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      淺談水利工程施工技術(shù)

      2010-08-15 00:47:20輝,張馳,徐,郭夢(mèng)
      中國(guó)水能及電氣化 2010年12期
      關(guān)鍵詞:水利工程混凝土工程

      張 輝,張 馳,徐 亮 ,郭 夢(mèng) 法

      (1.吉林省水文水資源局,長(zhǎng)春,130022;2.滄州水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院,滄州 061000)

      1 引言

      水利工程的施工大致分為勘探測(cè)量、項(xiàng)目規(guī)劃、施工設(shè)計(jì)、建設(shè)施工四個(gè)階段。這四個(gè)階段既相互分工,又有著緊密的聯(lián)系,相輔相成、缺一不可。在全部的四個(gè)階段中,工程的施工階段發(fā)揮著將圖紙上的規(guī)劃設(shè)計(jì)變?yōu)楣こ虒?shí)體的作用,也就是說(shuō),水利工程的實(shí)踐性要大于綜合性。因此,施工人員除了要深入領(lǐng)會(huì)施工圖紙的設(shè)計(jì)意圖之外,還要注意根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際條件以及相關(guān)政策的要求快速、準(zhǔn)確地進(jìn)行施工,這就要求施工人員對(duì)與水利工程有關(guān)的施工和組織方法深入了解,以便在遇到問(wèn)題時(shí)能夠以最簡(jiǎn)單的方式進(jìn)行解決。

      2 水利工程的施工特點(diǎn)

      水利工程與其它工程項(xiàng)目一樣,都有著自身的特點(diǎn),只有對(duì)其進(jìn)行深入詳細(xì)地了解,才能選擇最為合理的施工方式,更好地組織施工。

      (1)需要對(duì)工程所在地的水流進(jìn)行控制

      水利工程大多在河流、湖泊等處進(jìn)行施工,為了避免流水對(duì)施工的影響,必須要采取各種措施對(duì)水流進(jìn)行控制,以保護(hù)建筑實(shí)體在正式投入使用前不會(huì)受到水流的沖刷。

      (2)要應(yīng)對(duì)氣候的變化

      由于水利工程大多屬于露天施工,因此強(qiáng)風(fēng)、暴雨、酷暑等均會(huì)對(duì)工程質(zhì)量造成影響,所以必須要采取相應(yīng)措施來(lái)應(yīng)對(duì)氣候的變化。

      (3)對(duì)于工程質(zhì)量要求極高

      水利工程的投資大、工期長(zhǎng),并且由于工程質(zhì)量直接關(guān)系到下游地區(qū)人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全,因此國(guó)家對(duì)于各類水利工程的質(zhì)量都有著非常嚴(yán)格的要求。

      (4)涉及面廣

      水利工程的建設(shè)不僅需要涉及到非常多的部門和單位,還要兼顧生產(chǎn)生活用水、交通運(yùn)輸、發(fā)電和防洪等不同使用功能的要求,因此施工具有極高的復(fù)雜性。

      (5)工程的準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)

      除了少數(shù)平原地區(qū)外,我國(guó)大多數(shù)的水利工程都集中在高山、峽谷等交通不便的地區(qū),因此在施工前除了要鋪設(shè)連接施工現(xiàn)場(chǎng)與外界的通道,還要修筑相應(yīng)的辦公和生活建筑以及其它的附屬設(shè)施,工程的準(zhǔn)備時(shí)間極長(zhǎng)。

      3 水利工程的主要施工方法

      3.1 土方工程

      土方工程是水利工程的基礎(chǔ)部分,根據(jù)施工方法的不同大致可分為干填碾壓式、定向爆破式、水力沖填式和水中填土式。就目前的實(shí)際情況來(lái)看,干填碾壓式堤壩是目前國(guó)內(nèi)水利工程中應(yīng)用最為廣泛的一種施工方式。

