基于某案例的水利工程施工技術(shù)探討

伍學(xué)殊 尹曉冰

摘 要：該文以水利工程施工技術(shù)為研究對(duì)象，以湖北恩施某5級(jí)水電站為工程背景，探討了水利工程施工中的一些關(guān)鍵要點(diǎn)，包括土方工程和基坑排水施工、灌漿鉆孔施工及混凝土配比分析等幾個(gè)方面，從工程中總結(jié)了一系列的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，相信對(duì)從事相關(guān)工作的同行能有所裨益。

關(guān)鍵詞：水利工程 施工 鉆孔 混凝土

中圖分類號(hào)：TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）05（c）-0061-02

我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶動(dòng)了各地區(qū)各行業(yè)的持續(xù)化發(fā)展，在經(jīng)濟(jì)繁榮的社會(huì)背景下，建設(shè)業(yè)的發(fā)展業(yè)逐漸成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱之一。雖然我國(guó)的科學(xué)技術(shù)在很大程度上得到了提高，但是在水利工程施工過(guò)程中往往存在諸多問(wèn)題，這樣長(zhǎng)期下去就會(huì)影響到水利工程建筑業(yè)的發(fā)展，嚴(yán)重的情況下造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，或是事故的發(fā)生給人們的生命安全埋下了隱患。因此關(guān)于水利工程施工技術(shù)的改進(jìn)很重要，相關(guān)單位應(yīng)該提高水利工程施工技術(shù)，為水利工程持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造良好的基礎(chǔ)條件。

1 施工導(dǎo)流與截流技術(shù)分析

長(zhǎng)期以來(lái)關(guān)于水利工程施工技術(shù)有很多的探討和分析，根據(jù)水利工程實(shí)際的施工情況，在水利工程施工過(guò)程中的導(dǎo)流部分大多采用分期導(dǎo)流，而截流技術(shù)則多采用圍堰斷流的方式，土石圍堰在圍堰斷流方法中在水利工程施工過(guò)程中的使用比較廣泛，一般比較常見(jiàn)的是圍堰方式還有混凝土圍堰等。在水利工程施工過(guò)程中比較重要的一部分內(nèi)容也就是一個(gè)施工環(huán)節(jié)便是截流技術(shù)的應(yīng)用，截流是水利工程能夠持續(xù)順利進(jìn)行施工的前提條件和基本基礎(chǔ)，因此在水利工程施工過(guò)程中要提高截流技術(shù)，使之能夠順利的完成，這樣才能夠保證水利工程施工過(guò)程中其他施工環(huán)節(jié)的順利進(jìn)行。但是如果在施工過(guò)程中，截流技術(shù)應(yīng)用失敗，就會(huì)造成工程延遲完工，更為嚴(yán)重的是可能給下游地區(qū)帶來(lái)災(zāi)害。所以，在水利工程建設(shè)過(guò)程中要將節(jié)流工作放在第一位，由于截流工作難度較大，需要大量的人力物力進(jìn)行施工，這就使得截流工作的技術(shù)要求比較高，且需要做好施工組織工作，只有這樣才能夠保證截流工作順利完成。立堵法和平堵法是河道截流工程中常見(jiàn)的兩種施工方法。其中平堵法就是通過(guò)在河道之中設(shè)立浮橋，利用船舶等對(duì)河道進(jìn)行截流而立堵分單戧、雙戧或多戧等幾種形式。不同的截流方法都具有各自的特點(diǎn)，適應(yīng)不同的情況，因此在進(jìn)行截流施工的時(shí)候要充分從施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況出發(fā)，選擇最為合適的截流方法，從而保證最佳的施工效果。

以湖北恩施某第5級(jí)電站為例，該工程截流流量為2，481 m3/s，導(dǎo)流洞分流量為815 m3/s，龍口初始寬度為66.5 m，水面寬度50m，上游水位608 m，戧堤落差2.2 m。戧堤合攏歷時(shí)27 h，消耗截流材料6.98萬(wàn)m3。

