水利工程结构设计及安全性提升策略研究

引言

随着社会的不断发展，对水利工程建设有了更高的要求，需要其更加科学化、现代化，水利工程施工安全管理是其中的重点内容。水利工程具有复杂性，容易发生安全事故，这不仅会对工程进度产生影响，还会影响国家社会和人民生命财产安全。

1 水利工程结构安全管理的重要性

1.1 保障人民生命财产安全

水利工程涉及大量的水资源和水力能源。一旦发生安全事故，不仅会对周边居民的生命财产造成巨大威胁，还可能引发环境污染和社会经济损失。因此，加强水利工程的安全管理至关重要。通过建立科学、系统和规范的安全管理制度和流程，可以有效预防和减少事故的发生。

1.2 维护社会稳定

水利工程作为国家基础设施建设的重要组成部分，对于社会经济的稳定和发展起着至关重要的作用。保障水利工程的正常运行和安全性，可以有效避免因工程事故引发的社会不稳定因素。而且加强水利工程的安全管理是确保其正常运行的重要措施，可以有效预防和减少水利工程事故的发生，保障水利工程的安全稳定运行，进而促进社会经济的稳定和发展。

2 水利工程结构设计内容及要点

2.1 堤防及排水结构设计

堤防及排水结构设计是水利工程设计的重要内容，是有效防范洪涝灾害，减少水土流失，提升水资源利用水平的关键性内容。传统河道治理工作开展，缺乏系统、科学的河道防洪治理规划，工程防护区治理目标任务不够明确，治理工程点散乱，标准不够统一，以此导致河道周边区域水土流失严重、洪水期河床游荡摆动、两侧及河道冲刷不均等问题。因此在该类型水利工程项目建设中，必须加强堤防及排水结构设计，建成以河道堤防为基础的完整防洪体系，真正起到保护居民安全和有效保护农田，改善区域生态环境的目标。防洪综合治理工程项目建设中，护堤结构有重力式、贴坡式和复合式三种。重力式（直墙式护岸）护堤是以浆砌块石（混凝土）为挡土墙，在堤后填筑砂砾石，具有抗冲击性能好的特征，适用于河道狭窄、防洪堤后建筑物较为密集、涉及占地及拆迁量较大的河段，但是对地基承载力要求较高，浆砌石工程量大，单位造价相对较高。贴坡式护堤（夯填砂砾石梯形断面）则是利用河道开挖的砂砾石进行碾压填筑，形成两岸护坡，并在表面砌筑浆砌石或现浇 C20 混凝土护面，具有泄洪能力强、适应地基变形能力强等特征，单位造价相对较低，但对河道地形要求较高，适用于不涉及占地及拆迁等问题的河段。复合式护堤（临水设置戗台，呈阶梯状分布），断面结构与贴坡式护岸基本相同，但是在河道临水侧设置戗台，戗台高程与现状河床深泓线高程齐平，主要是应用于墙体较高的护堤建设中。

2.2 闸室结构设计

闸室底板设计高程应根据闸址上下游河床高程、水闸过流断面要求并参考原闸设计高程等确定，根据以上因素，并综合考虑施工方便、更利于排沙冲淤等，新闸底板选用平底板宽顶堰，堰顶高程- .1.80m 。根据《水闸设计规范》SL265-2016 规定：水闸闸顶高程应根据挡水和泄水两种运用情况确定。挡水时，闸顶高程不应低于水闸正常蓄水位或最高挡水位加波浪计算高度与相应安全超高值之和；泄水时，闸顶高程不应低于设计洪水位或校核洪水位与相应安全超高值之和。同时，位于防洪（挡潮）堤上的水闸，其闸顶高程不得低于防洪（挡潮）堤堤顶高程。并考虑闸基沉降、水位变化、堤顶加高等因素的影响。

