淺論水利水電施工技術(shù)

劉春美

【摘 要】水利水電施工技術(shù)是一個(gè)系統(tǒng)工程，施工人員必須了解在建設(shè)過(guò)程中需要注意的技術(shù)問(wèn)題， 本文主要介紹預(yù)應(yīng)力錨固的建設(shè)，混凝土的砂石骨料，施工導(dǎo)流及圍堰，大體積碾壓混凝土等幾種施工技術(shù)進(jìn)行探討，對(duì)于水利水電施工是十分重要的。

【關(guān)鍵詞】水利水電；施工技術(shù)

Discussion on Water Conservancy and Hydropower Construction Technology

Liu Chun-mei

（Hengshui Yadong Hydropower Engineering Co.， Ltd Hengshui Hebei 053000）

【Abstract】Water conservancy and hydropower construction technology is a systematic project， construction workers must understand the technical issues that need attention in the process of construction. This paper mainly introduces the construction of prestressed anchorage， aggregate of concrete， construction diversion and cofferdam， large volume rolling Concrete and other construction techniques to explore， for the construction of water conservancy and hydropower is very important.

【Key words】Water Resources and Hydropower；Engineering Construction Technology

1. 預(yù)應(yīng)力錨固的施工

預(yù)應(yīng)力錨固是預(yù)應(yīng)力巖錨與混凝土預(yù)應(yīng)力拉錨的總稱，是在預(yù)應(yīng)力混凝土基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)錨固技術(shù)。預(yù)應(yīng)力錨束可以傳遞拉應(yīng)力，這是其他措施無(wú)法比擬的最大優(yōu)點(diǎn)。預(yù)應(yīng)力錨固隨其種類的不同而結(jié)構(gòu)型式各異，但總的來(lái)說(shuō)，均由錨孔、錨束兩個(gè)部分組成。錨孔是設(shè)置錨束的鉆孔，錨束是施加預(yù)應(yīng)力的主體。錨束系由錨頭、錨束體及錨固段等3個(gè)部分組成。錨固段是預(yù)錨的根基，系嵌固在錨孔底部的非張拉段；錨頭位于錨孔孔口以外，是張拉與鎖定預(yù)應(yīng)力的支撐部分，亦屬非張拉段；錨束的自由段是聯(lián)接錨頭與錨固段的主要部分，并承受預(yù)應(yīng)力張拉所施加的全部荷載。預(yù)應(yīng)力巖錨系將錨固段安放在基巖中的一種重要的預(yù)應(yīng)力錨固型式，它是與基巖錨孔直接關(guān)聯(lián)的預(yù)錨；混凝土預(yù)應(yīng)力拉錨可以與基巖無(wú)關(guān)，只是為加固建筑物，改善應(yīng)力狀態(tài)，修補(bǔ)混凝土缺陷所設(shè)置的預(yù)錨。

1.1 施工步驟。

預(yù)應(yīng)力錨固的施工包括：造孔、編束、放束與錨固、張拉、防護(hù)5個(gè)步驟。造孔須按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，包括鉆孔、測(cè)孔、擴(kuò)孔、固結(jié)灌漿與掃孔等工序，有時(shí)也將在完成直孔段的固結(jié)與掃孔之后，再進(jìn)行擴(kuò)孔。這是按大噸位黏著式錨固段的需要而提出的一般要求。對(duì)具體工程的具體錨固段型式，應(yīng)根據(jù)不同情況區(qū)別對(duì)待，切勿盲目套用。

1.2 編束的技術(shù)要求。

（1）全束平順，每根鋼絲或鋼絞絲的相對(duì)位置，均不得相互交叉，因?yàn)轭A(yù)應(yīng)力鋼絲在高應(yīng)力狀態(tài)下，若相互交叉，可能導(dǎo)致應(yīng)力集中或剪斷。

（2）錨束鋼絲與鋼絞絲之間，應(yīng)有一定空隙，以便在錨固注漿或封孔灌漿時(shí)，漿液能充填密室，鋼絲得到充分握裹和保護(hù)，否則對(duì)永久性防護(hù)不利。

