剖析水利工程施工技术的要点

时间:2024-07-19 07:00:02

近几年来,我国的水利建设处于快速发展的时期,在施工关键技术上取得新的突破,本文就施工的关键技术给予了深刻剖析,并结合我国水利工程发展实践,介绍了先进技术的应用概况。

一、水利工程施工的特点

水利工程施工与一般土木工程如道路、铁路、桥梁和房屋建筑等的施工有许多相同之处。例如:主要施工对象多为土方、石方、混凝土、金属 结构和机电设备安装等项目;某些施工方法相同;某些施工机械可以通用;某些施工的组织管理工作也可互为借鉴。但水利工程作为一门独立的学科,自身有其独自的特点。

1.水利工程承担挡水、蓄水和泄水的任务,因而对水工建筑物的稳定、承压、防渗、抗冲、耐磨、抗冻、抗裂等性能都有特殊要求,需按照水利工程的技术规范,采取专门的施工方法和措施,确保工程质量。

2.水利工程对地基的要求比较严格,工程又常处于地质条件比较复杂的地区和部位,地基处理不好就会留下隐患,事后难以补救,需要采取专门的地基处理措施。

3.水利工程多在河道、湖泊、沿海及其他水域施工,需根据水流的自然条件及工程建设的要求进行施工导流、截流及水下作业。

4.水利工程要充分利用枯水期施工,有很强的季节性和必要的施工强度,有的工程因受气候影响还需采取温度控制措施,以确保工程质量。水利工程施工,与社会和自然环境关系密切,因而实施工程的影响也较大,须要把握时机,合理安排计划,精心组织施工,及时解决施工中的防洪、渡汛等问题,以策安全。

二、水利工程施工核心技术

1.土质心墙堆石坝

在深厚砂砾石层的基础筑坝,建造防渗墙技术非常重要。近几年来,造墙技术采用冲击及反循环钻机钻主孔,抓斗挖掘副孔成墙;200t液压拔管机起拔接头套管,用孔内聚能爆破大孤石钻进等,完善了施工工艺,保证了成墙的施工质量。小浪底的防渗墙造墙深度达到81.9m,冶勒水电站的试验段已深达101m。

2.混凝土面板堆石坝

全国已建和在建的混凝土面板堆石坝,坝高大于100m的有25座。目前面板堆石坝主要技术是:①利用堆石体临时挡水或过水度汛,从而简化导流和度汛。②采用混凝土防渗墙处理砂砾石基础,将混凝土面板的趾板连接防渗墙,组成完整的防渗体系。③对传统的周边缝三道止水作了改进。底部铜止水片仍为基本的止水构件,中间塑料止水带因承受水压力不超过10MPa,对高坝不适应,倾向于省去,表面止水研究了塑性填料,取得了良好效果。④不同面积施工改进设计一套重量轻,配套简单,效率高,浇筑灵活,转移和操作方便的无轨滑模系统。它比有轨滑模效率提高3倍,已在国内普遍推广。⑤施工期垫层上游坡面保护,人工低标号碾压浆技术使用较普遍。施工简单,不需要专门设备,质量稳定,速度快,造价低。⑥采用重型振动碾薄层碾压,可以建成高密实和较小变形的堆石体,现已选用20~25t的自行式或牵引式振动碾的机械设备。

3.混凝土坝施工

大型工程混凝土温度控制,主要采用风冷骨料技术。三峡混凝土要求出机口温度满足7℃,关键是采用骨料二次预冷技术。二滩工程采用喷淋冷水浸泡法预冷骨料,效率高,预冷相对简单,效果稳定实用。

减少混凝土裂缝,广泛采用补偿收缩混凝土。万家寨工程成功地应用了低热微膨胀混凝土筑坝技术,在不足一年时间内实现了电站坝段从基础浇筑至坝顶。节省了投资,简化了温控,缩短了工期。有一些高拱坝的坝体混凝土,采用外掺氧化镁进行温度变形补偿。

4.碾压混凝土坝

变态混凝土是我国独创,其性态由硬性混凝土变成低坍落度(1~2cm)常态混凝土。通过掺入适量的水泥胶浆,经强力插入式振捣器振捣密实而形成,其层面的结合质量和常态混凝土没有区别,所以在坝的上游面,孔洞结构周边,岩石边坡接合等部位可以采用同一种混凝土。这就使施工作业十分方便,消除了两种混凝土接合不好的现象。目前在江垭、汾河等工程已采用,达到了世界领先水平。

5.地基处理

防渗帷幕灌浆提出一种新的“灌浆强度值”(GIN)方法。由于裂隙岩体灌浆时控制GIN为一常数,则大裂缝注入量大而压力小,细裂隙注入量小而压力大,自动地适应了岩体地质条件的不规则性,使帷幕体总的注入浆量合理分布,效益与投资比率达到最大,取得了较好的效果。小浪底工程在此基础上提出了孔口封闭法为基础,嫁接GIN法,取两者之长,完成了约2.7万m,该项目获得了水利部科技进步奖。


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