2.3 大坝结构设计

大坝是多数水利工程项目的重点建设内容，也是影响工程项目使用年限和质量性能的关键内容，在水利工程设计中，必须强化对大坝结构设计的重视程度，有效提升大坝的坚固性、耐久性和安全稳定性。由于大坝本身结构体积较大，以及受施工工艺技术、运行环境等因素的影响，在长期运行中较容易出现渗水现象，对坝体安全造成威胁。在部分工程项目设计工作开展中，对地质勘察和岩土治理工作不够细致、深入，坝体质量问题分析不到位，没有做好坝体干密度、空隙率、可压缩性、渗透性等方面的计算，所选用的坝体结构或材料不合理等，都会对大坝建设和运行安全造成负面影响。这就要求在大坝结构设计中，将坝体分区设计、混凝土面板与止水设计、防渗设计及加固设计等作为重点，选择合适的大坝类型和结构，根据不同水利工程项目建设特征，加强对重点影响因素的控制，以此有效提升大坝结构设计水平，确保大坝整体运行安全。

3 水利工程结构安全性提升策略

3.1 对策实施对保证工程安全性和可靠性的作用

对策的实施在保证水利工程的安全性和可靠性方面起到了关键作用。建立完善的质量管理体系，有助于在工程设计、施工和验收各个环节进行全面的质量把控，从源头上预防质量问题。强化质量监控机制，通过实时监测和评估，及时发现并解决潜在的质量隐患，确保施工过程的规范性和标准化。施工人员技术水平的提高，能够有效减少因操作不当引发的质量缺陷，增强施工的精确度和稳定性。严格控制施工材料的质量，杜绝不合格材料进入施工现场，保证工程结构的坚固性和耐久性。加强工程验收和监督管理，通过严格的验收标准和持续的监督检查，确保每个环节符合设计和规范要求，提升工程整体质量。

3.2 完善水利工程结构设计信息化支撑

在当前水利工程项目设计信息化水平不断提升的背景下，结构设计工作开展也应当加强和完善信息化支撑，全面整合相关信息，并确保所获取信息的准确性，为水利工程结构安全提供坚实保障。首先是利用现代信息技术手段，构建覆盖工程建设方、测绘部门、设计部门及招投标部门等全部覆盖的水利工程结构设计信息平台，统一数据格式和传输标准，加强设计资源共享和交流。其次是在具体结构涉及职工，积极强化建筑信息模型（building information model，BIM）技术应用，利用模型所具有的检测和碰撞功能，提前发现设计方案中的问题，有针对性地做好优化，推动设计、施工、管理等各个环节的一体化和协同化。最后是要完善设计优化反馈机制，能够根据各方面反馈情况，及时调整优化设计方案内容，确保设计方案的合理性，为提升水利工程结构安全奠定良好基础。

2.4 加大安全生产资金投入力度

资金的投入应遵循科学合理的原则，按照水利工程的安全风险程度、设施设备状况、作业环境等因素进行合理分配。要确保将资金投入关键环节，如设施设备的维护保养、安全生产巡查和隐患排查治理、安全生产培训和教育等，以提高资金的使用效益。安全生产方面的资金投入是一个长期的过程，需要持续不断地进行，各单位必须建立和完善长效机制，确保安全生产资金投入的连续性和稳定性。同时，要加强对资金使用情况的监督检查，确保资金能够按照规定用途使用，避免被挪用或滥用。此外，要加强安全生产设施设备的维护保养。设施设备是保障水利工程安全运行的基础，相关单位必须加大安全生产资金投入力度，用于购置和更新安全生产设施设备，确保设施设备的正常运行。同时加强设施设备的维护保养，定期进行检测和维修，提高设施设备的使用寿命和安全性。对于相关定期和不定期的安全生产巡查和隐患排查治理工作也要予以重视，通过巡查和排查，及时发现水利工程运行中的安全隐患，并采取有效措施进行整改，加强与地方政府、行业管理部门的沟通协调，建立健全安全生产联动机制，共同推进安全生产工作的落实。

结束语

水利工程是事关国计民生的基础设施，也是直接影响广大人民群众生产生活质量的重要工程，加强水利工程结构设计工作、提升水利工程结构安全性，是未来一段时间内设计人员工作的根本目标。保障水利工程结构的安全性，使之在长期的运行中保持稳定，成为为广大人民群众生产生活提供支持的基础设施之一。

参考文献

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