淺談水利工程施工技術(shù)

張 輝，張 馳，徐 亮 ，郭 夢(mèng) 法

（1.吉林省水文水資源局，長(zhǎng)春，130022；2.滄州水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院，滄州 061000）

1 引言

水利工程的施工大致分為勘探測(cè)量、項(xiàng)目規(guī)劃、施工設(shè)計(jì)、建設(shè)施工四個(gè)階段。這四個(gè)階段既相互分工，又有著緊密的聯(lián)系，相輔相成、缺一不可。在全部的四個(gè)階段中，工程的施工階段發(fā)揮著將圖紙上的規(guī)劃設(shè)計(jì)變?yōu)楣こ虒?shí)體的作用，也就是說(shuō)，水利工程的實(shí)踐性要大于綜合性。因此，施工人員除了要深入領(lǐng)會(huì)施工圖紙的設(shè)計(jì)意圖之外，還要注意根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際條件以及相關(guān)政策的要求快速、準(zhǔn)確地進(jìn)行施工，這就要求施工人員對(duì)與水利工程有關(guān)的施工和組織方法深入了解，以便在遇到問(wèn)題時(shí)能夠以最簡(jiǎn)單的方式進(jìn)行解決。

2 水利工程的施工特點(diǎn)

水利工程與其它工程項(xiàng)目一樣，都有著自身的特點(diǎn)，只有對(duì)其進(jìn)行深入詳細(xì)地了解，才能選擇最為合理的施工方式，更好地組織施工。

（1）需要對(duì)工程所在地的水流進(jìn)行控制

水利工程大多在河流、湖泊等處進(jìn)行施工，為了避免流水對(duì)施工的影響，必須要采取各種措施對(duì)水流進(jìn)行控制，以保護(hù)建筑實(shí)體在正式投入使用前不會(huì)受到水流的沖刷。

（2）要應(yīng)對(duì)氣候的變化

由于水利工程大多屬于露天施工，因此強(qiáng)風(fēng)、暴雨、酷暑等均會(huì)對(duì)工程質(zhì)量造成影響，所以必須要采取相應(yīng)措施來(lái)應(yīng)對(duì)氣候的變化。

（3）對(duì)于工程質(zhì)量要求極高

水利工程的投資大、工期長(zhǎng)，并且由于工程質(zhì)量直接關(guān)系到下游地區(qū)人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，因此國(guó)家對(duì)于各類水利工程的質(zhì)量都有著非常嚴(yán)格的要求。

（4）涉及面廣

水利工程的建設(shè)不僅需要涉及到非常多的部門和單位，還要兼顧生產(chǎn)生活用水、交通運(yùn)輸、發(fā)電和防洪等不同使用功能的要求，因此施工具有極高的復(fù)雜性。

（5）工程的準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)

除了少數(shù)平原地區(qū)外，我國(guó)大多數(shù)的水利工程都集中在高山、峽谷等交通不便的地區(qū)，因此在施工前除了要鋪設(shè)連接施工現(xiàn)場(chǎng)與外界的通道，還要修筑相應(yīng)的辦公和生活建筑以及其它的附屬設(shè)施，工程的準(zhǔn)備時(shí)間極長(zhǎng)。

3 水利工程的主要施工方法

3.1 土方工程

土方工程是水利工程的基礎(chǔ)部分，根據(jù)施工方法的不同大致可分為干填碾壓式、定向爆破式、水力沖填式和水中填土式。就目前的實(shí)際情況來(lái)看，干填碾壓式堤壩是目前國(guó)內(nèi)水利工程中應(yīng)用最為廣泛的一種施工方式。

一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于土方工程的質(zhì)量要求是具有足夠的密實(shí)度、強(qiáng)度，要符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求，并且堤壩的沉降量要小、穩(wěn)定性和防滲性要好。除了要選好所使用的材料外，土方工程的工序大致為鋪土、平整、灑水、壓實(shí)、細(xì)節(jié)處理、檢驗(yàn)。由于堤壩施工所使用的機(jī)械設(shè)備多、工序復(fù)雜、工種多、作業(yè)面狹窄，因此為了確保工程質(zhì)量，加強(qiáng)對(duì)各道工序的控制，大多會(huì)采用“按需申報(bào)、定點(diǎn)卸料、隨卸隨用、責(zé)任到人、插桿檢查”的質(zhì)量保障方式。

3.2 水墜壩工程

水墜壩是一種通過(guò)水力沖刷的方式修筑的土壩，相比于采用碾壓方式修筑的土壩，水墜壩的施工更加省時(shí)省力，并且造價(jià)較低，適用于水土流失較為嚴(yán)重地區(qū)，是綜合治理措施的重要形式之一。

