关于水利水电施工技术的新探究

庄姗姗 王军霞

摘要：近十多年来，堤防工程的防渗技术，机械化施工的新技术含量有突破性进展；土工合成材料在水利工程中的推广应用提高到一个新的水平；系统工程的施工组织设计上了一个新台阶。本文详加陈述。

关键词：水利水电施工技术新进展

中图分类号：TV212文献标识码： A 文章编号：

一、混凝土坝施工

混凝土坝施工以水工混凝土为筑坝材料，施工方法有现浇混凝土和预制混凝土两种。现浇混凝土施工又分为常态(常规)混凝土和碾压混凝土两种。常态混凝土施工一般是以一定配合比的砂、石、水泥、掺合料和外加剂加水拌和成流态混合物。在施工现场浇入按建坝程序和大坝施工要求所组立的浇筑分块模板内。经过养护，混合物凝结成具有相当强度的固体大块(即大坝混凝土浇筑块)。经分坝段逐层逐块浇筑并按设计要求进行坝段间和分块间的接缝灌浆等措施，使各分块联成整体即构成混凝土坝。 混凝土坝施工程序主要包括施工准备、施工导流、地基开挖与处理(见岩基处理、软基处理)、混凝土制备、混凝土浇筑、接缝灌浆等。施工准备则为大坝施工和供应器材设备的工作创造条件。主要有：

1、修建下基坑道路。

2、大型施工机械布置与安装。

3、修建专用混凝土供应线，即由混凝土拌和系统通往大坝的运输线。

4、设置制冷及制热系统，这是对高坝及不良气候地区特殊要求的施工工厂设施。

施工导流由于混凝土坝施工期间坝面过水对工程的损失和风险较小，故采用的导流标准较土石坝低，并且尽可能采用枯水期导流。汛期利用坝体缺口或设置底孔、梳齿等泄水。如果一个枯水期坝体不可能抢出枯水位，可以考虑布置过水围堰，汛期围堰过水，汛后恢复基坑再接着施工。这是混凝土坝施工导流的一大特点。地基开挖与处理坝基要求有一定的抗压强度和限定的压缩变形值，坝体要与基础结合紧密，胶结良好，因此坝基表层及风化软弱岩层应按设计要求挖除。为防止地基渗漏和加强地基承载力，还要将断层、软弱夹层和溶岩等不良地质构造挖除并处理好。为将地基的节理、裂隙胶结起来，使坝基达到坚固、密实与稳定，常用基础灌浆方法处理。在软基上建混凝土坝，要解决地基侵蚀、沉陷、渗漏等问题。混凝土坝体使用的水工混凝土，除了有一般普通混凝土质量要求外，在不同的坝体部位还有低热、抗渗、抗冻。

(1)混凝土骨料人工生产系统进入国际水平。采用人工骨料生产工艺流程，可以调整骨料粒径和级配。生产系统配制了先进的破碎轧制设备。

(2)为满足大坝高强度浇筑混凝土的需要。从拌和、运输和仓面作业等系统配置大容量、高效率的机械设备。使用大型塔机、缆式起重机，胎带机和塔带机，代表了我国混凝土运输的先进水平。

(3)大型工程混凝土温度控制，主要采用风冷骨料技术，效果稳，实用。

(4)减少混凝土裂缝，广泛采用补偿收缩混凝土。应用低热膨胀混凝土筑坝技术，可节省投资，简化温控，缩短工期。有一些高拱坝的坝体混凝土，采用外掺氧化镁进行温度变形补偿。

(5)模板费用一般占混凝土总造价的l5％～30％，且直接影响施工速度及混凝土质量和美观。中型工程广泛采用组合钢模板，而大型工程普遍采用大型钢模板的悬臂钢模板。模板尺寸有2 X 3m、3 X 2.5m、3×3m多种规格。滑动模板在大坝溢流面、隧洞、竖井、混凝土井中广泛应用。牵引动力有的为液压千斤顶提升，有的为液压提升平台上升，有的有轨拉模，有的已发展为无轨拉模。

二、土石坝施工

土石坝又称当地材料坝，所需土石料一般就地开采，同时还可充分利用各种开挖料，且具有对基础要求低、适应基础变形强的特点。根据填筑施工方法，一般可分为碾压式土石坝、抛填式堆石坝、定向爆破堆石坝、随着新型土石方机械的大量投入及填筑施工工艺水平不断提高，同时筑坝材料试验研究的深入，极大地拓宽了土石坝的用料范围和用料模式，为土石坝更广泛地应用提供了有利条件，改变了土石坝长期存在着建设工期长、填筑强度低的不足，目前广泛运用的是薄层铺筑并分层压实的碾压式土石坝。