（3）應(yīng)保證錨固段灌漿與封孔灌漿的進(jìn)漿管路都有通暢的通道，或預(yù)埋進(jìn)漿管及排氣管。

（4）錨束必須綁扎牢固，在運(yùn)輸、吊裝過(guò)程中，保證錨束不亂、不散，錨束的部分及保護(hù)層等都不致?lián)p壞。

（5）在放束入孔前，錨束在孔外堆放過(guò)程中，應(yīng)進(jìn)行妥善保護(hù)，保證錨束不發(fā)生銹蝕。

1.3 其它技術(shù)。

預(yù)應(yīng)力錨束的錨固方式有黏著式與機(jī)械式兩種。用純水泥漿的黏著式錨固和采用脹殼式的機(jī)械錨固是國(guó)內(nèi)目前采用的兩大主要類型。預(yù)應(yīng)力錨固的張拉，主要機(jī)具是千斤頂及高壓油泵等。

2. 混凝土的砂石骨料

（1）混凝土幾乎成為不可缺少的材料。其應(yīng)用范圍之廣，為其他材料所不及。房屋建筑、道路交通、橋梁隧洞、機(jī)場(chǎng)港灣、河工閘壩等等，無(wú)不應(yīng)用混凝土。混凝土和其他材料不同，它是多相復(fù)合材料，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)配制而成，其基本材料如水泥、砂子、石子、水、混合材、外加劑等，不同比例的組合就具有不同的性能，其中任何一種材料選擇不當(dāng)，控制失調(diào)，都將帶來(lái)嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題，輕者會(huì)導(dǎo)致工程不能滿足要求，重者會(huì)因質(zhì)量低劣而失敗。

（2）混凝土的砂石骨料占混凝土總體積80%左右，骨料的物理性能及其組合成份都直接或間接地影響著混凝土質(zhì)量，特別是水工混凝土的體積龐大，所用的骨料粒徑遠(yuǎn)大于工業(yè)民用建筑，其性能要求也比較復(fù)雜。

（3）骨料可以根據(jù)其粒徑、用途、品質(zhì)、比重、成因等等進(jìn)行分類。骨料生產(chǎn)中如何控制質(zhì)量穩(wěn)定，是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)混凝土的前提。盡管施工規(guī)范規(guī)定了粗細(xì)骨料的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，如不采取嚴(yán)格的管理和必要的控制措施，要達(dá)到該標(biāo)準(zhǔn)卻非易事。黏土及淤泥附在骨料表面，影響水泥漿對(duì)骨料的黏結(jié)力，混凝土強(qiáng)度隨之降低，在混凝土中混有較多的淤泥和黏土?xí)?dǎo)致混凝土的收縮量顯著增加，形成混凝土干縮裂縫的誘因。因此在水利水電工地對(duì)砂石系統(tǒng)都設(shè)有清洗砂石骨料設(shè)備。但是過(guò)分清洗，會(huì)使對(duì)混凝土密實(shí)性及強(qiáng)度起良好作用的細(xì)砂也隨之流失，會(huì)產(chǎn)生副作用。砂子對(duì)混凝土是非常重要的，砂子的細(xì)度對(duì)水泥用量，混凝土的和易性、抗裂性、耐久性都有密切關(guān)系。endprint

3. 施工導(dǎo)流及圍堰

（1）施工導(dǎo)流工程是在水利樞紐工程建設(shè)過(guò)程中，對(duì)河床水流進(jìn)行控制的全面部署，是水利樞紐工程施工中的關(guān)鍵性的施工措施。大型水利樞紐工程建設(shè)過(guò)程中的導(dǎo)流工程的好壞，還涉及發(fā)電、防洪、灌溉、航運(yùn)、供水等其他國(guó)民經(jīng)濟(jì)部門的利益。施工導(dǎo)流工程處理的好壞，關(guān)系到樞紐建筑物施工條件的好壞，工程建設(shè)進(jìn)度的快慢并影響其他國(guó)民經(jīng)濟(jì)部門的利益。因此，在水利樞紐工程建設(shè)過(guò)程中必須妥善地做好導(dǎo)流工程。

