探討水利水電施工技術(shù)的新進(jìn)展

1、    探討水利水電施工技術(shù)的新進(jìn)展    胡擁軍 陳少軍近十多年來，堤防工程的防滲技術(shù)，機(jī)械化施工的新技術(shù)含量有突破性進(jìn)展；土工合成材料在水利工程中的推廣應(yīng)用提高到一個新的水平；系統(tǒng)工程的施工組織設(shè)計(jì)上了一個新臺階。本文詳加陳述。：f407.9 ：a 一、混凝土壩施工混凝土壩施工以水工混凝土為筑壩材料，施工方法有現(xiàn)澆混凝土和預(yù)制混凝土兩種?，F(xiàn)澆混凝土施工又分為常態(tài)(常規(guī))混凝土和碾壓混凝土兩種。常態(tài)混凝土施工一般是以一定配合比的砂、石、水泥、摻合料和外加劑加水拌和成流態(tài)混合物。在施工現(xiàn)場澆入按建壩程序和大壩施工要求所組立的澆筑分塊模板內(nèi)。經(jīng)過養(yǎng)護(hù)，混合

2、物凝結(jié)成具有相當(dāng)強(qiáng)度的固體大塊(即大壩混凝土澆筑塊)。經(jīng)分壩段逐層逐塊澆筑并按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行壩段間和分塊間的接縫灌漿等措施，使各分塊聯(lián)成整體即構(gòu)成混凝土壩。 混凝土壩施工程序主要包括施工準(zhǔn)備、施工導(dǎo)流、地基開挖與處理(見巖基處理、軟基處理)、混凝土制備、混凝土澆筑、接縫灌漿等。施工準(zhǔn)備則為大壩施工和供應(yīng)器材設(shè)備的工作創(chuàng)造條件。主要有：1、修建下基坑道路。2、大型施工機(jī)械布置與安裝。3、修建專用混凝土供應(yīng)線，即由混凝土拌和系統(tǒng)通往大壩的運(yùn)輸線。4、設(shè)置制冷及制熱系統(tǒng)，這是對高壩及不良?xì)夂虻貐^(qū)特殊要求的施工工廠設(shè)施。施工導(dǎo)流由于混凝土壩施工期間壩面過水對工程的損失和風(fēng)險(xiǎn)較小，故采用的導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)較土石壩

3、低，并且盡可能采用枯水期導(dǎo)流。汛期利用壩體缺口或設(shè)置底孔、梳齒等泄水。如果一個枯水期壩體不可能搶出枯水位，可以考慮布置過水圍堰，汛期圍堰過水，汛后恢復(fù)基坑再接著施工。這是混凝土壩施工導(dǎo)流的一大特點(diǎn)。地基開挖與處理壩基要求有一定的抗壓強(qiáng)度和限定的壓縮變形值，壩體要與基礎(chǔ)結(jié)合緊密，膠結(jié)良好，因此壩基表層及風(fēng)化軟弱巖層應(yīng)按設(shè)計(jì)要求挖除。為防止地基滲漏和加強(qiáng)地基承載力，還要將斷層、軟弱夾層和溶巖等不良地質(zhì)構(gòu)造挖除并處理好。為將地基的節(jié)理、裂隙膠結(jié)起來，使壩基達(dá)到堅(jiān)固、密實(shí)與穩(wěn)定，常用基礎(chǔ)灌漿方法處理。在軟基上建混凝土壩，要解決地基侵蝕、沉陷、滲漏等問題?；炷翂误w使用的水工混凝土，除了有一般普通混凝土

