浅谈水利工程施工技术

来源:用户上传      作者:

　　摘要：水利工程的施工不仅影响着工程质量和使用效能，还关系到下游地区人民群众的生命财产安全，因此备受人们关注。本文阐述了水利工程的施工特点，并对部分水利工程施工方法进行了探讨。
　　关键词：水利工程施工施工特点施工技术
　　水利工程的施工大致分为勘探测量、项目规划、施工设计、建设施工四个阶段。随着我国社会经济的飞速发展，我国水利工程建设不断增多，水利工程施工的技术也不断得以发展，创新了许多新技术、新工艺、新装备，使我国水利工程施工速度和技术含量提高到一个新的水平。
　　一、水利工程的施工特点
　　水利工程与其它工程项目一样，都有着自身的特点，只有对其进行深入了解，才能选择最为合理的施工方式，更好地组织施工。
　　1、需要对工程所在地的水流进行控制
　　水利工程大多在河流、湖泊等处进行施工，为了避免流水对施工的影响，必须要采取各种措施对水流进行控制，以保护建筑实体在正式投入使用前不会受到水流的冲刷。
　　2、要应对气候的变化
　　由于水利工程大多属于露天施工，因此强风、暴雨、酷暑等均会对工程质量造成影响，所以必须要采取相应措施来应对气候的变化。
　　3、对于工程质量要求极高
　　水利工程的投资大、工期长，并且由于工程质量直接关系到下游地区人民群众的生命财产安全，因此国家对于各类水利工程的质量都有着非常严格的要求。
　　4、涉及面广
　　水利工程的建设不仅需要涉及到非常多的部门和单位，还要兼顾生产生活用水、交通运输、发电和防洪等不同使用功能的要求，因此施工具有极高的复杂性。
　　二、水利工程的主要施工技术
　　1、土石坝施工
　　（1）土质心墙堆石坝。通过大量研究，劣质土料也能用于实际工程，如红黏土、湿陷性黄土，膨胀土，各种含砾土、黏质的砾石土，风化料、残积冰积，洪积的碎石土等，只要有正确的土料设计、合适的机械施工设备、科学的压实参数，均可“作为防渗土料。在深厚砂砾石层的基础筑坝，建造防渗墙技术非常重要。造墙技术采用冲击及反循环钻机钻主孔，抓斗挖掘副孔成墙；200t液压拔管机起拔接头套管，用孔内聚能爆破大孤石钻进等，完善了施工工艺，保证了成墙的施工质量。
　　（2）混凝土面板堆石坝。目前，面板堆石坝主要技术是：① 利用堆石体临时挡水或过水度汛，从而简化导流和度汛。② 采用混凝土防渗墙处理砂砾石基础，将混凝土面板的趾板连接防渗墙，组成完整的防渗体系。③ 施工期垫层上游坡面保护，人工低标号碾压浆技术使用较普遍。施工简单，不需要专门设备，质量稳定、速度快、造价低。④ 采用重型振动碾薄层碾压，可以建成高密实和较小变形的堆石体。
　　2、混凝土坝施工
　　混凝土坝，就是用混凝土浇筑、碾压或用预制混凝土构件装配而成的堤坝，主要适用于库容量大的水利工程。其中，碾压混凝土坝实用性较强，是目前普遍使用的水利工程施工之一，其施工技术如下：
　　（1）搅拌设备选用强制式搅拌设备，碾压混凝土搅拌均匀，投料顺序及拌和时间应由现场试验确定。
　　（2）对碾压混凝土施加碾压振动，只有碾压混凝土液化后，才能达到或接近密实容重，临界液化时间与振动加速度和表面压强有关。碾压必须做碾压试验，优化选定碾压机械、铺料厚度、碾压遍数、振动频率和振幅、行走速度等参数。已建工程试验结果表明：要使碾压混凝土达到设计容重和强度，碾压的最优表面压强约是O．005 MPa，临界液化时间控制在8～16 s为宜，碾压机械行走速度为1.0～1.5m／s。碾压混凝土只有压实到密实容重，才具有结构设计要求的力学性能和抗渗性，因此，规范规定碾压混凝土的压实度必须达到98％。碾压后的混凝土用核子密度仪检测，要求其密实度达到设计要求。
