水利水電施工筑壩工程工藝研究

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摘要：水利水電工程是進行水資源治理、維護居民生命財產(chǎn)安全的基礎(chǔ)性工程。作為水利水電工程的結(jié)構(gòu)主體，筑壩施工質(zhì)量至關(guān)重要。文章研究水利水電施工中筑壩工程的關(guān)鍵工藝，明確影響筑壩施工質(zhì)量的主要因素，總結(jié)其關(guān)鍵工藝實踐經(jīng)驗，旨在構(gòu)建科學(xué)、完善的筑壩工程施工方案，促進水利水電工程整體建設(shè)質(zhì)量的提升。

關(guān)鍵詞：水利水電工程；筑壩工程；混凝土碾壓技術(shù)

目前，國家大力發(fā)展水利水電工程，以實現(xiàn)水電資源的高效利用，控制我國能源緊缺發(fā)展形勢，并給當(dāng)?shù)鼐用竦纳顜砀ｌ?。不過，筑壩工程體量大、要求高，其施工過程容易遭受外部環(huán)境的干擾而引發(fā)質(zhì)量安全問題，因此需要靈活運用多種施工工藝，并重視新工藝技術(shù)的研發(fā)和融入，提高筑壩工程施工能力，保證大壩建筑達(dá)到水利水電工程質(zhì)量要求。

1水利水電施工中筑壩工程影響因素

高質(zhì)量的筑壩工程施工有利于工期及成本的控制，能夠提高水利水電工程施工的整體效率。工程質(zhì)量的提高必須有關(guān)鍵工藝技術(shù)及相應(yīng)管理手段的配合才能實現(xiàn)。

1.1管理因素

施工管理是確保水利水電施工中筑壩工程建設(shè)質(zhì)量的關(guān)鍵手段，若施工監(jiān)管、約束、風(fēng)險控制的效果發(fā)揮不足，勢必會影響筑壩工程質(zhì)量。例如，現(xiàn)場人員調(diào)配混亂，導(dǎo)致部分作業(yè)人員不足而進展緩慢，而人員分配過多的工種因協(xié)調(diào)配合失誤影響正常的施工進度；再如，壩體局部建設(shè)完畢后，因管理不到位未對其進行維護，導(dǎo)致在自然晾干的過程中遭到破壞。

1.2環(huán)境因素

水利水電工程大多在偏遠(yuǎn)地區(qū)的自然環(huán)境中進行，筑壩工程施工需要應(yīng)對復(fù)雜、惡劣的自然條件。例如，在夏季高溫天氣，壩體表面的最高溫度可達(dá)到50℃以上，帶來更高的混凝土養(yǎng)護工作壓力；而各類機械設(shè)備長期在高溫環(huán)境下運行，發(fā)生零件磨損、燒灼等風(fēng)險的概率明顯增加，設(shè)備無法正常運行給筑壩施工帶來不利影響；惡劣的環(huán)境條件還會影響施工人員的工作狀態(tài)，人員不穩(wěn)定性增加。

1.3安全因素

筑壩工程施工中的安全風(fēng)險主要來自人員的違規(guī)及失誤操作、設(shè)備運行風(fēng)險、特殊天氣的影響等。例如，在高空作業(yè)位置，未設(shè)置警示標(biāo)志或安全防護裝置，導(dǎo)致人員意外跌落；因施工方法、工藝選取不當(dāng)，導(dǎo)致壩體坍塌。此外，暴雨、大風(fēng)等特殊天氣情況也會給筑壩施工帶來一定的安全及質(zhì)量隱患。

2水利水電施工中筑壩工程關(guān)鍵工藝

2.1土方開挖填筑工藝

（1）土方開挖。首先，在開挖前做好施工規(guī)劃，確定開挖流程、開挖方法、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合工程施工當(dāng)?shù)刈匀粭l件，制定風(fēng)險防范及應(yīng)急方案，預(yù)防土方開挖質(zhì)量及安全事故。其次，開挖過程中嚴(yán)格控制作業(yè)范圍，避免出現(xiàn)開挖過度后填補的問題。清理施工現(xiàn)場，做好排水溝渠的設(shè)置。最后，在寒冷季節(jié)施工時，優(yōu)先選用立面開挖工藝，以保證大壩的穩(wěn)定性，提高土方開挖施工質(zhì)量。（2）土方填筑。優(yōu)選平起填筑工藝，有效控制施工縫數(shù)量。土方填筑質(zhì)量容易受到施工設(shè)備、施工技術(shù)的影響，要求在方案制定階段予以充分考慮，并采取相應(yīng)的措施進行預(yù)防。

2.2混凝土碾壓工藝

混凝土碾壓工藝在近年來興建的筑壩工程中被頻繁選用，其操作流程簡潔、成本需求較低，且能帶來優(yōu)良的施工效益?；炷聊雺汗に囍傅氖墙柚鷻C械手段，以澆筑的方式進行混凝土填筑和碾壓，進而提高筑壩強度。其工藝操作流程圖如圖1所示?；炷聊雺汗に囉衅湎鄳?yīng)的使用條件，例如，其要求在碾壓前將混凝土內(nèi)部攪拌均勻，達(dá)到5xVc，施工過程中應(yīng)確保混凝土表面平整、堅固。相較于傳統(tǒng)施工工藝，混凝土碾壓看似未改變混凝土的主體結(jié)構(gòu)，但實則通過碾壓處理，降低混凝土配置原料中水泥的占比，使混凝土內(nèi)部氣泡更充分的排出，減少內(nèi)部孔隙，是對混凝土材料性能的優(yōu)化，達(dá)到更加穩(wěn)固的效果。使用混凝土碾壓工藝時應(yīng)保證混凝土材料運輸?shù)募皶r性，以免在碾壓過程中發(fā)生材料性能下降，影響碾壓施工質(zhì)量。

