乌鲁木齐市水利勘测设计院（有限责任公司） 新疆乌鲁木齐市 831100
摘要：近年来，我国的水利工程建设有了很大进展，水利工程作为一项利民工程，不仅可提升社会大众的生活质量，实现对水资源的科学配置与利用，还是我国社会经济发展的基础，特别是面对日趋严峻的水资源短缺形势，开展好水利工程设计、水利建筑景观开发建设等工作，不仅有助于应对水资源危机，还可满足人们对水资源合理利用及防洪排涝的需求，对于建立起人类与环境和谐共处的关系有着十分重要的现实意义。文章针对水利建筑设计的程序与方法进行探索，为相关工程的建设提供一定的帮助。
关键词：水利工程；水利建筑；设计程序；设计方法
引言
实际施工过程中，水利工程中的混凝土结构由于其特殊的应用环境而易于发生开裂等问题，究其原因，这主要与其流动性较差、脆性较大等有关。此外，在节能环保和固体废弃物逐渐增多的今天，将粉煤灰、陶粒等原材料加入混凝土中进行充分利用是实现建筑行业可持续发展的重要趋势，而掺有粉煤灰等的自密实混凝土的配合比设计及其对材料物性指标的影响方面的报道较少。
1水利工程设计问题
一是建筑美学在水利工程建筑总平面设计中的应用。水利工程建筑总平面设计主要包含水利工程主体建筑物及相关配套设施的总平面布局，其中主体建筑物包括坝、闸、泵站等，配套设施包括管理用房、生活用房、活动场地等。比如，在泵站总平面设计中，泵站枢纽涉及泵房、办公楼、配电房、锅炉房、宿舍等建筑，传统的总体平面设计通常只设计水工工程位置图，并不会开展配套建筑及环境总体规划设计工作，该种设计模式缺乏对建筑总体、环境的规划布局，总图中常会有一大部分空白区域没有设计内容，这使得建设方对空白区域的建设具有盲目性。二是建筑美学在水利工程建筑平面设计中的应用。与水利工程建筑总平面设计相近，通常水利工程建筑的设计流程为第一步由水工等专业人员提出专业设备布置要求，接着由水利工程、建筑设计人员共同制定水利工程建筑平面布置形式，其中，建筑设计人员应协调好总图布置中建筑与交通的关系，以及确保建筑的各项功能可满足规范要求及使用需求。三是建筑美学在水利工程建筑造型设计中的应用。建筑造型设计一般讲求与其所处对应环境协调统一，而并非在设计过程中通过设计人员进行主观臆想。与此同时，在某一整体环境下的多个建筑之间，因为体量的不尽相同，所以设计过程不仅要考虑它们的差异性，还要确保这种差异性不超出整体的统一。比如，泵房通常为简单的矩形，因为其有着相对大的体量及偏高的高度，所以在造型设计过程中应注重展现其豪放的气质。
2水利建筑设计的程序与方法
2.1总平面布局设计
对泵站的总平面实施设计时，传统设计对配套的建筑以及环境总体的规划设计较为忽视，只有工程的位置图而没有具体设计的内容，对环境规划也基本不存在，因此在后期建设中的空白区存在随意建造的情况。在现阶段总平面布局设计中，为了实现水利建筑设计的效果，需要对传统设计实施调整，与工程环境、周边风景区的具体特点实施结合，出于生态平衡观念实施绿化设计的增加，合理分布工程功能，丰富水利建筑的整体造型。只有因地制宜并按照具体的环境实施总平面布局设计，才能够实现现代化水利建筑的建设效果。
2.2水闸工程的作用
水闸工程连接水利建筑工程上游段、闸室以及下游段。
在水闸施工阶段上段主要用于水流导引，将水流引入闸室从而避免水流分叉间，间接地保护了河床以及两岸地基，防止水域冲刷岸边致使地方出现水土流失的问题，还可以在闸室作用下，对岸边以及河床起到良好的防护，拥有极好的防渗效果，闸室处于水闸中段，可以对流量以及水位起到良好的控制作用能够防渗。在水闸中段通过流量的控制，配合闸墩、闸门、底板、工作桥等结构进一步提升防渗效果。下游连接段可以消除过闸水流残余的流水，出闸的水流经过引导使其均匀地流散，从而可以防止水流流速过快，冲击河床以及两岸土基，防止闸基在超强的水流冲击下被掏空。