　　（3）连续上升的碾压混凝土层间结合允许间隔时间，按不超过混凝士初凝时间控制，如在混凝土初凝前结合，层面可不作任何处理；如在初凝后终凝前结合，层面作铺砂浆处理；如在混凝士终凝后或长时间间隙的层面，则必须用高压水冲毛或凿毛，恢复铺筑时，在其上铺一层砂浆后，再铺筑碾压混凝土。碾压混凝土施工的层间间隔时间最好控制在2h以内。
　　（4）碾压混凝土坝的上下游面、左右岸边坡与基岩接触部位、结构孔洞周边等不能碾压的部位，常采用变态混凝土，变态混凝土采用加浆振捣法进行施工，加浆最好在拌和站进行，也可先铺洒一层水泥净浆，摊铺碾压混凝土，再铺洒一层水泥净浆后用常态混凝土振捣作业方式施工，水泥净浆掺量在60L／m3左右。
　　3、橡胶坝施工
　　橡胶坝一种新型水工挡水建筑物。主要由土建工程、橡胶坝袋和充排水设施三大部分组成。具有结构简单、施工方便、造价低、工期短、抗震性能好，适应各种自然环境，管理方便，运行费用低等特点。其施工技术如下：
　　（1）导流围堰施工。橡胶坝袋应固定在钢筋混凝土基础上，钢筋混凝土基础又修建在河床以下，为阻挡施工段河水，必须用导流围堰把施工段围起来。分期导流时，二期围堰修筑前，应完成一期围堰范围内底板、铺盖、消力池、翼墙、中墩、上游防渗、下游海漫、坝袋安装等一切施工内容。再拆除一期围堰，修筑二期围堰，让河水在已完部位导流，可有效避免一、二期围堰范围内因施工内容没有完成而发生的三期，甚至四期导流现象。
　　（2）橡胶坝基础钢筋混凝土与防冲工程施工。橡胶坝基础底板、岸墙、消力池、铺盖、海漫、护坡的施工，与一般水闸施工基本相同，但对某些部位有其独特要求：
　　① 固定坝袋的钢筋混凝土基础开挖应一次成型，压实后尽快进行钢筋绑扎和砼浇筑，避免暴露过久，受扰动而变得松软。② 底板及坝袋接触的部位，除满足抗冻、抗渗、抗压等基本要求外，表面严禁出现粗糙、凹凸现象，特别是坝袋坍落区要求平整光滑，以减少由于水流脉动、波浪冲击的影响而使坝袋产生磨损。③ 分块浇筑次序宜采用“跳仓”方式，这样可以交叉、平行作业，减少人员、设备窝工，节省时间，提高工作效率，加快施工速度。
　　（3）锚固螺栓安设与砼施工。采用螺栓压板锚固坝袋时，应将单个螺栓与底压板用螺帽组成一个结合体，每个结合体的单个螺栓数量依据底压板的孔数决定，该结合体与垫层插筋，底板钢筋必须牢固地焊接在一起，保证定位后的螺栓不发生位移。螺栓焊接顺序以钢筋混凝土伸缩缝为中心，向两侧焊接，不允许压板横跨伸缩缝，目的是防止因坝基分缝间不均匀沉降或伸缩变形造成坝袋漏水。螺栓焊接完成后，取掉底压板，进行编号，最终安装时“对号入座”。锚固槽模板支立按螺栓间距钻孔，螺帽固定时要避免模板上浮。钢筋混凝土浇筑前，在螺栓丝扣上要缠紧塑料布，以保证钢筋混凝土浇筑后螺栓上部清洁。
　　（4）坝袋安装施工。坝袋安装时，坝袋与底板、锚固槽及翼墙等接触部位应平整光滑，钢筋混凝土与坝袋及底垫片接触的棱角、毛刺用手砂轮磨光、打平，以防刺伤、磨损坝袋。施工步骤有：① 底垫片安装。底垫片就位后，进行现场粘接时，进入现场的人员应穿软底鞋进行作业和检查，注意保护底垫片不受损伤。水帽和各管口等易发生渗漏部位要做好防渗处理。② 坝袋安装。采用人工和机械结合式摊展，摊展前要认真区分坝袋上下游方向，必须准确的平铺在底垫片上，先对齐下游端相应的锚固线和中心线，使其与上游锚固线和中心线对齐吻合。以减少展开时向上下游、左右岸方向的摊展调正次数。坝袋展开前在底垫片上洒一些滑石粉，可减少坝袋摊铺时的摩擦力。③ 坝袋锚固。使锚固槽砼底板、上下压板、底垫片、坝袋间连接紧密可靠，防止漏水漏气。锚固槽内的二期砼在未做充排水试验之前，最好先不浇筑，以防止坝袋安装后出现其它问题时，发生拆除工程量。根据施工经验，在做充排水试验前，用砂袋把锚固槽内外露螺栓覆盖，防止锚栓对坝袋造成损伤。

