水工建筑开挖与支护施工的技术措施研究

王玉灵

惠州市水电建筑工程有限公司 广东 惠州 516000

水工建筑不同于其他建筑，水工建筑的要求需要根据实际环境和地势地形等条件的基础上进行对环境上的施工；新时代以来，我国在建筑技术上面的发展已经到了让人望而却步的地步，随着技术的提升，相应的也推动了工程项目的发展，在整个建筑环节当中，水工建设的重要性显而易见，尤其水工工程中开挖和支护工作，施工量大，施工条件相对复杂，技术难度高，虽然和普通建筑物有很多相同的地方，但也有许多不同的地方，例如说：施工工艺、管理的方式和很多材料的使用等等，所以需要加强对水工建设开挖和支护方面进行研究琢磨，以根据现场的实际需求需要进行设计施工方案，对比较匹配的施工工艺，从中选择最合适的施工工艺，做好方案应急措施计划，在进行施工并确保施工质量。

1 水工建筑开挖和支护的主要问题特征

水工建筑工程与其他建筑相比具有极大的特殊性，水工工程主要是和水打交道，通过控制水流，从而达到“利民除害”的作用，众所周知水是一种特殊的液体，既能给人提供生活需要的元素，又能给人带来极大的灾害，“水能载舟亦能覆舟”可见水的特殊性，水在流动过程中会产生极大的压力，所以在水工工程建设中使用的材料都是高强度的钢筋混凝土作为“先锋”作为主体材料，抵抗水压力，而混凝土的材料配比也跟普通建筑混凝土的配比不同，按规格要求使用的是由较强抗压、抗腐蚀、抗氧化的，如果在混凝土的配比上，没有按照规定要求去执行配比，那么在后期的水工工程建筑物，受到水的长期冲击、氧化物的影响、水生物的作用，很容易对水工工程建筑物产生破坏甚至开裂问题；相对于水工工程建筑的开挖和支护来说，跟普通建筑相比较，水工工程的建筑物无论是施工环境还是设备设施上都要相对恶劣和复杂，尤其大多都是在交通和自然环境都比较差的地方，这些外界因素都给开挖和支护带来了一定程度上的困扰，同时也给施工方带来了挑战；施工方作为水工工程的执行者，应当在第一时间针对施工环境进行实地考察、测量及对周边环境进行了解，要确认现场施工是否能将大型设备机械进驻，如果施工现场的条件不足以支撑大型设备机械的进驻则首要解决的问题就是交通问题；水工工程的建筑因为都是跟水有关，气温温差变化较大，在进行水工工程开挖之前都会进行排水工作，提前做好安排，做好后勤准备工作，安排相关设计工作人员进驻到现场结合实际施工现场环境进行方案设计和实施[1]。

2 水工工程建筑开挖和支护的技术措施

2.1 水工工程开挖

在所有的建筑行业里，都会遵守一个相关准则，水工建筑自然也不例外，“安全第一”在复杂恶劣的地形及环境下，对周边环境都极其陌生的场景下，首先确保的就是安全问题，自身安全，施工安全，才是真的安全；“以人为本”在我国的社会主义建设发展中一直提倡的方针，所有施工都要建立在这个方针基础之上进行，水工建筑工程开挖前，务必要进行的工作就是进行施工环境的实地考察，根据施工现场的地形、尺寸、大小、形状、地质等等条件进行数据分析，并通过相关科技技术和条件进行施工方案设计；在此期间，如果涉及到岩石作业，可以采用凿岩机凿裂的方式，将岩石一一进行凿裂分层，并处理成小块岩石，方便进行清运；在水工工程的开挖工作前，相关监理单位应该且必要向施工单位提供现场施工作业中需要使用的图纸和文件等材料，进行技术交底；在水工工程施工期间，需要安排专业的地质勘探人员，进行施工现场的地质勘探工作，勘探完毕并得出相关结论之后，一旦出现设计方案情况和实际现场施工环境有一定出入，则应该依据勘察出的结论报告，重新进行方案设计，如涉及到有严重修改，则需提前报备相关部门进行核查及审批；施工单位应该在水工工程实际施工前制定环境保护计划方案、安全监测方案等预案设计，为的就是确保在施工过程中在以保护生态环境的前提下，进行相关安全监测工作，地下开挖技术也要顺应时代发张，引用先进的科学的开挖技术、优良的设备、新型绿色建筑材料和出色的施工工艺；主要原因就是水工工程的开挖一般都需要自然环境上带来的自然困难，优良的设备、技术和材料都是做好水工工程施工的有效保障，也是所有施工人员的安全保障；除此之外，水工工程施工由于施工现场大部分是在自然环境中，涉及到一些生态文化建设和保护等相关部门，做好设计预案，提交相关部门审批，一定要打好招呼，做好提前量，防止违反国家的相关法律法规。

