新技術(shù)新工藝在水利工程建設(shè)中的應(yīng)用探討

吳飛飛

(南昌市水利規(guī)劃設(shè)計(jì)院，南昌 330009)

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新技術(shù)新工藝在水利工程建設(shè)中的應(yīng)用探討

吳飛飛

(南昌市水利規(guī)劃設(shè)計(jì)院，南昌 330009)

當(dāng)前影響水利工程建設(shè)的不良因素有很多，為了保證水利工程建設(shè)質(zhì)量、加快行業(yè)發(fā)展，必須積極探索新技術(shù)新工藝在水利工程項(xiàng)目施工過(guò)程中的廣泛應(yīng)用，優(yōu)化和完善水利工程建設(shè)的各個(gè)環(huán)節(jié)，提高水利工程施工技術(shù)，才能切實(shí)提高水利工程質(zhì)量，使其經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益得以發(fā)揮。

水利工程；新技術(shù)；新工藝；應(yīng)用

1 水利工程建設(shè)中新技術(shù)新工藝應(yīng)用概述

為了保證水利工程建設(shè)質(zhì)量、加快行業(yè)發(fā)展，必須積極探索新技術(shù)新工藝在水利工程項(xiàng)目施工過(guò)程中的廣泛應(yīng)用，包括防水毯施工工藝、生物砌塊施工技術(shù)、長(zhǎng)距離輸水工藝、板式倒流技術(shù)、綠化(透水)混凝土、人工濕地技術(shù)等工藝技術(shù)在水利工程建設(shè)中日益得到廣泛應(yīng)用，有利于節(jié)約資源、節(jié)省工程成本，堅(jiān)持“水利工程建設(shè)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)相結(jié)合”的施工理念，縮短施工工期、提高經(jīng)濟(jì)效益。

2 水利工程建設(shè)中新技術(shù)新工藝的應(yīng)用

2.1 堆石混凝土技術(shù)

堆石混凝土充分利用自密實(shí)混凝土(SCC)[1]所具有的高流動(dòng)性、抗分離性等優(yōu)勢(shì)，將自密實(shí)混凝土隨機(jī)填充在粒徑較大的塊石內(nèi)而形成混凝土堆石體的一種技術(shù)，由于自密實(shí)混凝土具有抗離析、高流動(dòng)及強(qiáng)填充黏結(jié)等特性，故其在自重作用下會(huì)完全填滿堆石體空隙并與之成為一體，穩(wěn)定性較好，大大減少水泥用量和投入成本，且自密實(shí)混凝土澆筑方式施工工藝簡(jiǎn)單、便于施工。

2.2 綠化混凝土技術(shù)

綠化混凝土技術(shù)通過(guò)將綠色植物種植在混凝土空隙中的方法將綠色植物與混凝土切塊結(jié)合起來(lái)的一種健康環(huán)保的新型防護(hù)技術(shù)，該工藝在實(shí)施過(guò)程中包括2個(gè)步驟：①先將混凝土進(jìn)行預(yù)制砌塊處理，并在其上制作大量不規(guī)則孔徑，由于混凝土主要由廢渣及碎石構(gòu)成，為了提升其耐久性與堅(jiān)固性，必須將一些高分子材料摻入孔徑中，并使之與預(yù)制砌塊充分混合；②將植物生長(zhǎng)所需的肥料與土壤填充在混凝土砌塊的孔徑中，并加入適當(dāng)保水劑，待植物生長(zhǎng)后便可形成既美觀又環(huán)保的保水體。綠化混凝土技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)生態(tài)功能與防護(hù)功能、草皮護(hù)坡與混凝土硬質(zhì)護(hù)坡技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，作為一種可持續(xù)發(fā)展的新技術(shù)新工藝還能大大節(jié)省工程成本，其生長(zhǎng)基的抗壓強(qiáng)度隨著水泥量的增加而增大，如圖1。

圖1 綠化混凝土的灰骨比-抗壓強(qiáng)度關(guān)系圖

2.3 防水毯施工技術(shù)

防水毯方式施工技術(shù)也就是膨潤(rùn)土防水毯在水利工程建設(shè)中的具體應(yīng)用，膨潤(rùn)土防水毯技術(shù)將鈉基膨潤(rùn)土填充在一面是無(wú)紡?fù)凉げ级硪幻媸怯屑復(fù)凉げ嫉膬蓪油凉た椢镏g，并采用針刺法連接并固定膨潤(rùn)土顆粒而形成抗剪性能與防水性能較好的防水毯[2]。

膨潤(rùn)土的礦物學(xué)名為蒙脫石，采用天然鈉基膨潤(rùn)土為原料制成的防水材料性能穩(wěn)定、結(jié)水能力強(qiáng)、與水接觸48h后即完成水化反映，隨即膨脹4-5倍，并形成體積更大的膠體隔膜，可以有效防止水分滲入，同時(shí)其具有自我修補(bǔ)功效，可以較為持久地發(fā)揮防水性能。膨潤(rùn)土防水毯由新型復(fù)合防水材料制成，而且當(dāng)前尚無(wú)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，該技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中可以參照美國(guó)與韓國(guó)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，見表1。

表1 膨潤(rùn)土防水毯的主要性能指標(biāo)

2.4 振沖技術(shù)

