水利建筑工程施工技術(shù)與應(yīng)用

□陳寧輝（江西省水利水電建設(shè)有限公司）

水利建筑工程施工技術(shù)與應(yīng)用

□陳寧輝（江西省水利水電建設(shè)有限公司）

隨著中國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，水利水電建筑工程施工技術(shù)得到質(zhì)的飛躍，成為水利工程發(fā)展的核心。由于人們對(duì)水利水電建筑工程的建設(shè)要求越來(lái)越高，且水利水電建筑工程的施工情況不僅影響人們的正常生活，還關(guān)系到社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，因此，加強(qiáng)水利水電建筑工程施工技術(shù)不容輕忽。筆者結(jié)合實(shí)例，針對(duì)水利水電建筑工程施工技術(shù)及相關(guān)應(yīng)用展開論述。

水利水電建筑工程；施工技術(shù)；應(yīng)用

0 引言

水利水電建筑工程的快速發(fā)展得益于經(jīng)濟(jì)社會(huì)的進(jìn)步和對(duì)可再生能源需求的增加，尤其是眾多巨型水電站水力發(fā)電系統(tǒng)的建設(shè)，這極大促使中國(guó)水利水電建筑工程獲得突飛猛進(jìn)的發(fā)展。如今，水利水電建筑工程施工技術(shù)已經(jīng)形成自身特色，其在水能轉(zhuǎn)變成電能的過程是各項(xiàng)工程設(shè)施生效的關(guān)鍵平臺(tái)，能有效確保水利水電項(xiàng)目的平穩(wěn)開展。

1 水利建筑工程施工技術(shù)的重要性

技術(shù)是各行各業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，技術(shù)進(jìn)步是社會(huì)進(jìn)步的根本體現(xiàn)，充分、高效利用水能，落實(shí)環(huán)保理念是水利建筑工程的主要目的，同時(shí)也體現(xiàn)出水利建筑工程施工技術(shù)的高水準(zhǔn)。水利建筑工程是整個(gè)水利工程的核心組成部分，在開發(fā)利用具有清潔、無(wú)污染的水利水電資源時(shí)，唯有借助高效的施工技術(shù)，才能確保水利水電建設(shè)獲得最大經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

2 水利建筑工程主要施工技術(shù)及應(yīng)用

2.1 預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)

預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)是對(duì)混凝土預(yù)應(yīng)力拉錨和預(yù)應(yīng)力巖錨的統(tǒng)稱，這種技術(shù)具有較強(qiáng)的科學(xué)性，是一種全新的錨固技術(shù)。在水利建筑工程中，預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)占據(jù)重要地位，其運(yùn)營(yíng)效果直接影響到水利建筑工程的整體經(jīng)濟(jì)效益。在水利建筑工程施工過程中，預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)通過預(yù)應(yīng)力錨索和張拉設(shè)備的操作，使得高強(qiáng)度的鋼筋和鋼材能夠長(zhǎng)時(shí)間保持高應(yīng)力受拉狀態(tài)。與其他技術(shù)相比，預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)能夠根據(jù)水利建筑工程設(shè)計(jì)要求、錨固深度等進(jìn)一步優(yōu)化基巖受力條件，確保拉應(yīng)力得到良好延伸，很好的加固水利建筑工程，確保建筑工程質(zhì)量。例如，在三峽大壩建筑工程施工中就很好的運(yùn)用了預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)。

為了滿足大型水利建筑工程的要求，中國(guó)的預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)日益成熟，并取得良好成績(jī)。例如，在加固某一級(jí)水電站左右岸壩肩1885 m高程以上高邊坡工程中，使用了5000根預(yù)應(yīng)力錨索，30萬(wàn)m的鉆孔總進(jìn)尺，其中有近一半的錨索穿越較為復(fù)雜的地層。目前預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)主要被廣泛運(yùn)用在水利建筑工程中大型地下洞室或者大壩加固等方面，這不僅有效提高了工程的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，還加快了水利建筑工程的發(fā)展步伐。

2.2 施工導(dǎo)流技術(shù)

在水利建筑工程中，施工導(dǎo)流技術(shù)作用非常大。在干地上施工有助于水利建筑工程順利完工，施工導(dǎo)流技術(shù)則以圍堰為前提條件，將水流引向預(yù)先設(shè)定的泄水建筑物，保持施工場(chǎng)所處于干地上，確保工程順利施工。由于施工導(dǎo)流技術(shù)需要與施工現(xiàn)場(chǎng)周圍的環(huán)境、工程建設(shè)要求等相適應(yīng)，因此施工導(dǎo)流方式較多，如明渠導(dǎo)流、隧洞導(dǎo)流、壩體導(dǎo)流、河床外導(dǎo)流及河床內(nèi)導(dǎo)流等。施工導(dǎo)流主要有3類基本方法，即分段圍堰法導(dǎo)流、全段圍堰法導(dǎo)流和淹沒基坑法導(dǎo)流。其中分段圍堰法導(dǎo)流主要用于被束窄的河床、壩體底孔、缺口或者明槽等。全段圍堰法導(dǎo)流用于河床外永久或者臨時(shí)的明渠、隧洞等。淹沒基坑法導(dǎo)流是在洪水來(lái)臨時(shí)，圍堰過水，基坑被淹沒，河床有一部分出現(xiàn)停工現(xiàn)象。施工導(dǎo)流技術(shù)能良好控制河床，直接關(guān)系建筑工程的安全與施工進(jìn)度，在水利建筑工程具體施工中，施工單位要綜合考慮各種因素，協(xié)調(diào)配合各種工作，確保工程進(jìn)度與質(zhì)量。