2.2 水工开挖的技术措施

在水工建筑开挖前，首先要确保施工后所涉及使用的开挖器械设备能够准备就绪，随时开挖，相关工作人员进行施工现场的放线测量，同时安排专职人员做好安全检查工作；开挖工作开展之后的第一个环节就是要进行排水，按照设计预案进行排水沟的开挖，确保不会因为自然环境对水的影响造成温差反应，从而对施工人员的影响，排水沟挖好之后，开始进行便道的修整，一旦开挖会产生大量的土壤堆积，当然不能将土壤就近安排处理，需要进行外排，后期从外围回填优质土方，修筑便道主要也是为了运土；接下来进入到正式的开挖环节，在预设好的位置放置定位桩(放置在显眼且不易被破坏的位置)，然后开始进行挖掘机作业，在挖掘机挖土期间千万一定要注意桩身的位置，以免产生刮蹭，造成定位桩偏离定位位置，避免造成后期施工隐患，在施工期间安排相关工作人员进行人机结合，人员和机械相互配合进行清底工作，随挖随清，待基础工程完成后进行土方回填实验，确保相关数据无误，开始进行土方回填工作，切勿向土方中放置或投掷杂物[2]。

另外，在水工工程开挖之前，需要进行最主要也是最为基础的一项工作就是对开挖的点位，再次进行环境确认，包括力学线路、地质及周边地质结构等方面，以针对开挖的点位位置做好施工设计预案和风险评估；对于周边地质情况的确认，可以有效的防止在实际的水工工程开挖中极易出现的土方位移、坍塌和滑坡等潜在风险；另一点就是对地下土石层的结构、走向、厚度和成分等进行摸查，可以根据设计预案中的水工工程开挖预计深度下层机构的基坑或周围是否有安全隐患，一旦遇到较松软基坑就需要在开挖之后进行基底加固处理，有效防止后期坍塌风险发生；在做好前期检测调研及考察核实无误且无不良问题之后，针对实际施工现场对场地平整、设备、材料的进出场线路等进行科学有效安排。

最后，开挖时要差异化进行施工，由于自然环境下地质复杂，所以在实际施工时一定要有先后循序和不同的施工进度等进行差异化施工，有效避免在实际施工中一些不必要的风险发生；开挖前也要对实际施工现场进行测量放样，测量之后使用白灰或者其他特殊标志物对围堰、边坡基准线、沟槽位置和规格大小等进行标注；土方开挖，主要采用自上而下的阶梯式开挖，在开挖过程中需注意土方开挖的侧面是否牢固，如果存在风险则需进行分阶加固；涉及到石方开挖时，可以根据岩石的硬度和周围的地质结构走向，选用适用的钻机、钻头和钻速参数，正常情况下完整的岩石快使用的钻机都是孔径较大一些的；如果岩石地质周围结构比较复杂，使用的钻机是相对孔径小一点的，选择合适的钻机可以不会涉及到更深岩层的破坏，从而影响其结构性能；需要注意的是，钻机的使用还跟水工建筑施工现场的范围有一定要求，切记按规范要求操作，不要违反有关规定；在藻类完成后再进行较大石块碎石工作，处理可装卸大小之后，装卸到制定位置，确保安全。

2.3 水工工程水工建筑的支护

水工工程的建筑支护在开始施工前要进行清理作业，即将有关妨碍支护施工的物品进行清楚处理，确保设备可以随时进入到作业状态，根据水工工程设计预案进行钢筋笼的制作，接着进行放线测量，并按规格进行施工点位标记，之后开始进行施工；水工建筑在进行正式支护作业期间，进行钻孔灌注桩技术的操作，第一步的作业是要进行钻孔，使用螺旋钻孔机进行垂直钻孔，切勿出现偏差，导致出现位移，每次钻孔之后确定复合桩的标高，检查是否达到规范标准，钻孔完毕后，分别计算和确定钻出孔的直径和深度，钻孔待到设计方案的预定深度之后，进行清孔，将钻孔表面周围及孔内使用特别技术将沉淀残渣进行清理，确保孔内的土壤或岩层的密度契合混凝土的密度；清理完毕后进行钢筋笼的吊装，吊装过程中不宜过快或过慢，利用钢筋笼自身重量自然垂直下沉，防止对孔壁产生破坏或损毁或坍塌，钢筋笼下沉至设计方案预定深度时对其进行固定，并进行混凝土的灌注，利用混凝土形成对钢筋笼的保护层，使之避免钢筋笼和孔壁直接接触。