（2）水利樞紐建筑物的施工，受當(dāng)?shù)氐匦巍⒌刭|(zhì)、洪水、降雨、氣溫等自然條件的直接影響。對(duì)此，各工程還具有明顯的不可重復(fù)性。為了簡(jiǎn)化臨時(shí)性的導(dǎo)流工程，以降低造價(jià)，加快施工進(jìn)度，通常是利用枯水季節(jié)進(jìn)行大施工，在此期間往往要完成大量的土石方和混凝土工程量。由于河流有一年一度洪枯季節(jié)的周期性，所以水利樞紐工程施工具有季節(jié)性強(qiáng)的特點(diǎn)，帶來(lái)的施工的不均衡性，這就需要在工程施工安排中，切實(shí)地做好施工強(qiáng)度及人力、物力、財(cái)力的綜合平衡。

（3）施工導(dǎo)流是一場(chǎng)為水工建筑物施工，而進(jìn)行的與河水爭(zhēng)地、爭(zhēng)時(shí)的斗爭(zhēng)，它與施工總進(jìn)度是密切相關(guān)的。導(dǎo)流時(shí)段的劃分、導(dǎo)流流量的選擇、導(dǎo)流方案及措施的擬定等，均應(yīng)按國(guó)家建設(shè)計(jì)劃的要求和水工建筑物主體工程的控制進(jìn)度為主要依據(jù)。控制性施工總進(jìn)度實(shí)際就是壩和導(dǎo)流工程在洪水賽跑中所必須達(dá)到的時(shí)間指標(biāo)，導(dǎo)流工程必須最大限度地滿足施工總進(jìn)度的要求。

（4）為了使水利樞紐建筑物能在干地上進(jìn)行施工和檢修，需要修建臨時(shí)性擋水結(jié)構(gòu)物，稱為圍堰。它是一種臨時(shí)性壩工，其工作條件有一定的特殊性。一般情況下，任何水利樞紐工程施工都需要修筑圍堰，有時(shí)圍堰只占河床的一部分，有時(shí)也有攔斷整個(gè)河床的。在大型水利樞紐的設(shè)計(jì)和建設(shè)中，圍堰的平面布置通常應(yīng)通過(guò)水利模型試驗(yàn)加以驗(yàn)證。正確選定圍堰的平面布置可減少河道沖刷，減輕航運(yùn)和排水方面的困難。由于修建圍堰使原河道的過(guò)水?dāng)嗝婵s小，流速加大，水流對(duì)圍堰堰體將產(chǎn)生很大的沖擊，致使圍堰結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

4. 大體積碾壓混凝土

4.1 技術(shù)發(fā)展概況。

（1）碾壓混凝土是近20多年興起并得到迅速發(fā)展的一項(xiàng)筑壩新技術(shù)，在世界范圍內(nèi)得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。它是使用填筑土石壩的大型運(yùn)輸，振動(dòng)碾壓機(jī)械，壓實(shí)非常干硬的混凝土拌和物，采用大體積，薄層碾壓上升的澆筑方法。這種施工方法速度快，投資省，經(jīng)濟(jì)效益高。最適于大體積和大面積（如路面，飛機(jī)跑道等）混凝土施工。

（2）我國(guó)開(kāi)展碾壓混凝土試驗(yàn)研究適于1978年。碾壓混凝土有別于常規(guī)混凝土的主要特征是：拌和物干硬，坍落度為零，施工方法更接近于土石壩的填筑方法，采用通倉(cāng)薄層鋪料，振動(dòng)碾表面壓實(shí)；而常規(guī)大壩混凝土施工采用柱狀分塊，插入式搗固。工程實(shí)踐顯示了碾壓混凝土的優(yōu)越性是施工速度快，經(jīng)濟(jì)效益高。

4.2 建筑材料類型。

4.2.1 碾壓混凝土作為一種新型建筑材料，可大致分為3種類型： （1）貧碾壓混凝土； （2）高粉煤灰摻量混凝土； （3）用天然級(jí)別砂卵石加少量水泥拌制的碾壓混凝土。