      一般來(lái)說(shuō),對(duì)于土方工程的質(zhì)量要求是具有足夠的密實(shí)度、強(qiáng)度,要符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求,并且堤壩的沉降量要小、穩(wěn)定性和防滲性要好。除了要選好所使用的材料外,土方工程的工序大致為鋪土、平整、灑水、壓實(shí)、細(xì)節(jié)處理、檢驗(yàn)。由于堤壩施工所使用的機(jī)械設(shè)備多、工序復(fù)雜、工種多、作業(yè)面狹窄,因此為了確保工程質(zhì)量,加強(qiáng)對(duì)各道工序的控制,大多會(huì)采用“按需申報(bào)、定點(diǎn)卸料、隨卸隨用、責(zé)任到人、插桿檢查”的質(zhì)量保障方式。

      3.2 水墜壩工程

      水墜壩是一種通過(guò)水力沖刷的方式修筑的土壩,相比于采用碾壓方式修筑的土壩,水墜壩的施工更加省時(shí)省力,并且造價(jià)較低,適用于水土流失較為嚴(yán)重地區(qū),是綜合治理措施的重要形式之一。

      由于水墜壩是依靠水力沖刷修筑的,因此工程準(zhǔn)備階段的主要內(nèi)容就是確保沖刷所使用水的充足。一般來(lái)說(shuō),水墜壩壩體充填的總土方量大致與所需水量相等,而為工程所儲(chǔ)備的土料則應(yīng)為壩體土方量的1-1.5倍。壩體的沖填方式主要包括畦沖填、多畦間歇沖填、一岸沖填、兩岸交替沖填四種方式,但無(wú)論采用哪一種方式都要注意堅(jiān)持早、稠、堅(jiān)、排、勻的沖填要點(diǎn)。在沖填結(jié)束后,就要開(kāi)始進(jìn)行排水。對(duì)于水墜壩的排水措施主要分為表層排水和深層排水兩類,其中,表層排水主要包括水泵排水、虹吸排水、埋管自流排水三種形式,而深層排水則包括和砂井砂溝、排水褥墊和排水棱體三種形式。

      3.3 混凝土壩工程

      混凝土壩,顧名思義就是用混凝土澆筑、碾壓或用預(yù)制混凝土構(gòu)件裝配而成的堤壩,主要適用于那些庫(kù)容量大的水利工程。工程主要包括地基開(kāi)挖處理和混凝土大壩修筑兩個(gè)部分,工程所采用的工序大多為工程準(zhǔn)備、控制水流、挖掘與處理地基、修筑混凝土大壩、安裝配套的金屬結(jié)構(gòu)。其中,混凝土大壩的修筑可以細(xì)分為砂石料的生產(chǎn)、混凝土的攪拌、混凝土的運(yùn)輸和混凝土的澆筑四個(gè)部分。

      需要注意的是,在混凝土大壩修筑結(jié)束后,壩體和基礎(chǔ)部分往往會(huì)出現(xiàn)一些裂縫,出現(xiàn)這種現(xiàn)象的主要原因有基礎(chǔ)部分施工質(zhì)量低下而引發(fā)的不均勻沉降、壩體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、分塊和分縫不合理、混凝土拌合不均勻、周圍環(huán)境溫度和濕度的劇烈變化等。但究其根本原因,還是由于混凝土的變形和對(duì)這種變形的過(guò)多約束造成的。

      根據(jù)產(chǎn)生部位和深度的不同,混凝土大壩的裂縫主要分為表面裂縫、貫穿裂縫和深層內(nèi)部裂縫三種類型,其產(chǎn)生機(jī)理分別是混凝土干縮過(guò)快、混凝土塑性、水泥水化熱。為了避免裂縫的產(chǎn)生,可以通過(guò)在澆筑前加速混凝土散熱、降低混凝土的存儲(chǔ)溫度、降低水化熱溫度升高等方式,以便改善和調(diào)整混凝土大壩的溫度壓力,避免裂縫的擴(kuò)大化。