高边坡在水工工程项目中是一种非常常见的现象，也是所有水工工程领域工作人员最头疼的，因为在施工过程中控制度非常难，施工不好下手，导致其在行业里特别有名；在高边坡的支护过程中，大部门相关技术人员采用的是钢筋网支护技术，特别是在有岩石的地方，在边坡局部固定钢筋网，防止岩石松动、坍塌掉落，而铺设的钢筋网和岩石相互之间产生相互作用力，外部岩石对钢筋网有自内而外的压力，紧绷的钢筋网有自外而内的压力，在相互作用力的同时加强对岩石的防护，钢筋网的铺设方法采用的额都是分散式铺设；除此之外，还有锚杆、排水孔和喷浆相结合的方式对表面浅层进行防护，钻孔在外围安装锚杆，在支护区域构建一个保护模板，再喷混凝土浆；这两种方法是解决此类问题的常见方法，根据实际施工现场条件选择不同方法。

图1 钻孔灌注桩技术流程

2.4 水工工程水工建筑支护的注意点

2.4.1 成品保护

水工工程建设中环境恶劣，人员相对复杂，在水工工程建筑支护中，钻孔灌注桩技术应用期间，钻孔在成孔之后应该采用特殊方法确保成孔不会发生缩颈和坍塌等问题，需要在实施施工前，检查检测钻孔位置的地质或土壤厚度再进行钻孔作业；制作安装钢筋笼时，防止吊装过程中发生变形情况，在吊如钻孔是，要增设混凝土制成的保护垫块，垫块的混凝土配比一定要和灌注桩所使用的混凝土配比一致；进行钢筋笼往钻孔操作时，极大限度内控制好钢筋笼，避免与孔内壁接触，防止对内壁产生破坏或坍塌；混凝土的灌注切记将制作好的混凝土在4个小时之内用完，确保混凝土的有效作用；钻孔灌注桩技术完毕之后要固定好钢筋笼，以防发生位移[3]。

2.4.2 施工质量

钻孔灌注桩技术是一种新型技术，其核心只有三个部分钻孔、钢筋笼和混凝土，钻孔方面确保钻具无误，孔直径准确，成孔之后进行清孔，需要注意的是清孔不单是要清理孔外部周围的杂物，还有孔内部沉淀的残渣，以及和钻孔灌注桩技术所用混凝土密度一样的泥浆灌注，确保桩柱成形之后的稳定性及质量，在钻孔过程中一定要保持垂直，防止后期钢筋笼下笼时产生刮蹭，破坏孔内壁，另外在钻孔之前确保地质和土壤厚度，符合标准的情况下进行钻孔作业，如果不符合为了防止坍塌和缩颈等问题，根据现场施工环境，制定其他设计方案，确保不影响整体的水工工程施工；钢筋笼的制作过程中挑选完整无缺的钢筋做主筋，在焊接时要错位焊接，规格尺寸也要严格按照施工规范要求的标准执行，在进行钢筋笼吊装时，一定要安排工作人员进行监督，防止刮蹭；混凝土的制作主要是在配比上，水泥因为产地的水、温度、湿度等原因制作完成后的含量有所不同，所以要挑选合适的水泥进行混凝土配比；综上，不管是哪一个环节出了问题都会造成对水工工程施工整体造成影响，所以每一步的施工，每一个环节的操作都需要安排专业的工作人员进行监督，严谨施工，确保施工质量安全，人员安全。

3 结束语

水工建筑工程作为我国不同于其他建筑的一种特殊建筑，针对水资源循环利用和防止水患问题上做出了卓越贡献，截止目前，在水工工程建设上的开挖和支护，除了应用了先进的设备，还应用到了先进的技术，钻孔灌装技术的应用有效解决了大大小小的问题和困难，而此项技术也是不分环境，适用于任何施工现场；由此可见，我国在建筑领域的发展已经不断取得突破，并获得了不菲的成就；相信水利工程在未来能够再进一步，建筑领域突破再突破，我国在未来社会发展也会取得质的飞跃，相信一定会越来越好。