1.土质心墙堆石坝

(1)防渗土料选取

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、黏质砾石土，风化料，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，均可以作为防渗和坝壳土料。

(2)基础的防渗技术

在深厚砂砾石层的基础筑坝，建造防渗墙技术非常重要，近几年来，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。

(3)大型施工设备

近期我国建成高土石坝，施工设备已达到很高水平。许多工程使用大型的施工设备进行施工，标志着土石方施工设备达到世界级水平。

2.混凝土面板堆石坝

全国已建和在建的混凝土面板堆石坝，坝高大干100m的有25座。混凝土面板堆石坝采用的施工工法及技术已相当成熟，面板一般分一、二期面板，面板采用无轨滑模分块浇筑。

三、碾压混凝土坝

目前建设的碾压混凝土坝，采用低于5sVc值混凝土，有利于改善层面结合且不影响混凝土强度，使碾压混凝土的工作性能得到更好的发挥。而采用高掺粉煤灰(60％～65％)和低水泥用量(50～60kg／m3)。由于水泥用量少，水化热温升减少，最大温升12℃ ～16℃ ，混凝上强度能完全满足设计的要求。

变态混凝土是我国独创，其性态由硬性混凝土变成低坍落度(1～2cm)常态混凝土。通过掺人适量的水泥胶浆，经强力插入式振捣器振捣密实而形成，其层面的结合质量和常态混凝土没有区别，所以在坝的上游面，孔洞结构周边，岩石边坡接合等部位可以采用同一种混凝土，这就使施工作业十分方便，消除了两种混凝土结合不好的现象。

四、堤防工程

对防洪工程建设，垂直防渗墙是防渗处理最有效的措施。为了适应堤防建设的需要，各种薄防渗墙（小于30㎝）造墙设备引进和研制出来，推动了工程的施工进度，提高了工程质量。施工方法大体可分为深搅法、置换法、挤压法和高喷法。护岸工程广泛应用了新技术，主要有铰链式混凝土沉排护岸，模袋混凝土及合金钢筋笼块石。

五、地基处理

伴随着工程复杂地基的建设，地基处理取得新的成绩，如引进CIN灌浆，墙体接头等居于先进行列。防渗帷幕灌浆提出一种新的“灌浆强度值”（GIN）方法。由于裂隙岩体灌浆时控制GIN为一常数，则大裂缝注入量大而压力小，细裂隙注入量小而压力大，自动地适应了岩体地质条件的不规则性，使帷幕体总的注入浆量合理分布，效益与投资比率达到最大，取得了较好的效果。

六、土工合成材料

土工合成材料，具有反滤、排水、隔离、防渗、防护、加筋等多种功能。它具有重量轻、施工简易、运输方便、价格低廉、料源丰富等优点，在水利工程上使用得越来越多。

七、系统工程在施工组织设计中的应用

系统工程在水利工程施工组织管理中进一步拓宽了应用领域，居于全国前列，取得了一系列突破性成果，使其更适应水工程建设的需要，前景更为广阔，主要表现在应用于主体工程施工方面。

对各坝型施工过程中进行模拟，编制相应的施工模拟软件，并先后在多项工程中得到验证，根据工程所处地区的气温和施工条件，用系统分析方法，建立以坝块混凝土的温控费用为目标函数，以设计规范、自然条件、水化热、浇筑能力、坝块尺寸、冷却措施的效应等因素作为约束条件的非线性规划数学模型，可用于单块实体混凝土浇筑块温度控制措施设计。其后，又建立了一种对整个坝体、整个施工期温控措施进行优化的混合型非线型规划数学模型，使所采用的温控措施组合方案的总费用最低。

八、结语

堤防工程的防渗技术，机械化施工的新技术含量有突破性进展；土工合成材料在水利工程中的推广应用提高到一个新的水平；系统工程的施工组织设计上了一个新台阶；我国的水利建设处于快速发展的时期，水利工程施工技术、工艺、材料和装备等方面都取得了瞩目的成就。

参考文献

【1】王平平．浅议水利工程施工管理叨．中国水运，2007，1

【2】王伦聪．略论水利工程施工管理[J]沿海企业与科技，2008，09

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。