振沖技術(shù)是在高壓水流的作用下同時(shí)通過(guò)設(shè)備振動(dòng)促使松沙地基更加密實(shí)，或是在軟弱黏性地基中開挖并將碎石等填充物注入其中形成樁型柱體，并使樁型柱體與黏性土緊密結(jié)合形成壓縮型復(fù)合地基，從而完成軟土地基加固的一種技術(shù)。

必須通過(guò)對(duì)水、電、料三者進(jìn)行控制以加強(qiáng)振沖技術(shù)施工質(zhì)量的控制，①振沖技術(shù)運(yùn)用過(guò)程中水是關(guān)鍵因素，既保證水量的充足，防止塌孔并保證制樁順利進(jìn)行，又要按照土質(zhì)及施工強(qiáng)度要求確定恰當(dāng)?shù)乃畨海煽走^(guò)程中，水量和水壓越大越好，而當(dāng)接近或達(dá)到設(shè)計(jì)加固深度時(shí)，必須緩慢降低水量和水壓。②按照現(xiàn)場(chǎng)制樁試驗(yàn)的要求確定并控制密實(shí)電流，只有振沖器在某一固定深度留振時(shí)間內(nèi)電流穩(wěn)定在某一數(shù)值上，這一電流才能作為密實(shí)電流。③加料過(guò)程必須緩和，切忌加料過(guò)猛，在樁基處所需的填料比其余部分要多，樁基處填料量占全部填料量的1/2-3/4左右。總之，振沖技術(shù)在水利工程建設(shè)中的成功運(yùn)用必須控制好填料量、密實(shí)電流和留振時(shí)間三個(gè)變量，根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，粉性地基制樁過(guò)程中，密實(shí)電流容易保證，但留振時(shí)間和填料量較難控制；而在軟弱土地基中，留振時(shí)間和填料量容易控制而密實(shí)電流控制難度大。

表2 水利工程建設(shè)中振沖技術(shù)參數(shù)設(shè)置

2.5 預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管(PCCP)

預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管(PCCP)這種新型管材內(nèi)壁光滑、阻力小、糙率低、接頭具有較好的密封性和抗腐蝕性能、壽命長(zhǎng)且造價(jià)低，當(dāng)前這種新型復(fù)合管材工藝技術(shù)已經(jīng)在我國(guó)水利工程建設(shè)過(guò)程中普遍采用。預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管(PCCP)利用各種壓力與荷載進(jìn)行管材設(shè)計(jì)，方法先進(jìn)，且充分考慮到管壁所面臨的各種(非)彈性變形，將混凝土對(duì)PCCP管所施加的抗拉與抗壓應(yīng)力限值在合理范圍內(nèi)[3]。預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管(PCCP)使用鋼筒材料，有效避免了普通管材工藝所普遍面臨的滲水與腐蝕問題，抗壓強(qiáng)度完全符合標(biāo)準(zhǔn)要求，因而比其他管材能承受更大的外力荷載。預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管(PCCP)內(nèi)壁光滑，表明發(fā)生瘤節(jié)與結(jié)垢的情況幾乎不會(huì)出現(xiàn)，這保證了管道較高的通水能力，經(jīng)試驗(yàn)預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管糙率n=0.0107，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于普通管材糙率值。PCCP管完全采用鋼制承插口式接口，接口孔隙率非常小，且在接口處還配有膠圈、凹槽等設(shè)置，這樣在接口承接時(shí)密封效果和固定效果非常好。除了上述優(yōu)點(diǎn)外，該工藝技術(shù)還具有較好的抗腐蝕抗壓性能、造價(jià)低、運(yùn)行安全、使用壽命長(zhǎng)且能產(chǎn)生較高的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管材已經(jīng)列入《我國(guó)水利工程建設(shè)技術(shù)規(guī)劃》(2010)，規(guī)劃認(rèn)為該管材作為鋼管和預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)而形成的新型管材工藝技術(shù)，在水利工程建設(shè)中發(fā)展?jié)摿薮螅転樗こ處?lái)明顯的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。

3 結(jié) 論

綜上所述，新技術(shù)新工藝在水利工程建設(shè)中的引進(jìn)，既提高了工程質(zhì)量，節(jié)約資源，降低成本，縮短工期，又大大提高了經(jīng)濟(jì)效益。這些新工藝新技術(shù)不僅在水利工程建設(shè)中成功應(yīng)用，而且在其他工程，如膨潤(rùn)土防水毯防水施工技術(shù)在市政、道路、環(huán)保、民用建筑防水施工等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，作為水利工程設(shè)計(jì)者，必須不斷探索新技術(shù)新工藝的合理設(shè)計(jì)與有效應(yīng)用。

[1]羅安靜，李效強(qiáng).關(guān)于新技術(shù)新工藝在水利工程中的應(yīng)用分析[J].中國(guó)水運(yùn)：下半月，2013(11)：274-275.

[2]張健，潘杰.淺談新技術(shù)、新材料、新工藝在水利工程建設(shè)中的作用[J].水利天地，2015(03)：45-46.

[3]彭文革.水利施工新技術(shù)的應(yīng)用分析[J].江西建材，2013(01)：112-113.

1007-7596(2017)03-0145-03

2017-02-20

吳飛飛(1961-)，男，江西南昌人，工程師。

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