水利水电工程基础处理施工技术研究

林俊

摘要：水利水电工程的用料多，涉及范围较广，施工质量容易受到地质、水文、天气等各类因素的影响，为保证工程设施基础的稳定性，提升施工质量，必须做好基础处理施工工作，针对不同的地质条件、不同的施工环境和不同的技术质量要求，采取合理、合规的正确处理措施，保证水利工程基础处理达到预期的效果。本文主要分析了现代水利水电工程基础处理施工的基本内容，并指出了合理运用基础处理施工技术的现实意义，总结了基础处理施工技术的正确应用策略。

关键词：施工技术;施工质量;基础处理;建设规则

多数水利水电工程的建造位置较为特殊，外部地理环境恶劣，施工周期较长，容易因土层塌陷、岩层渗漏而遭遇地基垮塌等问题，为保证施工质量，必须基于实际情况制定具备可行性的隐蔽工程施工计划，基于国际先进施工指标，合理利用施工技术设备，就各类问题制定合理的解决措施，做好防渗漏、防沉降工作。

一、水利水电工程中基础处理施工的主要内容

步入新时代以来，水利事业获得快速发展，各地开始兴建大型水利水电工程，合理利用自然资源，满足周边农业生产基地的用水、用电需求与城市供水、用电需求，现代水利水电工程可为国民提供优质公共服务，是现代基础设施建设活动的重要组成部分。水利水电设施的可用性、安全性影响了周边居民区的安全，为避免意外事故的发生，满足施工质量要求，必须合理运用基础处理施工技术，克服恶劣地质环境对工程设施产生的负面影响，正确运用有着不同性质的物理材料。部分兴建于偏远地区的水利水电工程整体规模较大，影响范围较广，建设单位必须在施工过程中投入大量资金与人力资源，施工周期较长，建造区域的地形、地貌较为复杂，周边水体流速较快，对施工工艺与环境适应能力提出了较高要求，一旦出現设施基础不稳、土层塌陷等问题，则会影响水利水电工程的正常使用，导致水利水电设施停止运作，缩短工程的使用寿命。承建单位应当提升对基础处理工作的重视程度，在施工现场使用专业技术器材打好地基，在土层或岩层内部注入防水性能较好的填充物，填补地基中存在的间隙与孔洞，消除潜在的安全风险，提升水利水电工程的安全性，预防可能发生的地面沉降、地基下陷等问题[1]。在施工前，承建单位必须组织专业队伍，在施工现场附近的山地、丘陵地带进行系统性的勘察，记录水文、地质数据，修改现有的施工计划，选择使用成本较低、引进难度小的先进施工技术。

二、水利水电工程中运用基础施工技术的现实意义

通过合理运用基础施工技术，可提升水利水电工程的建造质量，克服自然环境条件的影响，达到计划中的工程建造目标，降低施工的工程量，提升技术应用效率，避免发生复工、返工等不良现象。承建单位可做好现场勘查工作，制定较为合理的建造计划，缩小施工范围，例如工程设计人员可根据环境勘测数据，调整地基成桩深度，使用抗水性能更佳的隔水材料，消除透水性较好的土质环境给施工带来的负面影响，为工程基础设施选择较为合理的施工环境。施工人员可合理安排工期，把握施工工艺的应用路径，预测未来某一阶段天气环境对施工活动造成的影响，提前做好准备，及时采用预防措施，发现如地基下沉、土层软化、地表渗水等问题，合理运用开挖置换技术、碾压混凝土技术、导流技术等先进施工技术，在缩短施工时间的同时，做好隐蔽工程建设与验收工作，在水利水电设施的内部主动添加预应力，通过调整锚固深度改变地基的受力状态，解决施工中常见的地基渗透、混凝土桩不稳定等问题[2]。随着现代工程技术的不断发展，水利水电工程的规模逐步增加，各类施工质量问题与安全事故层出不穷，为提升施工质量，合理利用有限的工程资源，必须做好基础处理工作，降低施工难度，延长水利水电工程的使用寿命，降低后期基础设施与内部固件的维修频率。

三、影响水利水电工程基础施工的客观因素分析

（一）基础稳定性不足

为保证水利水电工程主体结构的完整性与稳固性，应当做好基础施工工作，搭建高强度的混凝土框架与隔水地基。水利水电工程的地基是否稳固取决于外部环境因素，部分水利水电工程的基地稳固性较差，整体框架的抗滑性不足，容易在雨水冲刷和应力影响下发生形变，地基因此产生裂缝，工程基础逐步下陷，导致建造质量下降[3]。由于选址地点的土层较软，负荷能力达不到工程要求，无法承载上部建筑物所施加的压力，土层结构强度分布不均，其中存在着相对较为薄弱的透水岩层，在工程基础设施施加的压力下产生了沉降，导致地基下陷，水利水电工程的整体框架受到破坏，地基之上的建筑物因基础不稳、土层下陷而发生破坏变形。

