環(huán)境的發(fā)展提供良好的支持。

5 總結(jié)

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接影響水工建筑物和周邊生態(tài)環(huán)境的總體品質(zhì)，所以在進(jìn)行工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)必須增加對建筑物安全和質(zhì)量的重視，并注意對自然環(huán)境以及周圍客觀因素的綜合考慮，以增強(qiáng)工程設(shè)計(jì)的合理性。水工建筑物是水利、生態(tài)工程中的重點(diǎn)內(nèi)容，在建設(shè)項(xiàng)目實(shí)施中要綜合考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境保護(hù)和水土保持等多方面的因素，防止因?qū)ㄖ镌O(shè)計(jì)的不合理而產(chǎn)生的各類不利影響。同時(shí)，在水工建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中還必須根據(jù)工程項(xiàng)目的具體特點(diǎn)，結(jié)合周圍自然條件的實(shí)際情況，因地制宜的進(jìn)行設(shè)計(jì)，以提高工程項(xiàng)目的實(shí)施質(zhì)量，最大程度地發(fā)揮其社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。