該工程主要水工建筑物為一級(jí)建筑物起初設(shè)計(jì)采用單戧堤立堵雙向進(jìn)占截流的方法，但在實(shí)際截流之前，根據(jù)截流驗(yàn)收專家組的意見(jiàn)以及截流時(shí)段的水情預(yù)報(bào)發(fā)現(xiàn)，預(yù)報(bào)的來(lái)流量比設(shè)計(jì)的來(lái)流量要大，而且導(dǎo)流洞的進(jìn)口巖坎存在拆除不完全的現(xiàn)象，最終經(jīng)過(guò)截流專家組的一致建議，對(duì)截流的方案進(jìn)行優(yōu)化。因?yàn)橛?jì)算的截流龍口力學(xué)參數(shù)比較高，施工的難度非常大，特別指定了龍口水力學(xué)參數(shù)觀察方案，在龍口附近分別假設(shè)全站儀一臺(tái)，用計(jì)算機(jī)進(jìn)行編程計(jì)算出戧提上游和下游水位以及落差，為截流的順利完成提供了技術(shù)保障。其中，龍口測(cè)點(diǎn)布置如圖1所示。

2 土方工程和基坑排水工施工技術(shù)

在水利工程施工過(guò)程中土方工程是水利工程施工的基礎(chǔ)部分，在進(jìn)行土方工程施工的過(guò)程中，如果按照技術(shù)劃分可以劃分為四種類型的施工技術(shù)。根據(jù)目前我夠水利工程施工技術(shù)的提高和發(fā)展，以及水利工程的建設(shè)，其中干填碾壓式的土方工程施工技術(shù)比較適用，而且也隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展被廣泛應(yīng)用。在土方工程施工過(guò)程中質(zhì)量要嚴(yán)格把握，在強(qiáng)度和密實(shí)度方面要嚴(yán)格按照國(guó)家的先關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工。在水利工程施工過(guò)程中堤壩的穩(wěn)定性很重要，穩(wěn)定性一定要高是保證堤壩安全的首要條件。同時(shí)還應(yīng)該保持一定的沉降量，確保土方工程施工方面能夠保證一定的防滲性等的優(yōu)勢(shì)。水利工程建設(shè)比較復(fù)雜，涉及到工種和機(jī)械都比較多，因此在土方工程施工完成之后要進(jìn)行全面的檢驗(yàn)，確保工程施工的安全性和可靠性。

在實(shí)際水利工程施工過(guò)程中，一般工程的建設(shè)位于地下水或是外水位的地方。針對(duì)這種情形，水利工程項(xiàng)目在建設(shè)過(guò)程中往往會(huì)受到雨水和地下水等的方面因素的影響，因此建立相應(yīng)的排水措施很重要，直接關(guān)系到工程建設(shè)的施工進(jìn)度和工程質(zhì)量的保證。要想給水利工程創(chuàng)造一個(gè)良好的環(huán)境，在實(shí)際施工過(guò)程中對(duì)基坑水的排放很關(guān)鍵。所以要加強(qiáng)圖集的承載力，防止地基受到水的沖力而遭受到嚴(yán)重的破壞。在基坑內(nèi)排水處理上一定要選擇合適的方式，要降低施工的難度，提高工程建設(shè)的質(zhì)量。

3 水利工程灌漿孔鉆孔施工技術(shù)

3.1 鉆孔

確定好灌漿孔以后，采用鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，鉆機(jī)鉆頭選擇直徑為91 mm硬質(zhì)合金鉆頭或金剛石鉆頭，孔深控制在61～77 m之間，單排布孔，鉆孔時(shí)按照以下要求進(jìn)行。首先，準(zhǔn)確定位鉆機(jī)，立軸要垂直?？孜黄瓶刂圃?0 m以內(nèi)，鉆進(jìn)過(guò)程中，每進(jìn)5 m測(cè)量?jī)A斜率一次，如果孔斜超過(guò)允許的最大值，需要重新掃孔糾偏，如表1所示。其次，取芯鉆孔按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，繪制鉆孔柱狀圖，并掃描巖芯。

3.2 沖洗

鉆孔完成以后，將孔內(nèi)的巖粉沖洗出孔外，直至回水變清，將孔中及巖層裂隙中的雜物沖洗干凈，可以采用高壓脈動(dòng)沖洗、揚(yáng)水沖洗或高壓壓水沖洗均可。

3.3 壓水

在施工中，根據(jù)自上而下分段進(jìn)行壓水試驗(yàn)。需要注意的是，壓水試驗(yàn)要保證在一定的壓力下進(jìn)行，通過(guò)鉆孔，將水壓入孔內(nèi)及裂縫中，根據(jù)壓水的時(shí)間及呀水量，對(duì)巖層的滲透特性等參數(shù)計(jì)算出來(lái)。首先，巖層滲透特性的參數(shù)是單位吸水量，用ω來(lái)表示，即在單位時(shí)間內(nèi)，單位長(zhǎng)度試驗(yàn)孔段，所壓入的水量，可根據(jù)公式（1）來(lái)計(jì)算：