2.3混凝土的配合比设计
以天然河砂、900级页岩陶粒、水泥（PC32.5、PO42.5）、850级粉煤灰、水、减水剂（WK-2型聚羧酸减水剂）等为原料制备了不同强度等级的自密实混凝土；根据JGJ/T283-2012《自密实混凝土应用技术规程》和GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》计算了不同组分的用量。根据GB/T17431.2-2010《轻集料及其试验方法》计算表观密度；根据GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》测试立方体的压缩强度，以三组平行试样的平均值作为测试结果，测试仪器为MTS-810型电液压力学试验机，拉伸速率为0.5MPa/s。从表观密度测试结果来看，随着水灰比从0.32增加至0.40，三种自密实混凝土的表观密度都表现为逐渐减小特征；从坍落扩展度测试结果来看，随着水灰比从0.32增加至0.40，三种自密实混凝土的坍落扩展度都表现为逐渐增加特征，且强度等级越低则相同水灰比下的自密实混凝土的坍落扩展度越高。对于SCLC30试件，7d压缩强度先增加后减小，而28d压缩强度呈现先减小后增大特征；对于SCLC40试件，7d压缩强度先增加后减小，而28d压缩强度呈现先减小后增大特征；对于SCLC50试件，7d压缩强度先增加后减小，而28d压缩强度呈现先减小后增大特征。在水灰比为0.36时，不同强度等级的自密实混凝土的7d和28d压缩强度都较高。从表观密度测试结果来看，随着陶粒体积率从0.36增加至0.44，三种自密实混凝土的表观密度都表现为逐渐减小特征；从坍落扩展度测试结果来看，随着水灰比从0.36增加至0.44，三种自密实混凝土的坍落扩展度都表现为逐渐增加特征，且强度等级越低则相同陶粒体积率下的自密实混凝土的坍落扩展度越高。对于SCLC30试件，7d压缩强度和28d压缩强度都表现为逐渐减小特征；对于SCLC40试件，7d压缩强度和28d压缩强度随着粗骨料体积掺量的变化趋势与SCLC30试件相似；对于SCLC50试件，7d压缩强度和28d压缩强度也整体呈现逐渐减小特征。综合而言，在陶粒体积率为0.40时，不同强度等级的自密实混凝土的7d和28d压缩强度都较高。随着粉煤灰掺量从15%增加至35%，三种自密实混凝土的表观密度都表现为逐渐减小特征；从坍落扩展度测试结果来看，随着粉煤灰掺量从15%增加至35%，三种自密实混凝土的坍落扩展度都表现为逐渐增加特征，且强度等级越低则相同粉煤灰掺量下的自密实混凝土的坍落扩展度越高。
结语
综上所述，水利建筑设计是现代化水利工程建设中追求的目标，为了充分实现水利建筑设计，需要依据水利工程实际情况和需求，严格按照工程设计的原则制定建筑设计方案，并通过系统性和科学性的设计程序和方法确保设计方案的科学性，是现代化水利工程建设中需要重点关注的内容。
参考文献：
[1]曹芸，罗玉峰.和谐美在水工建筑设计中的应用[J].水利水电科技进展，2005，25（5）：68-70.
[2]丁瑞.水利水电工程建筑设计实践与创新[J].建筑工程技术与设计，2017（11）：4228.
[3]巩加波，杨凤云.对水利工程建筑设计问题的研究[J].中华民居，2011（3）：124.
[4]梁伟斌.浅谈建筑造型设计[J].山西建筑，2004（15）：22-23.
[5]王义锐，孟祥达.水利建筑结构设计及结构安全分析[J].舍，2020（24）：128-129.