　　4、灌浆工程施工
　　灌浆施工技术如下：① 钻孔。一般的水利工程要求钻孔垂直，因此在钻孔时要注意测量孔斜。测量孔斜应分段进行，发现孔斜超过允许偏差时要重新扫孔纠偏。钻机的定位要准确，立轴垂直，开孔孔位的偏差值应控制在10m 以内。要特别注意的是，在砂砾石层进行钻孔时，应注意采用套管跟进法或优质的泥浆固壁。② 冲洗。在钻孔之后，为了保证灌浆质量，要及时将残存在孔底和孔壁的充填物用高压水流冲洗干净，直至水流变清，同时，对于岩层缝隙中的填充物也要冲洗干净。按一次冲洗的孔数分为单孔冲洗和群孔冲洗；按冲洗方法分为压力水连续冲洗、脉动冲洗和压气抽水冲洗。③ 压水。每个灌浆段都要进行简易的压水实验。压水实验是在一定的压力之下, 通过钻孔将水压入到孔壁四周的缝隙中, 根据压水量和压水的时间, 计算出代表岩层渗透特性的技术参数。进行压水实验时，应按照自上而下的顺序，分段卡塞进行实验。④ 灌浆。灌浆方式主要有两种，纯压式灌浆和循环式灌浆。各类灌浆施工技术都要按照规定的顺序进行，大致可以分为一序孔、二序孔、三序孔等, 随着序数增加, 灌浆孔逐渐加密。按照灌浆顺序，有一次灌浆法和分段灌浆法。一次灌浆法即将有压浆液一次性灌入到全孔中，适合浅孔灌浆。自上而下分段灌浆法，是将全孔分为若干段，将浆液灌入其中一段，并且使其与相邻段隔离，适合岩层较破碎深孔灌浆；自下而上分段灌浆法是将灌浆孔一次成孔，然后从最下一段开始分段灌浆，它适合裂隙细小、岩石较完整的灌浆孔。⑤ 封孔。每个孔结束灌浆后, 都要采用压力灌浆封孔法进行封孔。
　　三、水利工程冬季施工的相关技术
　　由于在很多时候水利工程的施工要在冬季进行，所以在这一时段的施工就必须考虑低温所带来的影响，并采取适当措施进行防范，从而确保工程质量。
　　1、桩基工程
　　（1）在进行桩基工程的施工前，要编制出相应的施工技术方案并选择适合冬季施工的技术措施。
　　（2）为了避免在打桩时受到冻土硬壳层的影响，在进行冬季施工时要适当增加桩基础轴线引出的距离，并保证水准点的数量要多于两个。
　　（3）只有当预制桩混凝土的强度达到国家有关标准70%的时候方可进行起吊，当强度100%符合标准的时候方可进行运输和打桩，以免预制桩出现裂缝或发生断裂。
　　（4）在对预制桩进行堆放时要充分考虑到打桩顺序和搬运路线的影响，并且要保证堆放层数小于四层。
　　2、混凝土工程
　　冬季对混凝土工程所产生的最大影响就是混凝土温度的降低和水分的凝结。只有控制好混凝土的搅拌、运输、浇筑及养护几方面质量，才能使水利工程建设在冬季寒冷条件下顺利进行，避免了出现混凝土质量问题，保证工程整体的安全性和稳定性。
　　五、结束语
　　水利工程对施工质量的要求极高、工程持续时间长、容易受到外界环境因素的干扰，工艺和施工方法的选择也会对工程质量带来一定影响。因此，在水利工程项目的建设过程中，要不断提高和改进施工技术，确保施工质量；同时在工程建设过程中要能够发现存在的质量问题，分析产生问题的原因，从而制定对应的措施，进一步保证工程质量。

转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-584450.htm