基于某案例的水利工程施工技术探讨

伍学殊 尹晓冰

摘 要：该文以水利工程施工技术为研究对象，以湖北恩施某5级水电站为工程背景，探讨了水利工程施工中的一些关键要点，包括土方工程和基坑排水施工、灌浆钻孔施工及混凝土配比分析等几个方面，从工程中总结了一系列的相关经验，相信对从事相关工作的同行能有所裨益。

关键词：水利工程 施工 钻孔 混凝土

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）05（c）-0061-02

我国社会经济的发展带动了各地区各行业的持续化发展，在经济繁荣的社会背景下，建设业的发展业逐渐成为国民经济发展的重要支柱之一。虽然我国的科学技术在很大程度上得到了提高，但是在水利工程施工过程中往往存在诸多问题，这样长期下去就会影响到水利工程建筑业的发展，严重的情况下造成巨大的经济损失，或是事故的发生给人们的生命安全埋下了隐患。因此关于水利工程施工技术的改进很重要，相关单位应该提高水利工程施工技术，为水利工程持续发展创造良好的基础条件。

1 施工导流与截流技术分析

长期以来关于水利工程施工技术有很多的探讨和分析，根据水利工程实际的施工情况，在水利工程施工过程中的导流部分大多采用分期导流，而截流技术则多采用围堰断流的方式，土石围堰在围堰断流方法中在水利工程施工过程中的使用比较广泛，一般比较常见的是围堰方式还有混凝土围堰等。在水利工程施工过程中比较重要的一部分内容也就是一个施工环节便是截流技术的应用，截流是水利工程能够持续顺利进行施工的前提条件和基本基础，因此在水利工程施工过程中要提高截流技术，使之能够顺利的完成，这样才能够保证水利工程施工过程中其他施工环节的顺利进行。但是如果在施工过程中，截流技术应用失败，就会造成工程延迟完工，更为严重的是可能给下游地区带来灾害。所以，在水利工程建设过程中要将节流工作放在第一位，由于截流工作难度较大，需要大量的人力物力进行施工，这就使得截流工作的技术要求比较高，且需要做好施工组织工作，只有这样才能够保证截流工作顺利完成。立堵法和平堵法是河道截流工程中常见的两种施工方法。其中平堵法就是通过在河道之中设立浮桥，利用船舶等对河道进行截流而立堵分单戗、双戗或多戗等几种形式。不同的截流方法都具有各自的特点，适应不同的情况，因此在进行截流施工的时候要充分从施工现场的实际情况出发，选择最为合适的截流方法，从而保证最佳的施工效果。

以湖北恩施某第5级电站为例，该工程截流流量为2，481 m3/s，导流洞分流量为815 m3/s，龙口初始宽度为66.5 m，水面宽度50m，上游水位608 m，戗堤落差2.2 m。戗堤合拢历时27 h，消耗截流材料6.98万m3。

该工程主要水工建筑物为一级建筑物起初设计采用单戗堤立堵双向进占截流的方法，但在实际截流之前，根据截流验收专家组的意见以及截流时段的水情预报发现，预报的来流量比设计的来流量要大，而且导流洞的进口岩坎存在拆除不完全的现象，最终经过截流专家组的一致建议，对截流的方案进行优化。因为计算的截流龙口力学参数比较高，施工的难度非常大，特别指定了龙口水力学参数观察方案，在龙口附近分别假设全站仪一台，用计算机进行编程计算出戗提上游和下游水位以及落差，为截流的顺利完成提供了技术保障。其中，龙口测点布置如图1所示。

2 土方工程和基坑排水工施工技术

在水利工程施工过程中土方工程是水利工程施工的基础部分，在进行土方工程施工的过程中，如果按照技术划分可以划分为四种类型的施工技术。根据目前我够水利工程施工技术的提高和发展，以及水利工程的建设，其中干填碾压式的土方工程施工技术比较适用，而且也隨着科学技术的发展被广泛应用。在土方工程施工过程中质量要严格把握，在强度和密实度方面要严格按照国家的先关标准进行施工。在水利工程施工过程中堤坝的稳定性很重要，稳定性一定要高是保证堤坝安全的首要条件。同时还应该保持一定的沉降量，确保土方工程施工方面能够保证一定的防渗性等的优势。水利工程建设比较复杂，涉及到工种和机械都比较多，因此在土方工程施工完成之后要进行全面的检验，确保工程施工的安全性和可靠性。

在实际水利工程施工过程中，一般工程的建设位于地下水或是外水位的地方。针对这种情形，水利工程项目在建设过程中往往会受到雨水和地下水等的方面因素的影响，因此建立相应的排水措施很重要，直接关系到工程建设的施工进度和工程质量的保证。要想给水利工程创造一个良好的环境，在实际施工过程中对基坑水的排放很关键。所以要加强图集的承载力，防止地基受到水的冲力而遭受到严重的破坏。在基坑内排水处理上一定要选择合适的方式，要降低施工的难度，提高工程建设的质量。

