浅谈水利工程施工技术

张 辉，张 驰，徐 亮 ，郭 梦 法

（1.吉林省水文水资源局，长春，130022；2.沧州水利勘测设计院，沧州 061000）

1 引言

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。这四个阶段既相互分工，又有着紧密的联系，相辅相成、缺一不可。在全部的四个阶段中，工程的施工阶段发挥着将图纸上的规划设计变为工程实体的作用，也就是说，水利工程的实践性要大于综合性。因此，施工人员除了要深入领会施工图纸的设计意图之外，还要注意根据施工现场的实际条件以及相关政策的要求快速、准确地进行施工，这就要求施工人员对与水利工程有关的施工和组织方法深入了解，以便在遇到问题时能够以最简单的方式进行解决。

2 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，只有对其进行深入详细地了解，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。

（5）工程的准备时间长

除了少数平原地区外，我国大多数的水利工程都集中在高山、峡谷等交通不便的地区，因此在施工前除了要铺设连接施工现场与外界的通道，还要修筑相应的办公和生活建筑以及其它的附属设施，工程的准备时间极长。

3 水利工程的主要施工方法

3.1 土方工程

土方工程是水利工程的基础部分，根据施工方法的不同大致可分为干填碾压式、定向爆破式、水力冲填式和水中填土式。就目前的实际情况来看，干填碾压式堤坝是目前国内水利工程中应用最为广泛的一种施工方式。

一般来说，对于土方工程的质量要求是具有足够的密实度、强度，要符合国家相关标准和规范的要求，并且堤坝的沉降量要小、稳定性和防渗性要好。除了要选好所使用的材料外，土方工程的工序大致为铺土、平整、洒水、压实、细节处理、检验。由于堤坝施工所使用的机械设备多、工序复杂、工种多、作业面狭窄，因此为了确保工程质量，加强对各道工序的控制，大多会采用“按需申报、定点卸料、随卸随用、责任到人、插杆检查”的质量保障方式。

3.2 水坠坝工程

水坠坝是一种通过水力冲刷的方式修筑的土坝，相比于采用碾压方式修筑的土坝，水坠坝的施工更加省时省力，并且造价较低，适用于水土流失较为严重地区，是综合治理措施的重要形式之一。

由于水坠坝是依靠水力冲刷修筑的，因此工程准备阶段的主要内容就是确保冲刷所使用水的充足。一般来说，水坠坝坝体充填的总土方量大致与所需水量相等，而为工程所储备的土料则应为坝体土方量的1-1.5倍。坝体的冲填方式主要包括畦冲填、多畦间歇冲填、一岸冲填、两岸交替冲填四种方式，但无论采用哪一种方式都要注意坚持早、稠、坚、排、匀的冲填要点。在冲填结束后，就要开始进行排水。对于水坠坝的排水措施主要分为表层排水和深层排水两类，其中，表层排水主要包括水泵排水、虹吸排水、埋管自流排水三种形式，而深层排水则包括和砂井砂沟、排水褥垫和排水棱体三种形式。

3.3 混凝土坝工程

混凝土坝，顾名思义就是用混凝土浇筑、碾压或用预制混凝土构件装配而成的堤坝，主要适用于那些库容量大的水利工程。工程主要包括地基开挖处理和混凝土大坝修筑两个部分，工程所采用的工序大多为工程准备、控制水流、挖掘与处理地基、修筑混凝土大坝、安装配套的金属结构。其中，混凝土大坝的修筑可以细分为砂石料的生产、混凝土的搅拌、混凝土的运输和混凝土的浇筑四个部分。

需要注意的是，在混凝土大坝修筑结束后，坝体和基础部分往往会出现一些裂缝，出现这种现象的主要原因有基础部分施工质量低下而引发的不均匀沉降、坝体结构设计不合理、分块和分缝不合理、混凝土拌合不均匀、周围环境温度和湿度的剧烈变化等。但究其根本原因，还是由于混凝土的变形和对这种变形的过多约束造成的。

根据产生部位和深度的不同，混凝土大坝的裂缝主要分为表面裂缝、贯穿裂缝和深层内部裂缝三种类型，其产生机理分别是混凝土干缩过快、混凝土塑性、水泥水化热。为了避免裂缝的产生，可以通过在浇筑前加速混凝土散热、降低混凝土的存储温度、降低水化热温度升高等方式，以便改善和调整混凝土大坝的温度压力，避免裂缝的扩大化。

