山東某水利電站工程相關施工技術研究

李秀東 徐海濤 朱金星

摘 要：本文以水利工程施工技術為研究對象，以山東濰坊某5級水電站為工程背景，探討了水利工程施工中的一些關鍵要點，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方面，從工程中總結(jié)了一系列的相關經(jīng)驗，相信對從事相關工作的同行能有所裨益。

關鍵詞：水利工程，施工，鉆孔，混凝土

中圖分類號：TV51 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）06（a）-0000-00

我國社會經(jīng)濟的發(fā)展帶動了各地區(qū)各行業(yè)的持續(xù)化發(fā)展，在經(jīng)濟繁榮的社會背景下，建設業(yè)的發(fā)展業(yè)逐漸成為國民經(jīng)濟發(fā)展的重要支柱之一。雖然我國的科學技術在很大程度上得到了提高，但是在水利工程施工過程中往往存在諸多問題，這樣長期下去就會影響到水利工程建筑業(yè)的發(fā)展，嚴重的情況下造成巨大的經(jīng)濟損失，或是事故的發(fā)生給人們的生命安全埋下了隱患。因此關于水利工程施工技術的改進很重要，相關單位應該提高水利工程施工技術，為水利工程持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造良好的基礎條件。

1 施工導流與截流技術分析

長期以來關于水利工程施工技術有很多的探討和分析，根據(jù)水利工程實際的施工情況，在水利工程施工過程中的導流部分大多采用分期導流，而截流技術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程中的使用比較廣泛，一般比較常見的是圍堰方式還有混凝土圍堰等。在水利工程施工過程中比較重要的一部分內(nèi)容也就是一個施工環(huán)節(jié)便是截流技術的應用，截流是水利工程能夠持續(xù)順利進行施工的前提條件和基本基礎，因此在水利工程施工過程中要提高截流技術，使之能夠順利的完成，這樣才能夠保證水利工程施工過程中其他施工環(huán)節(jié)的順利進行。但是如果在施工過程中，截流技術應用失敗，就會造成工程延遲完工，更為嚴重的是可能給下游地區(qū)帶來災害。所以，在水利工程建設過程中要將節(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行施工，這就使得截流工作的技術要求比較高，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的兩種施工方法。其中平堵法就是通過在河道之中設立浮橋，利用船舶等對河道進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，適應不同的情況，因此在進行截流施工的時候要充分從施工現(xiàn)場的實際情況出發(fā)，選擇最為合適的截流方法，從而保證最佳的施工效果。

以山東濰坊某第 5 級電站為例，該工程截流流量為 2，481m3/s，導流洞分流量為815m3/s，龍口初始寬度為 66.5m，水面寬度 50m，上游水位 608m，戧堤落差 2.2m。戧堤合攏歷時 27h，消耗截流材料 6.98 萬 m3。

該工程主要水工建筑物為一級建筑物起初設計采用單戧堤立堵雙向進占截流的方法，但在實際截流之前，根據(jù)截流驗收專家組的意見以及截流時段的水情預報發(fā)現(xiàn)，預報的來流量比設計的來流量要大，而且導流洞的進口巖坎存在拆除不完全的現(xiàn)象，最終經(jīng)過截流專家組的一致建議，對截流的方案進行優(yōu)化。因為計算的截流龍口力學參數(shù)比較高，施工的難度非常大，特別指定了龍口水力學參數(shù)觀察方案，在龍口附近分別假設全站儀一臺，用計算機進行編程計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保障。其中，龍口測點布置如圖 1 所示。

圖 1 龍口測點布置圖

2 土方工程和基坑排水工施工技術

在水利工程施工過程中土方工程是水利工程施工的基礎部分，在進行土方工程施工的過程中，如果按照技術劃分可以劃分為四種類型的施工技術。根據(jù)目前我夠水利工程施工技術的提高和發(fā)展，以及水利工程的建設，其中干填碾壓式的土方工程施工技術比較適用，而且也隨著科學技術的發(fā)展被廣泛應用。在土方工程施工過程中質(zhì)量要嚴格把握，在強度和密實度方面要嚴格按照國家的先關標準進行施工。在水利工程施工過程中堤壩的穩(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。同時還應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。水利工程建設比較復雜，涉及到工種和機械都比較多，因此在土方工程施工完成之后要進行全面的檢驗，確保工程施工的安全性和可靠性。