（二）地基渗漏

新世纪以来，在软土地基上修建水利水电工程的情况不断增加，由于设计经验缺乏、技术不成熟，设计人员未能就具体情况进行深入分析，使得水利水电工程建造计划不符合客观环境条件，在降水量较大的雨季，水利水电设施的外部结构因积水过多、表层开裂而发生渗漏，导致水利水电工程的结构稳定性受到影响，内部钢筋混凝土框架发生变形。软土地基的稳定性较差，容易受到地表径流的影响而在底部土层中产生大量孔洞，地基因此发生沉降和位移，进而导致渗漏范围的逐步扩大，混凝土材料被流入裂缝中的雨水所腐蚀，产生水解效应，混凝土逐步碳化，水利水电设施的结构强度有所下降。部分位于石壁、陡坡附近的工程设施内部框架之间的衔接部位缝隙尺寸较大，假设未采用合理方法解决此类问题，则会导致工程基础很容易发生渗漏问题，最终造成工程基础受损影响工程的使用功能和安全。

四、基础处理施工技术的基本类型与应用方式

（一）开挖置换技术

水利水电工程基础处理施工中可以合理运用开挖置换技术，控制施工活动的资源消耗量，简化施工操作方式与处理流程，缩短施工时间，当水利水电工程的施工量不大、软土层埋深较浅时，施工人员可使用大型机械设备将其挖除，并回填具备较强防渗性能的混凝土材料，当施工活动的总工程量较大、软弱夹层埋藏较深时，应当基于土层应力要求，使用挖掘机或钻井机挖至一定深度，在适当位置回填混凝土，对其进行固结灌浆处理，施工人员还可在垫层中添加碎石、卵石、灰土等材料，并使用机械方法对置换层进行振捣处理，使之达到计划中的密实度，形成较为稳固的人工地基。开挖置换技术具备独特的应用价值，可进一步改善整体工作环境，达到限制被加固岩土体有害变形的发展，保护围岩、边坡、建筑结构体等的稳定的基本目标。施工人员必须把握开挖置换技术的应用要点，在施工现场合理选择，分析开挖置换技术对后续水利水电工程建设起到的影响，在运用开挖置换技术进行施工之前，必须对施工现场进行勘察，了解建造方案中的相关内容，确定开挖的顺序和坡度，分层处理，先挖开处于上层的硬土层，边挖边置换整个基础范围内的底层软土层。

（二）桩基础技术

为提升工程整体的强度，保证水利水电工程的稳定性，水利水电工程基础处理施工中可选择使用桩基础技术，按照行业规范与技术应用标准进行施工。桩基础可将建筑物的荷载传递到深部地基，起增大承载力，减小或调整沉降等作用。桩的直径、长度和设置方法以及桩的工作方式，可以根据不同地层情况与设计要求进行变化。当地基采用浅基础不能满足建筑物对地基强度、变形和稳定性的要求时，往往就需要采用桩基础技术进行处理。桩基础的作用是将承台以上的结构物传来的外力，通过承台，由桩传到较深的地基持力层中去。为满足各类建筑物的要求，适应地基的特点，随着科学技术的发展，在水利水电工程施工实践中，形成各种类型的桩基础，如混凝土预制打入桩、灌注桩、旋喷桩、深层搅拌桩等等，并具有各自的特点，不同的桩可以应用在不同的施工环境中。

以下就以打入桩为例，来谈谈水利水电工程桩基础施工的应用控制要点。打桩时必须保证桩体和水平线的垂直度满足设计及规范要求，以确保桩体投放的准确度，保证混凝土桩在施打过程中不受损伤。在施工过程中针对水分含量较多的饱和土体，必须通过控制打桩顺序、适当加快打桩速度来减小负面影响。打桩顺序是否合理能够影响打桩的实际速度、桩体稳定性、周边环境。当桩体之间的中心距小于6倍桩径时，必须调整打桩顺序，打桩的具体顺序可在一定程度上影响挤土方向，一般而言，打桩方向和挤土方向保持完全一致，施工人员可根据混凝土桩体的密集程度，灵活選用多个打桩顺序，如由固定一侧向某个方向开展或自中间向两侧方向对称开展，还有自中间向四面开展等。在实际工程中，桩基础的施工应根据建筑场地的土层情况、桩的布置、桩长，及便于施工等因素来综合考虑，来决定其施工的先后顺序，使地基土体尽量均匀挤密。并针对桩体断裂、移位等问题进行全面优化。