4.2.2 碾壓混凝土是一種新型的混凝土，它的組成成分和其他混凝土一樣，也是由砂石骨料，膠凝材料及水和一定的空隙氣泡所構(gòu)成，但組成成分的比例與常規(guī)混凝土有較大差別。其特點(diǎn)是：混凝土拌和物非常干稠，須通過(guò)振動(dòng)碾壓，才能壓實(shí)的超干硬性混凝土。它主要是用于堤壩等大體積混凝土工程，也有用于各種道路工程。

4.2.3 碾壓混凝土是采用通倉(cāng)或大面積薄層鋪料，振動(dòng)碾表面壓實(shí)的干硬性混凝土，雖與常規(guī)混凝土采用基本相同的材料，但混凝土配合比有很大差別。碾壓混凝土配合比與普通大壩內(nèi)部混凝土相比，有5點(diǎn)區(qū)別： （1）水泥灰漿量少； （2）骨料最大粒徑由于施工方法和碾壓機(jī)械能量的制約不能過(guò)大； （3）混凝土含砂率較高； （4）碾壓混凝土要求的稠度范圍不大； （5）粉煤灰摻量較多等。

4.2.4 混凝土各種組成材料，按比例配合，經(jīng)攪拌制得的未凝固材料稱為混凝土拌和物。施工對(duì)碾壓混凝土拌和物的要求，主要著眼于使運(yùn)輸、推鋪、碾壓等工藝過(guò)程易于進(jìn)行，以及在整個(gè)施工過(guò)程中不發(fā)生明顯的材料離析，拌和物VC值應(yīng)在相應(yīng)要求范圍之內(nèi)，以保證碾壓施工的正常進(jìn)行。碾壓混凝土是采用通倉(cāng)薄層碾壓施工的，碾壓層之間的黏結(jié)一般被認(rèn)為是最薄弱的地方。而層間黏結(jié)不良對(duì)壩體穩(wěn)定及耐久性都是不利的。用垂直水平縫鉆取的芯樣，兩端黏結(jié)鋼拉板，進(jìn)行軸向拉伸試驗(yàn)，所測(cè)得水平施工縫的黏接強(qiáng)度，可反映水平縫兩側(cè)的黏結(jié)強(qiáng)度。

5. 水工混凝土外加劑的選擇與應(yīng)用

水利、電力建設(shè)中，混凝土是最基本的大宗建筑材料，而混凝土外加劑則是用途廣，作用大，效益高的第五種混凝土組成材料。因此，廣泛的推廣應(yīng)用混凝土外加劑，既是混凝土技術(shù)發(fā)展的需要，更是水利電力建設(shè)的需要。從50年代開(kāi)始，我國(guó)在水利、電力建設(shè)中，利用混凝土外加劑的歷史已有數(shù)十年，積累了許多寶貴經(jīng)驗(yàn)。隨著水利電力建設(shè)的發(fā)展，還將出現(xiàn)品種更多，效能更好的外加劑。外加劑一般分為： （1）改善新拌混凝土流變性質(zhì)的外加劑； （2）改變混凝土孔隙結(jié)構(gòu)和含氣量的外加劑； （3）調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)和硬化性質(zhì)的外加劑； （4）改變混凝土變形能力的外加劑； （5）提高抗物理作用能力的外加劑； （6）提高抗力學(xué)作用能力的外加劑； （7）提高抗化學(xué)作用能力的外加劑； （8）提高抗生物作用能力的外加劑； （9）提高表面強(qiáng)度的外加劑； （10）改善表面色澤的外加劑；處理表面的外加劑；修補(bǔ)或解體用外加劑。

6. 結(jié)束語(yǔ)

以上闡述了幾種水利水電施工技術(shù)，還有很多種施工技術(shù)，這些施工技術(shù)在水利水電施工中，成熟地應(yīng)用才能使水工建筑更加穩(wěn)定與安全，所以我們要更深入了解和學(xué)習(xí)這些施工技術(shù)，并應(yīng)用到工作當(dāng)中。endprint