萬(wàn)安水電站位于中國(guó)江西省萬(wàn)安縣，是江西省目前最大的水利發(fā)電廠站，也是江西電力南北交換樞紐。水電站位于萬(wàn)安湖入口處，水電站大壩是千里贛江第一壩，大壩全長(zhǎng)1104 m，壩高68 m，水庫(kù)控制面積3.69萬(wàn)km2，總庫(kù)容22.16億m3，水電站閘門高140 m，寬14 m，被稱為亞洲第一高閘。萬(wàn)安水電站主體建筑工程量巨大，采用明渠導(dǎo)流方式，分兩期進(jìn)行施工。溢流壩和廠房以及船閘為第一期基坑，二期上游圍堰采用碾壓混凝土過水圍堰，下游則為鋼筋網(wǎng)護(hù)面過水圍堰。萬(wàn)安水電站底孔壩段長(zhǎng)150 m，布置10個(gè)底孔，表孔壩段長(zhǎng)164 m，布置9個(gè)表孔，電站為河床式廠房，單級(jí)船閘布置在右岸。萬(wàn)安水電站的土壩采用粘土心墻砂石壩，最大的壩高為37 m，工程基礎(chǔ)部分采用混凝土防滲墻技術(shù)，防滲效果較佳。土壩右側(cè)為右岸灌溉渠，壩下采用混凝土埋管技術(shù)，左岸灌溉渠則設(shè)置在左岸非溢流壩內(nèi)，兩側(cè)灌溉渠可灌溉農(nóng)田2萬(wàn)hm2。此外，萬(wàn)安水電站在總結(jié)國(guó)內(nèi)已建水利工程資料基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究，優(yōu)化設(shè)計(jì)的混凝土溢流壩和底孔壩體結(jié)構(gòu)，采用弧形閘門支座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，科學(xué)合理的布筋方式加強(qiáng)了水平箍筋作用（具體情況如圖1）。

圖1 萬(wàn)安水電站圖

2.3 土壩防滲加固技術(shù)

水庫(kù)土壩在長(zhǎng)時(shí)間使用下，會(huì)發(fā)生跌窩、潮濕或者滲水等現(xiàn)象，繼而導(dǎo)致土壩發(fā)生滲漏、變形結(jié)果，嚴(yán)重威脅水庫(kù)安全。土壩防滲加固技術(shù)能夠有效處理土壩的變形、滲透問題。該項(xiàng)技術(shù)利用壩體劈裂灌漿方式，在壩體內(nèi)形成穩(wěn)固的防滲體，從而達(dá)到穩(wěn)固壩體的目的。在土壩壩體內(nèi)安置灌漿時(shí)，需要考慮主排孔和副排孔位置。沿壩的軸線安置主排孔，同時(shí)在壩軸線上方1.50 m處安置副排孔，灌漿孔要抵達(dá)壩基，為堅(jiān)固與穩(wěn)定壩體提供可靠的一道防滲體。如江西地區(qū)某水庫(kù)建成之后進(jìn)行了數(shù)次加固，但是由于加固方法不妥當(dāng)，導(dǎo)致水庫(kù)大壩一直存有安全隱憂。為避免發(fā)生重大安全問題，該地水利勘測(cè)隊(duì)在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行反復(fù)勘測(cè)之后決定采用土壩防滲加固技術(shù)，并將其作為該水利工程加固的重點(diǎn)環(huán)節(jié)來(lái)抓。首先，采用灌注泥漿的方法對(duì)滲透較輕的水庫(kù)堤身進(jìn)行加固，而針對(duì)滲透嚴(yán)重的堤身則采取進(jìn)行全部加厚土壩的處理方法。其次，采用了建截滲墻的方式解決水庫(kù)滲漏問題。這兩種方法有效地緩解了壩身所承受的壓力，對(duì)預(yù)防水庫(kù)再次滲漏起到了積極預(yù)防作用。

2.4 壩體填筑技術(shù)

