湖北某水利工程施工技術(shù)關(guān)鍵要點(diǎn)研究

陳龍

摘? 要：該文以水利工程施工技術(shù)為研究對(duì)象，以湖北某5級(jí)水電站為工程背景，探討了水利工程施工中的一些關(guān)鍵要點(diǎn)，包括施工導(dǎo)流與截流技術(shù)、土方工程和基坑排水施工技術(shù)、灌漿鉆孔施工及混凝土配比分析技術(shù)等幾個(gè)方面，實(shí)際工程施工過(guò)程中人們就會(huì)減少施工工序，在施工技術(shù)方面沒(méi)有嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)的施工方式進(jìn)行，給整個(gè)工程建設(shè)的質(zhì)量造成嚴(yán)重的影響。論文總結(jié)了一系列的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，相信對(duì)從事相關(guān)工作的同行能有所裨益。

關(guān)鍵詞：水利工程? ?施工? ?鉆孔? ?混凝土

中圖分類號(hào)：TV52? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791（2021）06（c）-0007-03

Research on Key Points of Construction Technology of a Water Conservancy Project in Hubei Province

CHEN Long

（Honghu Municipal Water Conservancy and Hydropower Construction and Installation Engineering Co.， Ltd.， Honghu， Hubei Province， 433299? China）

Abstract： Taking the construction technology of water conservancy project as the research object and a 5-level hydropower station in Hubei Province as the engineering background， this paper discusses some key points in the construction of hydraulic engineering， including construction diversion and closure technology， earthwork and foundation pit drainage construction technology， grouting drilling construction and concrete ratio analysis technology. In the actual engineering construction process， people will reduce the construction process， In terms of construction technology， it is not carried out in strict accordance with the standard construction method， which has a serious impact on the quality of the whole project construction. This paper summarizes a series of relevant experience， which is believed to be beneficial to colleagues engaged in relevant work.

Key Words： Hydraulic engineering; Construction; Drilling; Concrete

我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶動(dòng)了各地區(qū)各行業(yè)的持續(xù)化發(fā)展，在經(jīng)濟(jì)繁榮的社會(huì)背景下，建設(shè)業(yè)的發(fā)展業(yè)逐漸成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱之一。雖然我國(guó)的科學(xué)技術(shù)在很大程度上得到了提高，但是在水利工程施工過(guò)程中往往存在諸多問(wèn)題，這樣長(zhǎng)期下去就會(huì)影響到水利工程建筑業(yè)的發(fā)展，嚴(yán)重的情況下將會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，水利工程事故的發(fā)生給人們的生命安全埋下了隱患[1]。因此關(guān)于水利工程施工技術(shù)的改進(jìn)很重要，相關(guān)單位應(yīng)該提高水利工程施工技術(shù)，為水利工程持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造良好的基礎(chǔ)條件。

1? 施工導(dǎo)流與截流技術(shù)分析

長(zhǎng)期以來(lái)，人們對(duì)水利工程的施工技術(shù)進(jìn)行了大量的討論和分析。根據(jù)水利工程建設(shè)現(xiàn)狀，水利工程建設(shè)過(guò)程中的改造部分大多采用階段性過(guò)渡，堵水技術(shù)大多采用圍堰斷流法。土石圍堰是水利工程建設(shè)中廣泛使用的圍堰斷流方法，以混凝土圍堰更為常見(jiàn)[2]。截流技術(shù)在水利工程建設(shè)中的應(yīng)用具有重要意義。關(guān)閉是水利工程持續(xù)順利建設(shè)的前提和基礎(chǔ)。因此，有必要改進(jìn)并順利完成水利工程施工過(guò)程中的合閘技術(shù)，以保證水利工程施工過(guò)程中其他施工環(huán)節(jié)的順利進(jìn)行。

但是，施工期間封閉技術(shù)應(yīng)用的失敗會(huì)延遲項(xiàng)目的完成，更嚴(yán)重的是會(huì)造成下游地區(qū)的災(zāi)害。因此，在節(jié)水工程建設(shè)中，應(yīng)優(yōu)先考慮節(jié)流工作。由于合閘作業(yè)難度大，施工需要大量的人力、物力，因此合閘作業(yè)的技術(shù)要求較高，施工組織必須做好[3]，只有這樣才能順利完成合閘操作。垂直堵漏法和水平堵漏法是封閉工程中常用的兩種施工方法。其中，水平堵漏法是在河道上架起浮橋，用小船攔河的方法，立堵分單戧、雙戧或多戧等幾種形式[3]，合閘方法各有特點(diǎn)，因地制宜。因此，在封閉施工時(shí)，需要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，選擇最合適的封閉方式，最大限度地發(fā)揮施工效果。