3 水利工程灌浆孔钻孔施工技术

3.1 钻孔

确定好灌浆孔以后，采用钻机进行钻孔，钻机钻头选择直径为91 mm硬质合金钻头或金刚石钻头，孔深控制在61～77 m之间，单排布孔，钻孔时按照以下要求进行。首先，准确定位钻机，立轴要垂直。孔位偏移控制在10 m以内，钻进过程中，每进5 m测量倾斜率一次，如果孔斜超过允许的最大值，需要重新扫孔纠偏，如表1所示。其次，取芯钻孔按照设计要求进行，绘制钻孔柱状图，并扫描岩芯。

3.2 冲洗

钻孔完成以后，将孔内的岩粉冲洗出孔外，直至回水变清，将孔中及岩层裂隙中的杂物冲洗干净，可以采用高压脉动冲洗、扬水冲洗或高压压水冲洗均可。

3.3 压水

在施工中，根据自上而下分段进行压水试验。需要注意的是，压水试验要保证在一定的压力下进行，通过钻孔，将水压入孔内及裂缝中，根据压水的时间及呀水量，对岩层的渗透特性等参数计算出来。首先，岩层渗透特性的参数是单位吸水量，用ω来表示，即在单位时间内，单位长度试验孔段，所压入的水量，可根据公式（1）来计算：

ω=Q/LH （1）

该式中，Q表示单位时间内的注水总量，L/min；H 表示压水试验的计算水头，m；L 表示压水试验的孔段长度，m；ω表示单位吸水量，L/（min·m·m）。进行压水试验，主要目的是为了确定岩层的渗透率，一般用透水率q来表示，单位为Lu。指在压水压力是1MPa时，1米试验段在每分钟注水量为1L时，其透水率即为1Lu。对透水率的测量主要是为了了解孔段渗水量及岩层裂隙的发育，从而为灌浆提供依据。

3.4 灌浆

首先，不管是帷幕灌浆还是固结灌浆，都遵循由稀而密、分序布孔的原则。如果采用固结灌浆法，通常至少要设置两个孔序。其次，灌浆方法。如果是地基灌浆，采用先固结后帷幕的方法，按照灌浆浆液流动特性，自上而下分段卡塞，采用较高的压力，以此来获取好的灌浆质量。一般开始钻孔5 m深的时候，然后进行冲洗和压水试验，然后进行灌浆，完成以后，进行下一段工作，如此循环，直至到达设计的深度。第三，灌浆压力。在压力选择上尽量选择最大压力值，压力越大，能够最大限度的将浆液压入裂缝中，提高灌浆的质量。需要注意的是，保证地层不被破坏。最后，完成灌浆以后，进行封孔，一般采取压力灌浆封孔法进行，完成后进行质量评定。

4 水利工程施工混凝土配比分析

以某河伏防洪闸工程为例。防洪闸工程的具体位置在两条河的交界入口处，河伏防洪闸的建设是为了处理河水的出路问题。因此在新的工程建设过程中起底板为40 cm×40 cm，钢筋混凝土的底板厚为 1.7 m，加强带使用的是防渗等级为P8的补偿收缩混凝土，宽为3 m。在工程施工过程中混凝土的浇筑量比较大，在短时间内要完成施工，在施工期间材料的消耗比较大，其中使用的混凝土底板为320 t钢筋，混凝土为1，740 m3。

因此为了降低施工过程中材料的消耗，在实际施工过程中混凝土材料要以商品为主，其配合比如表2所示。在此次水利工程施工过程中，其中混凝土坍落度在130～150 mm，泵送混凝土水灰比需控制在0.3～0.5，砂率最好控制在35%～40%，最小水泥用量在≥300 kg/m满足了这些条件的需要才能保证施工质量效果。粗骨料要选择碎卵石，最大的粒径要控制在24 mm，含泥量在1%以下，密度要大于2.55 t/ m3。在細骨料的选择上要以河砂为主，其沙的粒径在选择上可以通过0.303 mm的筛孔，含泥量要低于3%，密度要大于2.50 t/ m3。其中膨胀剂的掺入量是水泥用量的3.5%，在实验研究而的过程中这样的混凝土配比量大大提高了其性能。在实际施工过程中还应该提高混凝土的浇筑技术，振捣以及混凝土的养护等相关施工技术。

5 结语

水利工程建设是我国国民经济支柱之一，水利工程施工技术是水利工程的重要内容。而且水利工程的建设对促进我国健康持续化发展具有很重要的意义，但是在实际工程施工过程中人们就会减少施工工序，在施工技术方面没有严格按照标准的施工方式进行，给整个工程建设的质量造成严重的影响，施工还会发生危险性事故，造成大量的人员伤亡和经济损失。因此在水利工程施工要不断提高施工技术的应用，为促进我国水利工程的发展打下坚实的基础。

参考文献

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