壩體填筑是整個(gè)水利建筑工程施工的核心。施工人員在開始?jí)误w填筑前，要綜合分析整個(gè)壩體情況，實(shí)施分階段填筑措施，確保壩體填筑工作具有較強(qiáng)的針對(duì)性和有效性。具體施工為：首先徹底清理施工場(chǎng)地，回填場(chǎng)地內(nèi)留下的坑、溝、槽等；其次為進(jìn)一步確保壩體根基的穩(wěn)固性，可以用重型碾壓機(jī)來(lái)回碾壓；最后則根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)的分段，從低地勢(shì)開始，逐步向高地勢(shì)進(jìn)行填筑。在填筑材料選擇上，不僅要考慮填筑材料的順序，還需要考慮不同的填筑階段，主堆石、次堆石、下游堆石是常見的壩體填筑材料順序。此外在壓路機(jī)碾壓后，還需要人工對(duì)鋪面找平，必要時(shí)可以對(duì)路面添加適量水，不僅能有效避免機(jī)械化操作的局限性，還能增強(qiáng)填筑材料的密實(shí)度，加固壩體鋪面。如某水庫(kù)最大壩高為31 m，壩頂長(zhǎng)寬分別為186 m、5 m,大壩采用干砌塊石進(jìn)行護(hù)坡。對(duì)該水庫(kù)大壩壩體填筑時(shí)采用先進(jìn)行上游段后進(jìn)行下游段填筑的方法，填筑高程為60.50 m,工程分2期完成，為保證連續(xù)施工，采用不停頓施工的辦法，分單元進(jìn)行填筑。在施工前先進(jìn)行找平基準(zhǔn)面的工作，然后對(duì)填石料進(jìn)行灑水處理，運(yùn)輸上壩料，進(jìn)行平料施工并進(jìn)行分塊、分條帶的填筑，繼而采用水平碾壓的方式對(duì)壩體根基進(jìn)行處理。之后按照先上游后下游的填料順序進(jìn)行填筑。最后進(jìn)行壩體質(zhì)量檢驗(yàn)，確保壩體施工質(zhì)量。

2.5 軟土地基處理技術(shù)

2.5.1 換土法

水利建筑工程施工對(duì)淤土層厚度有較高要求，若淤土層厚度較薄時(shí)，便不能滿足工程設(shè)計(jì)要求，此時(shí)可以采用換土法處理地基，即在淤土層換填灰土、沙壤土、水泥土或者粗砂等，然后采用沉井基礎(chǔ)，便可達(dá)到理想的地基處理效果。

2.5.2 強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯法主要適用于地基層為河流沖擊層、濱海沉積層或者是由泥炭、雜填土、粉土、黃土等構(gòu)成的地基。具體操作為：將重達(dá)80 kN的夯錘起吊到距離地面30 m左右的高空，讓其自由下落，重復(fù)操作，直至將地基夯實(shí)。

2.5.3 振動(dòng)水沖法

振動(dòng)水沖法類似于混凝土振搗，振動(dòng)器是主要的操作機(jī)具，該機(jī)具有上下各一個(gè)噴水口，地基在振動(dòng)器作用下分層形成孔，可以將碎石或者砂等填入孔內(nèi)，再進(jìn)行振動(dòng)和夯實(shí)，用以加固地基。

2.5.4 灌漿法

灌漿法主要運(yùn)用氣壓、液壓和電化學(xué)原理等，在一定外界條件下，利用漿液的固化特性，將水泥漿、黏土水泥漿、水泥砂漿等液化，并將其灌入水利建筑物和地基的縫隙部位，達(dá)到加固地基的良好效果。

2.5.5 旋噴法

旋噴法主要用在地基防滲工作中，目的是提高地基的防滲性能。旋噴法工作原理為：具有特殊噴嘴的注漿管在旋噴機(jī)的作用下被放置于土層預(yù)定深度，然后注漿管逐步提升高度，同時(shí)噴嘴在外力作用下做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生高壓，水泥固化漿液和土體則在高壓的擠破下混合，進(jìn)一步硬化成樁子。

2.5.6 加筋法

為了減少地基整體變形，增強(qiáng)水利建筑工程整體的穩(wěn)定性，施工單位可采用有效的加筋法。對(duì)于土工合成材料來(lái)說(shuō)，其抗拉能力較強(qiáng)，在土層中，拉筋和土顆粒之間會(huì)產(chǎn)生一定的摩擦力，這樣加筋材料與土層便形成一個(gè)穩(wěn)固的整體，有助于提高地基的穩(wěn)固性。

3 結(jié)語(yǔ)

水利建筑工程施工技術(shù)及其運(yùn)用不僅能確保水利水電工程項(xiàng)目的正常開展，還能促使水利水電工程企業(yè)獲得良好經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，促使企業(yè)形成良好的發(fā)展態(tài)勢(shì)。因此，在水利建筑工程施工時(shí)要結(jié)合實(shí)際情況選擇最佳施工技術(shù)，降低工程成本，節(jié)約資源，真正打造利國(guó)利民的良心工程。

（責(zé)任編輯：韋詩(shī)佳）

TV 54

B

1673-8853（2016）12-47-02

2016-10-11