由于水墜壩是依靠水力沖刷修筑的，因此工程準(zhǔn)備階段的主要內(nèi)容就是確保沖刷所使用水的充足。一般來(lái)說(shuō)，水墜壩壩體充填的總土方量大致與所需水量相等，而為工程所儲(chǔ)備的土料則應(yīng)為壩體土方量的1-1.5倍。壩體的沖填方式主要包括畦沖填、多畦間歇沖填、一岸沖填、兩岸交替沖填四種方式，但無(wú)論采用哪一種方式都要注意堅(jiān)持早、稠、堅(jiān)、排、勻的沖填要點(diǎn)。在沖填結(jié)束后，就要開(kāi)始進(jìn)行排水。對(duì)于水墜壩的排水措施主要分為表層排水和深層排水兩類，其中，表層排水主要包括水泵排水、虹吸排水、埋管自流排水三種形式，而深層排水則包括和砂井砂溝、排水褥墊和排水棱體三種形式。

3.3 混凝土壩工程

混凝土壩，顧名思義就是用混凝土澆筑、碾壓或用預(yù)制混凝土構(gòu)件裝配而成的堤壩，主要適用于那些庫(kù)容量大的水利工程。工程主要包括地基開(kāi)挖處理和混凝土大壩修筑兩個(gè)部分，工程所采用的工序大多為工程準(zhǔn)備、控制水流、挖掘與處理地基、修筑混凝土大壩、安裝配套的金屬結(jié)構(gòu)。其中，混凝土大壩的修筑可以細(xì)分為砂石料的生產(chǎn)、混凝土的攪拌、混凝土的運(yùn)輸和混凝土的澆筑四個(gè)部分。

需要注意的是，在混凝土大壩修筑結(jié)束后，壩體和基礎(chǔ)部分往往會(huì)出現(xiàn)一些裂縫，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的主要原因有基礎(chǔ)部分施工質(zhì)量低下而引發(fā)的不均勻沉降、壩體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、分塊和分縫不合理、混凝土拌合不均勻、周圍環(huán)境溫度和濕度的劇烈變化等。但究其根本原因，還是由于混凝土的變形和對(duì)這種變形的過(guò)多約束造成的。

根據(jù)產(chǎn)生部位和深度的不同，混凝土大壩的裂縫主要分為表面裂縫、貫穿裂縫和深層內(nèi)部裂縫三種類型，其產(chǎn)生機(jī)理分別是混凝土干縮過(guò)快、混凝土塑性、水泥水化熱。為了避免裂縫的產(chǎn)生，可以通過(guò)在澆筑前加速混凝土散熱、降低混凝土的存儲(chǔ)溫度、降低水化熱溫度升高等方式，以便改善和調(diào)整混凝土大壩的溫度壓力，避免裂縫的擴(kuò)大化。

3.4 灌漿工程

在進(jìn)行鉆孔灌漿時(shí)，應(yīng)遵循先固結(jié)、后帷幕的次序，同時(shí)堅(jiān)持分序加密的原則，以便提高灌漿結(jié)實(shí)的密實(shí)度。灌漿的方法主要有純壓式和循環(huán)式，其中，純壓式灌漿適用于那些施工現(xiàn)場(chǎng)周圍的地質(zhì)情況以巖石為主且?guī)r石間隙較小的水利工程，其方法是通過(guò)施工機(jī)械將漿液一次性壓入鉆孔，再通過(guò)持續(xù)增壓促使?jié){液擴(kuò)散到巖石的縫隙中。

循環(huán)式灌漿主要適用于那些施工現(xiàn)場(chǎng)周圍的地質(zhì)情況以巖石為主且?guī)r石間隙較大的水利工程，其方法是在將漿液壓入鉆孔中之后，依靠其自身的重力作用滲入到巖石的縫隙當(dāng)中，沒(méi)有滲入的漿液會(huì)通過(guò)回漿管被抽回拌漿筒中以便用于下一次的壓漿。需要注意的是，在對(duì)漿體的稠度進(jìn)行控制時(shí)，應(yīng)堅(jiān)持先稀后稠，逐漸變換的原則。

4 水利工程冬季施工的相關(guān)技術(shù)

由于在很多時(shí)候水利工程的施工要在冬季進(jìn)行，所以在這一時(shí)段的施工就必須考慮低溫所帶來(lái)的影響，并采取適當(dāng)措施進(jìn)行防范，從而確保工程質(zhì)量。

4.1 樁基工程

（1）在進(jìn)行樁基工程的施工前，要編制出相應(yīng)的施工技術(shù)方案并選擇適合冬季施工的技術(shù)措施。

（2）為了避免在打樁時(shí)受到凍土硬殼層的影響，在進(jìn)行冬季施工時(shí)要適當(dāng)增加樁基礎(chǔ)軸線引出的距離，并保證水準(zhǔn)點(diǎn)的數(shù)量要多于兩個(gè)。

（3）只有當(dāng)預(yù)制樁混凝土的強(qiáng)度達(dá)到國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)70%的時(shí)候方可進(jìn)行起吊，當(dāng)強(qiáng)度100%符合標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候方可進(jìn)行運(yùn)輸和打樁，以免預(yù)制樁出現(xiàn)裂縫或發(fā)生斷裂。