4、質(zhì)量要求外，在不同的壩體部位還有低熱、抗?jié)B、抗凍。(1)混凝土骨料人工生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)入國際水平。采用人工骨料生產(chǎn)工藝流程，可以調(diào)整骨料粒徑和級配。生產(chǎn)系統(tǒng)配制了先進(jìn)的破碎軋制設(shè)備。(2)為滿足大壩高強(qiáng)度澆筑混凝土的需要。從拌和、運(yùn)輸和倉面作業(yè)等系統(tǒng)配置大容量、高效率的機(jī)械設(shè)備。使用大型塔機(jī)、纜式起重機(jī)，胎帶機(jī)和塔帶機(jī)，代表了我國混凝土運(yùn)輸?shù)南冗M(jìn)水平。(3)大型工程混凝土溫度控制，主要采用風(fēng)冷骨料技術(shù)，效果穩(wěn)，實(shí)用。(4)減少混凝土裂縫，廣泛采用補(bǔ)償收縮混凝土。應(yīng)用低熱膨脹混凝土筑壩技術(shù)，可節(jié)省投資，簡化溫控，縮短工期。有一些高拱壩的壩體混凝土，采用外摻氧化鎂進(jìn)行溫度變形補(bǔ)償。(5)模板費(fèi)用一般占混

5、凝土總造價的l530，且直接影響施工速度及混凝土質(zhì)量和美觀。中型工程廣泛采用組合鋼模板，而大型工程普遍采用大型鋼模板的懸臂鋼模板。模板尺寸有2 x 3m、3 x 2.5m、3×3m多種規(guī)格?；瑒幽０逶诖髩我缌髅妗⑺矶?、豎井、混凝土井中廣泛應(yīng)用。牽引動力有的為液壓千斤頂提升，有的為液壓提升平臺上升，有的有軌拉模，有的已發(fā)展為無軌拉模。二、土石壩施工土石壩又稱當(dāng)?shù)夭牧蠅危柰潦弦话憔偷亻_采，同時還可充分利用各種開挖料，且具有對基礎(chǔ)要求低、適應(yīng)基礎(chǔ)變形強(qiáng)的特點(diǎn)。根據(jù)填筑施工方法，一般可分為碾壓式土石壩、拋填式堆石壩、定向爆破堆石壩、隨著新型土石方機(jī)械的大量投入及填筑施工工藝水平不斷提高

6、，同時筑壩材料試驗(yàn)研究的深入，極大地拓寬了土石壩的用料范圍和用料模式，為土石壩更廣泛地應(yīng)用提供了有利條件，改變了土石壩長期存在著建設(shè)工期長、填筑強(qiáng)度低的不足，目前廣泛運(yùn)用的是薄層鋪筑并分層壓實(shí)的碾壓式土石壩。1.土質(zhì)心墻堆石壩(1)防滲土料選取通過大量研究，劣質(zhì)土料也能用于實(shí)際工程。如紅黏土、濕陷性黃土、膨脹土，各種含礫土、黏質(zhì)礫石土，風(fēng)化料，洪積的碎石土等，只要有正確的土料設(shè)計(jì)，合適的機(jī)械施工設(shè)備，科學(xué)的壓實(shí)參數(shù)，均可以作為防滲和壩殼土料。(2)基礎(chǔ)的防滲技術(shù)在深厚砂礫石層的基礎(chǔ)筑壩，建造防滲墻技術(shù)非常重要，近幾年來，造墻技術(shù)采用沖擊及反循環(huán)鉆機(jī)鉆主孔，抓斗挖掘副孔成墻；200t液壓拔管機(jī)起

7、拔接頭套管，用孔內(nèi)聚能爆破大孤石鉆進(jìn)等，完善了施工工藝，保證了成墻的施工質(zhì)量。(3)大型施工設(shè)備近期我國建成高土石壩，施工設(shè)備已達(dá)到很高水平。許多工程使用大型的施工設(shè)備進(jìn)行施工，標(biāo)志著土石方施工設(shè)備達(dá)到世界級水平。2.混凝土面板堆石壩全國已建和在建的混凝土面板堆石壩，壩高大干100m的有25座?；炷撩姘宥咽瘔尾捎玫氖┕すし凹夹g(shù)已相當(dāng)成熟，面板一般分一、二期面板，面板采用無軌滑模分塊澆筑。三、碾壓混凝土壩目前建設(shè)的碾壓混凝土壩，采用低于5svc值混凝土，有利于改善層面結(jié)合且不影響混凝土強(qiáng)度，使碾壓混凝土的工作性能得到更好的發(fā)揮。而采用高摻粉煤灰(6065)和低水泥用量(5060kgm3)。由