以湖北省第五發(fā)電廠為例，工程截流流量2 481 m3/s，導(dǎo)流洞導(dǎo)流流量815 m3/s，龍口初始寬度66.5 m，水面寬度50 m，上游水位608 m，堤防落差2.2 m。堤防截流時(shí)間27 h，消耗截流材料6.98萬(wàn)m3。

該工程主體水工結(jié)構(gòu)為一級(jí)建筑。首先，設(shè)計(jì)采用單路堤豎向封堵法和封路雙向占用法。但在實(shí)際關(guān)閉前，關(guān)閉驗(yàn)收專家組的意見(jiàn)和關(guān)閉期間的水文預(yù)測(cè)表明，預(yù)計(jì)進(jìn)水量大于設(shè)計(jì)進(jìn)水量，經(jīng)專家組一致建議，最終對(duì)引水隧洞進(jìn)水巖進(jìn)行了優(yōu)化。由于計(jì)算出的封閉斷面力學(xué)參數(shù)較高，施工難度較大，特制訂了封閉斷面水力參數(shù)觀測(cè)方案[4]。在封閉體附近安裝全站儀，通過(guò)計(jì)算機(jī)編程計(jì)算封閉體上下游之間的水位和落差，為封閉體的順利完成提供技術(shù)支持。龍口測(cè)點(diǎn)布置見(jiàn)圖1。

2? 土方工程和基坑排水工施工技術(shù)

在水利工程建設(shè)過(guò)程中，土方工程是水利工程建設(shè)的基本組成部分。隨著水利工程施工技術(shù)的提高和發(fā)展以及水利工程的建設(shè)，干填碾壓土方工程施工技術(shù)更加適用，并隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展得到廣泛應(yīng)用。

在土方施工過(guò)程中，必須嚴(yán)格控制質(zhì)量，在強(qiáng)度和密實(shí)度方面必須嚴(yán)格按照國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工。在水利工程建設(shè)中，大壩的穩(wěn)定性十分重要，高穩(wěn)定性是保證大壩安全的主要條件[5]。同時(shí)要保持一定的沉降量，這樣土方工程才能保證一定的防漏效益。水利工程施工較為復(fù)雜，涉及的工作和機(jī)械種類較多，必須進(jìn)行全面的檢查，以確保土方工程完成后施工工作的安全性和可靠性。

在水利工程的實(shí)際施工過(guò)程中，一般工程的施工都位于地下水或外水位處。針對(duì)這種情況，水利工程在施工過(guò)程中往往受到雨水、地下水等因素的影響，因此制定相應(yīng)的排水措施非常重要，直接關(guān)系到工程建設(shè)的施工進(jìn)度和質(zhì)量保證。為了給水利工程創(chuàng)造良好的環(huán)境，基坑水的排放在實(shí)際施工過(guò)程中是非常重要的。因此，有必要加強(qiáng)阿特拉斯的承載力，防止地基受到水的沖擊而嚴(yán)重?fù)p壞。在基坑排水處理中必須選擇合適的方式，減少施工難度，提高工程施工質(zhì)量[6]。

3? 水利工程灌漿孔鉆孔施工技術(shù)

3.1 鉆孔

確定灌漿孔后，鉆孔。鉆頭直徑為91 mm硬質(zhì)合金鉆頭或金剛石鉆頭，孔深控制在61～77 m之間。孔排列成一排。鉆孔必須按以下要求進(jìn)行：首先，鉆頭的縱軸必須垂直。孔位偏差控制在10 m以內(nèi)。鉆孔時(shí)，每5 m測(cè)量一次坡度。如果孔斜度超過(guò)最大允許值，則必須再次清潔孔以糾正偏差。其次，根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行巖心鉆孔，繪制孔直方圖，并進(jìn)行巖心掃描。

3.2 沖洗

鉆孔后，將孔內(nèi)的石粉從孔中排出，直至回流清晰，并沖走孔中的碎屑和巖石裂縫。可采用高壓脈動(dòng)沖洗、提升沖洗或高壓水沖洗。澆水時(shí)，確保將鉆孔過(guò)程中產(chǎn)生的巖塵和細(xì)小的土壤顆粒從孔中沖出。觀察確認(rèn)回水干凈后，采用高壓脈動(dòng)沖洗或高壓水沖洗。巖層中的孔洞和裂縫被沖洗了2次[7]。