（4）在對(duì)預(yù)制樁進(jìn)行堆放時(shí)要充分考慮到打樁順序和搬運(yùn)路線的影響，并且要保證堆放層數(shù)小于四層。

4.2 混凝土工程

冬季對(duì)混凝土工程所產(chǎn)生的最大影響恐怕就是混凝土溫度的降低和水分的凝結(jié)了，如果不能采取有效措施進(jìn)行應(yīng)對(duì)，就會(huì)影響混凝土的澆筑質(zhì)量，進(jìn)而危及到工程整體的安全性和穩(wěn)定性。

4.2.1 混凝土的攪拌

（1）用于拌制混凝土的骨料一定要保持清潔，既不能含有冰塊和雪團(tuán)，也不能包含容易發(fā)生凍裂的物質(zhì)。如果氣候條件允許，應(yīng)在零度以上進(jìn)行砂石的篩洗。需要注意的是，當(dāng)混凝土中需要摻入含有鉀、鈉離子的外加劑時(shí)，要避免使用活性骨料。

（2）當(dāng)需要在混凝土中摻入外加劑時(shí)，如果為粉式，可以根據(jù)相關(guān)的比例要求直接與水泥混合；如果為液體式，則應(yīng)根據(jù)相關(guān)的比例要求配置成溶液使用。待使用的外加劑要置于有明顯標(biāo)記的容器中由專人保管，并保證施工溶液一次配成。

（3）當(dāng)環(huán)境溫度在0℃左右時(shí)，可以在混凝土中加入符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的早強(qiáng)劑，并注意做好使用前的模擬實(shí)驗(yàn)，以便對(duì)其性能進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)于那些對(duì)拆模期有明確要求的混凝土，還要注意提高其設(shè)計(jì)等級(jí)。

（4）切忌不可在高鋁水泥中添加任何種類的防凍劑。

（5）要對(duì)混凝土的水灰比進(jìn)行嚴(yán)格的控制，由外加劑和骨料帶入混凝土中的水分可以從拌合用水中扣除。

（6）如果混凝土中摻有外加劑，那么攪拌時(shí)間就應(yīng)為常溫情況下的1.5倍。

（7）要對(duì)混凝土的出機(jī)和入模溫度進(jìn)行嚴(yán)格控制，其中出機(jī)溫度不應(yīng)低于10℃，入模溫度不得低于5℃。

4.2.2 混凝土的運(yùn)輸

冬季水利工程混凝土的運(yùn)輸主要應(yīng)注意兩方面內(nèi)容，首先是要選擇最佳的攪拌機(jī)設(shè)置位置和混凝土運(yùn)送路線，通過(guò)縮短運(yùn)輸距離的方式來(lái)縮短運(yùn)輸時(shí)間。其次就是要合理選擇運(yùn)輸容器的大小、形式和所使用的保溫材料，以便確保裝運(yùn)混凝土容器的保溫性。

4.2.3 混凝土的澆筑

（1）在進(jìn)行混凝土的澆筑前，要對(duì)鋼筋和模板表面的雜物、油污等進(jìn)行清理，尤其是對(duì)新老混凝土結(jié)合部的冰雪更要及時(shí)的清除。如果環(huán)境溫度低于-10℃，還應(yīng)通過(guò)暖棚加溫等方法將鋼筋加熱到正常溫度。

（2）在對(duì)混凝土進(jìn)行灌注時(shí)，要確保其溫度高于5℃。如果混凝土結(jié)構(gòu)為細(xì)薄截面，那么其灌注溫度應(yīng)高于10℃?；炷恋墓嘧⒁ＷC一定的連續(xù)性，單層灌注厚度不得大于20cm，并盡量采用機(jī)械振搗的方式。

（3）要盡量避免漏振和過(guò)振，以免出現(xiàn)分層離析泌水的現(xiàn)象。另外，施工現(xiàn)場(chǎng)還要注意保留一些振搗、澆筑、養(yǎng)護(hù)條件相同的混凝土試塊作為拆模依據(jù)。

5 結(jié)語(yǔ)

水利工程對(duì)施工質(zhì)量的要求極高、工程持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、容易受到外界環(huán)境因素的干擾，工藝和施工方法的選擇也會(huì)對(duì)工程質(zhì)量帶來(lái)一定影響。因此，有關(guān)管理部門和工程的技術(shù)人員除了要積極改進(jìn)施工方法外，還要樹(shù)立牢固的責(zé)任意識(shí)，認(rèn)真做好施工過(guò)程的監(jiān)督和檢查工作，將各種不利因素消滅在萌芽狀態(tài)，使水利工程能夠更好的發(fā)揮其應(yīng)有的作用，為社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)事業(yè)做出更大的貢獻(xiàn)。

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