8、于水泥用量少，水化熱溫升減少，最大溫升12 16 ，混凝上強(qiáng)度能完全滿足設(shè)計(jì)的要求。變態(tài)混凝土是我國獨(dú)創(chuàng)，其性態(tài)由硬性混凝土變成低坍落度(12cm)常態(tài)混凝土。通過摻人適量的水泥膠漿，經(jīng)強(qiáng)力插入式振搗器振搗密實(shí)而形成，其層面的結(jié)合質(zhì)量和常態(tài)混凝土沒有區(qū)別，所以在壩的上游面，孔洞結(jié)構(gòu)周邊，巖石邊坡接合等部位可以采用同一種混凝土，這就使施工作業(yè)十分方便，消除了兩種混凝土結(jié)合不好的現(xiàn)象。四、堤防工程對防洪工程建設(shè)，垂直防滲墻是防滲處理最有效的措施。為了適應(yīng)堤防建設(shè)的需要，各種薄防滲墻（小于30）造墻設(shè)備引進(jìn)和研制出來，推動了工程的施工進(jìn)度，提高了工程質(zhì)量。施工方法大體可分為深攪法、置換法、擠壓法和高

9、噴法。護(hù)岸工程廣泛應(yīng)用了新技術(shù)，主要有鉸鏈?zhǔn)交炷脸僚抛o(hù)岸，模袋混凝土及合金鋼筋籠塊石。五、地基處理伴隨著工程復(fù)雜地基的建設(shè)，地基處理取得新的成績，如引進(jìn)cin灌漿，墻體接頭等居于先進(jìn)行列。防滲帷幕灌漿提出一種新的“灌漿強(qiáng)度值”（gin）方法。由于裂隙巖體灌漿時控制gin為一常數(shù)，則大裂縫注入量大而壓力小，細(xì)裂隙注入量小而壓力大，自動地適應(yīng)了巖體地質(zhì)條件的不規(guī)則性，使帷幕體總的注入漿量合理分布，效益與投資比率達(dá)到最大，取得了較好的效果。六、土工合成材料土工合成材料，具有反濾、排水、隔離、防滲、防護(hù)、加筋等多種功能。它具有重量輕、施工簡易、運(yùn)輸方便、價格低廉、料源豐富等優(yōu)點(diǎn)，在水利工程上使用得越

10、來越多。七、系統(tǒng)工程在施工組織設(shè)計(jì)中的應(yīng)用系統(tǒng)工程在水利工程施工組織管理中進(jìn)一步拓寬了應(yīng)用領(lǐng)域，居于全國前列，取得了一系列突破性成果，使其更適應(yīng)水工程建設(shè)的需要，前景更為廣闊，主要表現(xiàn)在應(yīng)用于主體工程施工方面。對各壩型施工過程中進(jìn)行模擬，編制相應(yīng)的施工模擬軟件，并先后在多項(xiàng)工程中得到驗(yàn)證，根據(jù)工程所處地區(qū)的氣溫和施工條件，用系統(tǒng)分析方法，建立以壩塊混凝土的溫控費(fèi)用為目標(biāo)函數(shù)，以設(shè)計(jì)規(guī)范、自然條件、水化熱、澆筑能力、壩塊尺寸、冷卻措施的效應(yīng)等因素作為約束條件的非線性規(guī)劃數(shù)學(xué)模型，可用于單塊實(shí)體混凝土澆筑塊溫度控制措施設(shè)計(jì)。其后，又建立了一種對整個壩體、整個施工期溫控措施進(jìn)行優(yōu)化的混合型非線型規(guī)劃數(shù)學(xué)模型，使所采用的溫控措施組合方案的總費(fèi)用最低。八、結(jié)語堤防工程的防滲技術(shù)，機(jī)械化施工的新技術(shù)含量有突破性進(jìn)展；土工合成材