      3.4 灌漿工程

      在進(jìn)行鉆孔灌漿時(shí),應(yīng)遵循先固結(jié)、后帷幕的次序,同時(shí)堅(jiān)持分序加密的原則,以便提高灌漿結(jié)實(shí)的密實(shí)度。灌漿的方法主要有純壓式和循環(huán)式,其中,純壓式灌漿適用于那些施工現(xiàn)場(chǎng)周圍的地質(zhì)情況以巖石為主且?guī)r石間隙較小的水利工程,其方法是通過(guò)施工機(jī)械將漿液一次性壓入鉆孔,再通過(guò)持續(xù)增壓促使?jié){液擴(kuò)散到巖石的縫隙中。

      循環(huán)式灌漿主要適用于那些施工現(xiàn)場(chǎng)周圍的地質(zhì)情況以巖石為主且?guī)r石間隙較大的水利工程,其方法是在將漿液壓入鉆孔中之后,依靠其自身的重力作用滲入到巖石的縫隙當(dāng)中,沒(méi)有滲入的漿液會(huì)通過(guò)回漿管被抽回拌漿筒中以便用于下一次的壓漿。需要注意的是,在對(duì)漿體的稠度進(jìn)行控制時(shí),應(yīng)堅(jiān)持先稀后稠,逐漸變換的原則。

      4 水利工程冬季施工的相關(guān)技術(shù)

      由于在很多時(shí)候水利工程的施工要在冬季進(jìn)行,所以在這一時(shí)段的施工就必須考慮低溫所帶來(lái)的影響,并采取適當(dāng)措施進(jìn)行防范,從而確保工程質(zhì)量。

      4.1 樁基工程

      (1)在進(jìn)行樁基工程的施工前,要編制出相應(yīng)的施工技術(shù)方案并選擇適合冬季施工的技術(shù)措施。

      (2)為了避免在打樁時(shí)受到凍土硬殼層的影響,在進(jìn)行冬季施工時(shí)要適當(dāng)增加樁基礎(chǔ)軸線引出的距離,并保證水準(zhǔn)點(diǎn)的數(shù)量要多于兩個(gè)。

      (3)只有當(dāng)預(yù)制樁混凝土的強(qiáng)度達(dá)到國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)70%的時(shí)候方可進(jìn)行起吊,當(dāng)強(qiáng)度100%符合標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候方可進(jìn)行運(yùn)輸和打樁,以免預(yù)制樁出現(xiàn)裂縫或發(fā)生斷裂。

      (4)在對(duì)預(yù)制樁進(jìn)行堆放時(shí)要充分考慮到打樁順序和搬運(yùn)路線的影響,并且要保證堆放層數(shù)小于四層。

      4.2 混凝土工程

      冬季對(duì)混凝土工程所產(chǎn)生的最大影響恐怕就是混凝土溫度的降低和水分的凝結(jié)了,如果不能采取有效措施進(jìn)行應(yīng)對(duì),就會(huì)影響混凝土的澆筑質(zhì)量,進(jìn)而危及到工程整體的安全性和穩(wěn)定性。

      4.2.1 混凝土的攪拌

      (1)用于拌制混凝土的骨料一定要保持清潔,既不能含有冰塊和雪團(tuán),也不能包含容易發(fā)生凍裂的物質(zhì)。如果氣候條件允許,應(yīng)在零度以上進(jìn)行砂石的篩洗。需要注意的是,當(dāng)混凝土中需要摻入含有鉀、鈉離子的外加劑時(shí),要避免使用活性骨料。

      (2)當(dāng)需要在混凝土中摻入外加劑時(shí),如果為粉式,可以根據(jù)相關(guān)的比例要求直接與水泥混合;如果為液體式,則應(yīng)根據(jù)相關(guān)的比例要求配置成溶液使用。待使用的外加劑要置于有明顯標(biāo)記的容器中由專人保管,并保證施工溶液一次配成。