在實際水利工程施工過程中，一般工程的建設位于地下水或是外水位的地方。針對這種情形，水利工程項目在建設過程中往往會受到雨水和地下水等的方面因素的影響，因此建立相應的排水措施很重要，直接關系到工程建設的施工進度和工程質(zhì)量的保證。要想給水利工程創(chuàng)造一個良好的環(huán)境，在實際施工過程中對基坑水的排放很關鍵。所以要加強圖集的承載力，防止地基受到水的沖力而遭受到嚴重的破壞。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，提高工程建設的質(zhì)量。

3 水利工程灌漿孔鉆孔施工技術

3.1 鉆孔

確定好灌漿孔以后，采用鉆機進行鉆孔，鉆機鉆頭選擇直徑為 91mm 硬質(zhì)合金鉆頭或金剛石鉆頭，孔深控制在61～77m 之間，單排布孔，鉆孔時按照以下要求進行。首先，準確定位鉆機，立軸要垂直?？孜黄瓶刂圃?10m 以內(nèi)，鉆進過程中，每進 5m 測量傾斜率一次，如果孔斜超過允許的最大值，需要重新掃孔糾偏，如表 1 所示。其次，取芯鉆孔按照設計要求進行，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，可以采用高壓脈動沖洗、揚水沖洗或高壓壓水沖洗均可。

3.3 壓水

在施工中，根據(jù)自上而下分段進行壓水試驗。需要注意的是，壓水試驗要保證在一定的壓力下進行，通過鉆孔，將水壓入孔內(nèi)及裂縫中，根據(jù)壓水的時間及呀水量，對巖層的滲透特性等參數(shù)計算出來。首先，巖層滲透特性的參數(shù)是單位吸水量，用ω來表示，即在單位時間內(nèi)，單位長度試驗孔段，所壓入的水量，可根據(jù)公式（1）來計算：

該式中，Q 表示單位時間內(nèi)的注水總量，L/min；H 表示壓水試驗的計算水頭，m；L 表示壓水試驗的孔段長度，m；ω表示單位吸水量，L/（min·m·m）。進行壓水試驗，主要目的是為了確定巖層的滲透率，一般用透水率 q 來表示，單位為 Lu。指在壓水壓力是 1MPa 時，1 米試驗段在每分鐘

注水量為 1L 時，其透水率即為 1Lu。對透水率的測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，通常至少要設置兩個孔序。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，按照灌漿漿液流動特性，自上而下分段卡塞，采用較高的壓力，以此來獲取好的灌漿質(zhì)量。一般開始鉆孔5m 深的時候，然后進行沖洗和壓水試驗，然后進行灌漿，完成以后，進行下一段工作，如此循環(huán)，直至到達設計的深度。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，進行封孔，一般采取壓力灌漿封孔法進行，完成后進行質(zhì)量評定。

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，河伏防洪閘的建設是為了處理河水的出路問題。因此在新的工程建設過程中起底板為 40cm×40cm，鋼筋混凝土的底板厚為 1.7m，加強帶使用的是防滲等級為 P8 的補償收縮混凝土，寬為 3m。在工程施工過程中混凝土的澆筑量比較大，在短時間內(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 320t 鋼筋，混凝土為 1，740m?。

因此為了降低施工過程中材料的消耗，在實際施工過程中混凝土材料要以商品為主，其配合比圖下表 2 所示。在此次水利工程施工過程中，其中混凝土坍落度在130～150mm，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≥300kg/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 24mm，含泥量在 1%以下，密度要大于 2.55t/m?。在細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 0.303mm 的篩孔，含泥量要低于3%，密度要大于 2.50t/m?。其中膨脹劑的摻入量是水泥用量的 3.5%，在實驗研究而的過程中這樣的混凝土配比量大大提高了其性能。在實際施工過程中還應該提高混凝土的澆筑技術，振搗以及混凝土的養(yǎng)護等相關施工技術。

表 2 C30.8、C35.8 配合比

5 結(jié)語

水利工程建設是我國國民經(jīng)濟支柱之一，水利工程施工技術是水利工程的重要內(nèi)容。而且水利工程的建設對促進我國健康持續(xù)化發(fā)展具有很重要的意義，但是在實際工程施工過程中人們就會減少施工工序，在施工技術方面沒有嚴格按照標準的施工方式進行，給整個工程建設的質(zhì)量造成嚴重的影響，施工還會發(fā)生危險性事故，造成大量的人員傷亡和經(jīng)濟損失。因此在水利工程施工要不斷提高施工技術的應用，為促進我國水利工程的發(fā)展打下堅實的基礎。

參考文獻

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