ω=Q/LH （1）

該式中，Q表示單位時(shí)間內(nèi)的注水總量，L/min；H 表示壓水試驗(yàn)的計(jì)算水頭，m；L 表示壓水試驗(yàn)的孔段長(zhǎng)度，m；ω表示單位吸水量，L/（min·m·m）。進(jìn)行壓水試驗(yàn)，主要目的是為了確定巖層的滲透率，一般用透水率q來(lái)表示，單位為L(zhǎng)u。指在壓水壓力是1MPa時(shí)，1米試驗(yàn)段在每分鐘注水量為1L時(shí)，其透水率即為1Lu。對(duì)透水率的測(cè)量主要是為了了解孔段滲水量及巖層裂隙的發(fā)育，從而為灌漿提供依據(jù)。

3.4 灌漿

首先，不管是帷幕灌漿還是固結(jié)灌漿，都遵循由稀而密、分序布孔的原則。如果采用固結(jié)灌漿法，通常至少要設(shè)置兩個(gè)孔序。其次，灌漿方法。如果是地基灌漿，采用先固結(jié)后帷幕的方法，按照灌漿漿液流動(dòng)特性，自上而下分段卡塞，采用較高的壓力，以此來(lái)獲取好的灌漿質(zhì)量。一般開(kāi)始鉆孔5 m深的時(shí)候，然后進(jìn)行沖洗和壓水試驗(yàn)，然后進(jìn)行灌漿，完成以后，進(jìn)行下一段工作，如此循環(huán)，直至到達(dá)設(shè)計(jì)的深度。第三，灌漿壓力。在壓力選擇上盡量選擇最大壓力值，壓力越大，能夠最大限度的將漿液壓入裂縫中，提高灌漿的質(zhì)量。需要注意的是，保證地層不被破壞。最后，完成灌漿以后，進(jìn)行封孔，一般采取壓力灌漿封孔法進(jìn)行，完成后進(jìn)行質(zhì)量評(píng)定。

4 水利工程施工混凝土配比分析

以某河伏防洪閘工程為例。防洪閘工程的具體位置在兩條河的交界入口處，河伏防洪閘的建設(shè)是為了處理河水的出路問(wèn)題。因此在新的工程建設(shè)過(guò)程中起底板為40 cm×40 cm，鋼筋混凝土的底板厚為 1.7 m，加強(qiáng)帶使用的是防滲等級(jí)為P8的補(bǔ)償收縮混凝土，寬為3 m。在工程施工過(guò)程中混凝土的澆筑量比較大，在短時(shí)間內(nèi)要完成施工，在施工期間材料的消耗比較大，其中使用的混凝土底板為320 t鋼筋，混凝土為1，740 m3。

因此為了降低施工過(guò)程中材料的消耗，在實(shí)際施工過(guò)程中混凝土材料要以商品為主，其配合比如表2所示。在此次水利工程施工過(guò)程中，其中混凝土坍落度在130～150 mm，泵送混凝土水灰比需控制在0.3～0.5，砂率最好控制在35%～40%，最小水泥用量在≥300 kg/m滿足了這些條件的需要才能保證施工質(zhì)量效果。粗骨料要選擇碎卵石，最大的粒徑要控制在24 mm，含泥量在1%以下，密度要大于2.55 t/ m3。在細(xì)骨料的選擇上要以河砂為主，其沙的粒徑在選擇上可以通過(guò)0.303 mm的篩孔，含泥量要低于3%，密度要大于2.50 t/ m3。其中膨脹劑的摻入量是水泥用量的3.5%，在實(shí)驗(yàn)研究而的過(guò)程中這樣的混凝土配比量大大提高了其性能。在實(shí)際施工過(guò)程中還應(yīng)該提高混凝土的澆筑技術(shù)，振搗以及混凝土的養(yǎng)護(hù)等相關(guān)施工技術(shù)。

5 結(jié)語(yǔ)

水利工程建設(shè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱之一，水利工程施工技術(shù)是水利工程的重要內(nèi)容。而且水利工程的建設(shè)對(duì)促進(jìn)我國(guó)健康持續(xù)化發(fā)展具有很重要的意義，但是在實(shí)際工程施工過(guò)程中人們就會(huì)減少施工工序，在施工技術(shù)方面沒(méi)有嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)的施工方式進(jìn)行，給整個(gè)工程建設(shè)的質(zhì)量造成嚴(yán)重的影響，施工還會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)性事故，造成大量的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。因此在水利工程施工要不斷提高施工技術(shù)的應(yīng)用，為促進(jìn)我國(guó)水利工程的發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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