剖析水利工程施工技术的要点

摘要：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。

关键词：水利工程；施工技术

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。

三、水利水电施工技术与新科技的结合

1.GPS定位技术

GPS英文全名是“NavigationSatelliteTimingAndRanging/GlobalPositionSystem“，其意为“卫星测时测距导航/全球定位系统“，简称GPS系统。该系统是以卫星为基础的无线电导航定位系统。GPS定位技术应用于水利水电施工伴随着GPS定位技术的出现和不断发展完善，不仅为工程测量提供了新的技术手段和方法，并且让测绘定位技术发生了彻底的变革。多年来用测角、测距、测水准为主体的常规地面定位技术，正在逐步被GPS技术所代替，GPS技术具有高速度、高效率、高精度的特点，同时定位范围已扩大到整个宇宙。它的定位方法已从静态扩展到动态，定位服务领域已从导航和测绘领域扩展到国民经济建设更加广阔的领域。GPS接收机已渐渐成为一种通用的定位仪器，在工程测量中得到广泛应用，可大大提高工作效率。

2.AtuoCAD辅助设计技术

计算机辅助设计（ComputerAidDesign简写CAD）是20世纪80年代初发展起来的一门新兴技术型应用软件。相信大家都不陌生。如今在各个领域均得到了普遍的应用。尤其在水利水电工程领域，它大大提高了工程技术人员的工作效率。利用AutoCAD配合AutoLisp语言，可以编制一些常用的计算程序，得到定制的计算结果。这为工程施工提供的更加准确的科学依据。在水利水电工程上有许多复杂的计算，尤其是各种不同体形衔接处的相交线，需要用空间解析几何的方法解算。单靠计算器手工计算，非常繁琐，工作量大，准确性无法保证，长期以来一直靠老技工的经验，如今利用Auto-CAD建立数字化模型，执行点坐标查询功能就可以解决这一难题。AutoCAD的特性提供了测量内业资料计算的另外一种全新直观明了的图形计算方法。另一方面是各种工程横断面、纵断面图的绘制，以及断面面积的计算和其它一些需要的图纸的绘制。从而大大减轻工程测量的工作强度和工作量。

3.数据库技术与GIS技术

随着测量数据采集和数据处理的逐步自动化、数字化，测量工作者如何更好地使用和管理好长期积累或收集的大量测绘信息，更好地为工程建设服务，其最有效的方法是利用数据库技术或GIS技术建立数据库或信息系统。这样做的目的是把大量的测量数据或信息进行科学的存储，建立三维数字地形模型，提高测量数据利用率，减少人力劳动的重复，以便于检索、分析、分发和利用，实现管理和服务的科学化、现代化。将GIS应用于水利水电工程建设，也是近几年来才应用于水利水电工程中，用三维全景虚拟显示施工总布置，直观反映组成部分在空间上和时间上的相互关系，并实现各种信息可视化查询、分析、统计计算，实现建筑物施工全过程动态仿真演示。以信息的数字化、直观化、可视化为出发点，直观清晰地描述复杂工程建设的施工动态过程。

结束语

这些施工技术在水利水电施工中成熟地应用才能使水工建筑更加稳定与安全。同时也要求施工技术人员不断能力素质，注重科技创新，把新技术和老技术的结合应用，才能不断提高我国水利工程的施工技术水平。