      (3)當(dāng)環(huán)境溫度在0℃左右時(shí),可以在混凝土中加入符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的早強(qiáng)劑,并注意做好使用前的模擬實(shí)驗(yàn),以便對(duì)其性能進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)于那些對(duì)拆模期有明確要求的混凝土,還要注意提高其設(shè)計(jì)等級(jí)。

      (4)切忌不可在高鋁水泥中添加任何種類的防凍劑。

      (5)要對(duì)混凝土的水灰比進(jìn)行嚴(yán)格的控制,由外加劑和骨料帶入混凝土中的水分可以從拌合用水中扣除。

      (6)如果混凝土中摻有外加劑,那么攪拌時(shí)間就應(yīng)為常溫情況下的1.5倍。

      (7)要對(duì)混凝土的出機(jī)和入模溫度進(jìn)行嚴(yán)格控制,其中出機(jī)溫度不應(yīng)低于10℃,入模溫度不得低于5℃。

      4.2.2 混凝土的運(yùn)輸

      冬季水利工程混凝土的運(yùn)輸主要應(yīng)注意兩方面內(nèi)容,首先是要選擇最佳的攪拌機(jī)設(shè)置位置和混凝土運(yùn)送路線,通過(guò)縮短運(yùn)輸距離的方式來(lái)縮短運(yùn)輸時(shí)間。其次就是要合理選擇運(yùn)輸容器的大小、形式和所使用的保溫材料,以便確保裝運(yùn)混凝土容器的保溫性。

      4.2.3 混凝土的澆筑

      (1)在進(jìn)行混凝土的澆筑前,要對(duì)鋼筋和模板表面的雜物、油污等進(jìn)行清理,尤其是對(duì)新老混凝土結(jié)合部的冰雪更要及時(shí)的清除。如果環(huán)境溫度低于-10℃,還應(yīng)通過(guò)暖棚加溫等方法將鋼筋加熱到正常溫度。

      (2)在對(duì)混凝土進(jìn)行灌注時(shí),要確保其溫度高于5℃。如果混凝土結(jié)構(gòu)為細(xì)薄截面,那么其灌注溫度應(yīng)高于10℃?;炷恋墓嘧⒁WC一定的連續(xù)性,單層灌注厚度不得大于20cm,并盡量采用機(jī)械振搗的方式。

      (3)要盡量避免漏振和過(guò)振,以免出現(xiàn)分層離析泌水的現(xiàn)象。另外,施工現(xiàn)場(chǎng)還要注意保留一些振搗、澆筑、養(yǎng)護(hù)條件相同的混凝土試塊作為拆模依據(jù)。

      5 結(jié)語(yǔ)

      水利工程對(duì)施工質(zhì)量的要求極高、工程持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、容易受到外界環(huán)境因素的干擾,工藝和施工方法的選擇也會(huì)對(duì)工程質(zhì)量帶來(lái)一定影響。因此,有關(guān)管理部門和工程的技術(shù)人員除了要積極改進(jìn)施工方法外,還要樹(shù)立牢固的責(zé)任意識(shí),認(rèn)真做好施工過(guò)程的監(jiān)督和檢查工作,將各種不利因素消滅在萌芽狀態(tài),使水利工程能夠更好的發(fā)揮其應(yīng)有的作用,為社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)事業(yè)做出更大的貢獻(xiàn)。

      [1]張玉福、劉祥柱.水利工程施工[M].北京:水利水電出版社,2010.

      [2]方紀(jì)明.水利工程材料與施工現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)問(wèn)答詳解[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2010.

      [3]顏宏亮、于雪峰.水利工程施工[M].鄭州:黃河水利出版社,2009.

      [4]阮恩典.關(guān)于水利工程施工技術(shù)管理的探討,建筑科技與管理[J].2010,(8):128-129.

      [5]李雅燕.水利工程施工技術(shù)探討,科協(xié)論壇:下半月[J].2010,(9):14-15.

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