3.3 壓水

在施工過(guò)程中，水壓試驗(yàn)是從上到下進(jìn)行的。水壓試驗(yàn)必須在特定壓力下進(jìn)行。鉆孔時(shí)，需要對(duì)孔洞和裂縫施加水壓。根據(jù)加壓水的時(shí)間和數(shù)量，可以計(jì)算巖石的滲透性和其他參數(shù)。首先，巖石滲透率的參數(shù)是單位吸水量，即單位時(shí)間單位長(zhǎng)度測(cè)試工具之間壓入的水量，可按式（1）計(jì)算。

ω=Q/LH（1）

式中，Q為單位時(shí)間總注水量，L/min;H為水力試驗(yàn)計(jì)算水頭;L表示壓水試驗(yàn)的孔段長(zhǎng)度;ω表示單位吸水量，水力試驗(yàn)的主要目的是確定巖石的滲透率，通常表示為水滲透率q，單位為L(zhǎng)u。水壓為1 MPa時(shí)，是指1 m/min的試驗(yàn)段。

注水量為1 L時(shí)，滲透率為1 Lu。滲透率的測(cè)量主要是了解孔洞區(qū)域的滲漏情況和巖石裂縫的發(fā)生情況，為注漿提供依據(jù)[8]。

3.4 灌漿

首先，帷幕灌漿和固結(jié)灌漿均遵循孔從細(xì)到密、順序排列的原則。如果采用固結(jié)灌漿法，則至少應(yīng)設(shè)置兩個(gè)孔序。其次，注漿方法。如果是基礎(chǔ)灌漿，則采用先固結(jié)后帷幕的方法。根據(jù)灌漿漿液的流動(dòng)特性，自上而下分段封堵，并采用較高的壓力，以獲得良好的灌漿質(zhì)量。一般鉆深5 m時(shí)，進(jìn)行沖洗和水壓試驗(yàn)，然后進(jìn)行灌漿。完工后，進(jìn)行下一段工作，循環(huán)直至達(dá)到設(shè)計(jì)深度。再次，灌漿壓力。在選擇壓力時(shí)，應(yīng)盡量選擇最大壓力值。壓力越高，漿液可最大限度地注入裂縫內(nèi)，提高灌漿質(zhì)量。應(yīng)注意的是，地層不會(huì)受到損害。最后，灌漿完成后封孔。一般采用壓漿封孔，竣工后進(jìn)行質(zhì)量評(píng)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(shè)是為了處理河水的出路問(wèn)題。因此在新的工程建設(shè)過(guò)程中起底板為40 cm×40 cm，鋼筋混凝土的底板厚為1.7 m，加強(qiáng)帶使用的是防滲等級(jí)為P8的補(bǔ)償收縮混凝土，寬為3 m。在工程施工過(guò)程中混凝土的澆筑量比較大，在短時(shí)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320 t鋼筋，混凝土為1 740 m3。

因此，為減少施工過(guò)程中的材料消耗，實(shí)際施工過(guò)程中的混凝土材料應(yīng)以商品為主，配合比見(jiàn)表1。該改造工程施工期間，混凝土坍落度為130～150 mm，泵送混凝土水灰比為0.3～0.5，砂比為35～40%，控制水泥用量最小。必須滿足這些條件才能保證施工質(zhì)量和效果。粗骨料由碎石制成，最大粒度控制在24 mm，含泥量小于1%，密度大于2.55 t/m。

在選擇細(xì)骨料時(shí)，應(yīng)以河砂為主要細(xì)骨料。砂子粒度可通過(guò)0.303 mm篩，含泥量小于3%，密度不小于2.50 t/m。溶脹劑用量為水泥用量的3.5%。在試驗(yàn)研究過(guò)程中，這種混凝土配合比大大提高了性能。在實(shí)際施工過(guò)程中，混凝土澆筑技術(shù)、振動(dòng)與混凝土養(yǎng)護(hù)等相關(guān)施工技術(shù)也應(yīng)有所提高。

5? 結(jié)語(yǔ)

水利工程建設(shè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱之一，水利工程建設(shè)技術(shù)是水利工程的重要內(nèi)容。此外，水利工程的建設(shè)對(duì)于促進(jìn)我國(guó)健康可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。但在實(shí)際工程建設(shè)過(guò)程中，人們會(huì)減少建設(shè)材料，根據(jù)施工工藝方面的標(biāo)準(zhǔn)，此行為容易影響施工質(zhì)量，引發(fā)危險(xiǎn)事故，造成大量人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。因此，為我國(guó)水利工程的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，需要不斷提高施工技術(shù)在水利工程建設(shè)中的應(yīng)用。

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