（三）软土处理技术

为做好基础处理工作，可在水利水电工程建造过程中，基于地基下方土层的基本性质，使用施工技术对其进行加固处理，运用常见的大型机械工具，对地基下方的软弱土、不良土进行夯实、碾压处理，强化土层中土壤的密度与结构强度，并在土层的空洞中回填各类隔水材料，如石英砂、碎石、粉煤灰等，尽可能地控制土层的沉降量。一般而言，施工人员可使用振捣机进行施工作业，快速完成回填土方工程，其土层处理深度约为4到6米之间。可采用强夯法处理土层，利用机械夯土设备进行作业，强化地基的承载力与结构强度，消除软土地基所具备的渗水性，提高地基土的强度、降低土的压缩性、改善砂土的抗液化条件、消除湿陷性黄土的透水性、黏性等基本特质。同时，夯击能还可提高地基下方土层的均匀性，减少将来可能出现的差异沉降。在施工场地要根据现场情况进行洒水，控制施工过程中尘土的飞溅范围。在强夯施工过程中要定期对附近易受震变形的建筑物及较近边坡、陡坎的稳定性进行分阶段的核查。

（四）灌浆技术

灌浆技术是据规定的比例调配浆液，并将其在一定压力下注入水利工程基岩的裂缝、孔洞中，从而提高水利水电工程基础的牢固性和水密性，改善其结构强度的现代化工程技术。施工人员应当合理利用高压灌浆、旋转喷射灌浆、降压灌浆等经过实践验证有效的灌浆技术，根据施工要求调整压力强度与浆液喷射速度，让浆液冲破地基表层的土层进入岩层底部，填补内部结构中的空洞。必须调整浆液中水泥材料和土质材料的比率，强化浆液凝固后的固化效果，全面提升灌浆质量水平，把握水利水电工程内部的结构缺陷，对水利水电工程设施进行防渗处理，制定并执行较为完善的灌浆施工方案，提升施工质量，在地基岩层周边钻孔并开展打浆工作，加固地层，改善水利水电工程的地基条件。

施工人员必须合理选择具体的灌浆点，基于地理环境的差异，灵活调整浆体喷射方式，可选择使用定向喷射、旋转喷射等灌浆方式，把握影响灌浆质量的各类环境因素，如压力值、管道浆液流量与流速等，保证灌浆操作的正常实施，修复水利工程的内部结构。可适当地提升泥浆的比率，发挥灌浆技术的固有优势，即成本较低、技术应用难度小等优点，提升灌浆的工艺效率，针对灌浆量较大的断层、破碎带、强透水层灌浆段，施工人员应当采取定量灌浆、间歇复灌等方法，并在浆液中添加速凝剂，有效控制注入孔洞中的浆液的流散范围。浆液的浓度应基于从低浓度到高浓度逐步转变的原则，基于实际情况逐级调整，每级浓度浆液的总灌入量应保持在200升以上，浆液的灌注时间应长于2小时。 由于在灌浆过程中一定会产生残馀污泥，施工人员应在灌浆工作初步结束后，清理现场遗留的污泥，以避免因残留污泥、浆液未能及时清理，造成环境污染问题。

结术语

水利水电工程是新时代基础性的国土建设工程之一，能够起到促进国民经济发展、改善区域生态环境的作用，为提升工程质量，延长其使用寿命，必须采取合理措施，提升水利水电工程施工质量，做好基础处理施工工作，强化地基的稳定性，消除可能存在的地基渗漏问题，积极尊重基础设施建设规则，保证我国现代水利水电工程建设事业的发展。承建单位必须提前做好技术准备工作，消除可能影响正常施工的负面因素，发挥开挖置换技术、桩基础技术等施工技术的固有优势。

参考文献：

[1]张世欣.水利水电基础工程施工中不良地基的处理技术[J].中华建设，2021（02）：128-129.

[2]苏李刚.高喷灌浆技术在水利工程基础防渗处理中的应用[J].工程建设与设计，2020（11）：94-95+98.

[3]伍求凌.水利水电建筑工程中的基础灌浆施工技术[J].中国高新科技，2019（22）：18-20.