3.4 灌浆工程

在进行钻孔灌浆时，应遵循先固结、后帷幕的次序，同时坚持分序加密的原则，以便提高灌浆结实的密实度。灌浆的方法主要有纯压式和循环式，其中，纯压式灌浆适用于那些施工现场周围的地质情况以岩石为主且岩石间隙较小的水利工程，其方法是通过施工机械将浆液一次性压入钻孔，再通过持续增压促使浆液扩散到岩石的缝隙中。

循环式灌浆主要适用于那些施工现场周围的地质情况以岩石为主且岩石间隙较大的水利工程，其方法是在将浆液压入钻孔中之后，依靠其自身的重力作用渗入到岩石的缝隙当中，没有渗入的浆液会通过回浆管被抽回拌浆筒中以便用于下一次的压浆。需要注意的是，在对浆体的稠度进行控制时，应坚持先稀后稠，逐渐变换的原则。

4 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。

4.1 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。

4.2 混凝土工程

冬季对混凝土工程所产生的最大影响恐怕就是混凝土温度的降低和水分的凝结了，如果不能采取有效措施进行应对，就会影响混凝土的浇筑质量，进而危及到工程整体的安全性和稳定性。

4.2.1 混凝土的搅拌

（1）用于拌制混凝土的骨料一定要保持清洁，既不能含有冰块和雪团，也不能包含容易发生冻裂的物质。如果气候条件允许，应在零度以上进行砂石的筛洗。需要注意的是，当混凝土中需要掺入含有钾、钠离子的外加剂时，要避免使用活性骨料。

（2）当需要在混凝土中掺入外加剂时，如果为粉式，可以根据相关的比例要求直接与水泥混合；如果为液体式，则应根据相关的比例要求配置成溶液使用。待使用的外加剂要置于有明显标记的容器中由专人保管，并保证施工溶液一次配成。

（3）当环境温度在0℃左右时，可以在混凝土中加入符合相关标准要求的早强剂，并注意做好使用前的模拟实验，以便对其性能进行检测。对于那些对拆模期有明确要求的混凝土，还要注意提高其设计等级。

（4）切忌不可在高铝水泥中添加任何种类的防冻剂。

（5）要对混凝土的水灰比进行严格的控制，由外加剂和骨料带入混凝土中的水分可以从拌合用水中扣除。

（6）如果混凝土中掺有外加剂，那么搅拌时间就应为常温情况下的1.5倍。

（7）要对混凝土的出机和入模温度进行严格控制，其中出机温度不应低于10℃，入模温度不得低于5℃。

4.2.2 混凝土的运输

冬季水利工程混凝土的运输主要应注意两方面内容，首先是要选择最佳的搅拌机设置位置和混凝土运送路线，通过缩短运输距离的方式来缩短运输时间。其次就是要合理选择运输容器的大小、形式和所使用的保温材料，以便确保装运混凝土容器的保温性。

4.2.3 混凝土的浇筑

（1）在进行混凝土的浇筑前，要对钢筋和模板表面的杂物、油污等进行清理，尤其是对新老混凝土结合部的冰雪更要及时的清除。如果环境温度低于-10℃，还应通过暖棚加温等方法将钢筋加热到正常温度。

（2）在对混凝土进行灌注时，要确保其温度高于5℃。如果混凝土结构为细薄截面，那么其灌注温度应高于10℃。混凝土的灌注要保证一定的连续性，单层灌注厚度不得大于20cm，并尽量采用机械振捣的方式。

（3）要尽量避免漏振和过振，以免出现分层离析泌水的现象。另外，施工现场还要注意保留一些振捣、浇筑、养护条件相同的混凝土试块作为拆模依据。

5 结语

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，有关管理部门和工程的技术人员除了要积极改进施工方法外，还要树立牢固的责任意识，认真做好施工过程的监督和检查工作，将各种不利因素消灭在萌芽状态，使水利工程能够更好的发挥其应有的作用，为社会主义现代化建设事业做出更大的贡献。

[1]张玉福、刘祥柱.水利工程施工[M].北京：水利水电出版社，2010.

[2]方纪明.水利工程材料与施工现场技术问答详解[M].北京：化学工业出版社，2010.

[3]颜宏亮、于雪峰.水利工程施工[M].郑州：黄河水利出版社，2009.

[4]阮恩典.关于水利工程施工技术管理的探讨，建筑科技与管理[J].2010，（8）：128-129.

[5]李雅燕.水利工程施工技术探讨，科协论坛：下半月[J].2010，（9）：14-15.