2.3重復(fù)灌漿工藝

重復(fù)灌漿工藝的目標(biāo)也在于提高混凝土本身的性能，以免筑壩工程防滲防漏及穩(wěn)固性不佳，給水利水電工程的日常運行帶來安全風(fēng)險。重復(fù)灌漿工藝選擇在混凝土中添加適量的水泥灰漿并攪拌、振搗均勻，促進混凝土內(nèi)部密實程度的提高。常用的重復(fù)灌漿工具包括重復(fù)灌漿管、全懸臂鋼模板等，可輔助灌漿速率的提升，提高筑壩工程建設(shè)經(jīng)濟性。

2.4防滲防漏工藝

除重復(fù)灌漿工藝外，筑壩工程還可通過構(gòu)建防滲墻的方式進行防滲防漏處理。防滲墻為大壩提供二次保護屏障，有效提高工程的防滲防漏能力。防滲墻的構(gòu)建主要使用置換、高噴、擠壓等方式進行，不同方法需要的設(shè)備、工藝流程、施工難度也不相同，需要結(jié)合水利水電施工筑壩工程資源配置情況進行選擇。以高噴法和擠壓法為例，在此對比展示兩種方法的施工流程、施工要點和建造尺寸要求，供實際施工活動參考借鑒，如表1所示。

2.5預(yù)應(yīng)力錨固工藝

預(yù)應(yīng)力錨固工藝用于強化筑壩與其他水利水電工程建筑之間的聯(lián)系，保證各個建筑構(gòu)造之間連接穩(wěn)固，改善整個水利水電工程的受力情況，增加工程可靠性。施工前，對預(yù)應(yīng)力錨固的方向、深度等做詳細(xì)的計算，并在作業(yè)過程中嚴(yán)格執(zhí)行施工方案的要求，保證預(yù)應(yīng)力錨固發(fā)揮出最佳的固定效果。筑壩經(jīng)預(yù)應(yīng)力錨固處理后，可實現(xiàn)拉應(yīng)力的傳遞和分配，以免大壩結(jié)構(gòu)中局部應(yīng)力過高，導(dǎo)致壩體出現(xiàn)開裂、破損問題。預(yù)應(yīng)力錨固施工涵蓋打孔、放束、張拉、防護等流程，要求詳細(xì)記錄每一作業(yè)過程的實施細(xì)節(jié)，控制工藝實施質(zhì)量。若在施工過程中發(fā)現(xiàn)問題或漏洞，可根據(jù)施工記錄快速定位到失誤點。

2.6軟土地基處理工藝

軟土地基是水利水電施工筑壩工程常遇地質(zhì)條件，一般需要對原土方進行強化處理，以達(dá)到相應(yīng)的荷載能力。軟土地基處理工藝主要有二：一是土方換填。軟土地基含水量大、土質(zhì)松軟，可選用強度更高的沙土、碎石、水泥等材料，進行土方置換，以達(dá)到提高地基荷載能力、對抗受力沉降變形的目的。中層土的置換是土方換填的重點，但該方法施工量較大、成本較高，在實踐時存在一定限制。二是排水固結(jié)法。排水固結(jié)法通過設(shè)置排水渠，配合物理加壓，將土壤中多余的水分排出，提高地基本身的強度。在土壤結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置縱向排水管道，采用真空預(yù)壓、降水預(yù)壓等技術(shù)手段，促進土壤排水固化。在應(yīng)用軟土地基處理工藝之前，需對土壤條件做全方位的監(jiān)測，了解土壤含水量高低、巖層分布情況、石料自身屬性等。根據(jù)采集到的信息調(diào)整處理方案，以免土壤本身性質(zhì)影響工藝效果的發(fā)揮。

2.7混凝土養(yǎng)護工藝

混凝土養(yǎng)護是水利水電施工筑壩工程建設(shè)的收尾性工作，采取適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護方法，確保養(yǎng)護效果能夠進一步提高筑壩的強度和穩(wěn)定性，防止壩體混凝土內(nèi)部出現(xiàn)裂縫，留下安全隱患?；炷翉姸戎饕軠囟?、濕度等條件的影響，在制定養(yǎng)護方案時需要結(jié)合施工當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c。例如，完成混凝土表面找平作業(yè)后，立即使用保溫薄膜進行覆蓋，尤其對于混凝土結(jié)構(gòu)邊、角等位置，其保溫層的厚度應(yīng)為一般表面的3倍左右。當(dāng)室外溫度低于5℃后，應(yīng)停止灑水養(yǎng)護，在混凝土表面覆蓋苫布、草席進行保溫，用于控制內(nèi)外溫差。結(jié)合混凝土工程實況，完成初期養(yǎng)護7d后，可進入自然養(yǎng)護階段。隨著大中型水利水電項目的增加，混凝土壩體養(yǎng)護面臨更高的工作壓力。為此，相關(guān)單位需做好養(yǎng)護規(guī)劃工作，如選擇分塊養(yǎng)護的方式，將整個養(yǎng)護工作分配給不同的責(zé)任人，確?；炷琉B(yǎng)護全面、持續(xù)。

3結(jié)束語

文章對水利水電施工中筑壩工程關(guān)鍵工藝的特點、操作流程、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等進行總結(jié)，包括土方開挖填筑、混凝土碾壓、重復(fù)灌漿、防滲防漏、預(yù)應(yīng)力錨固、軟土地基處理和混凝土養(yǎng)護工藝。筑壩工程施工周期長、工序復(fù)雜，相關(guān)單位應(yīng)全面分析筑壩工程施工環(huán)境特點及質(zhì)量要求，將筑壩施工先進工藝融入作業(yè)過程當(dāng)中，確保壩體建設(shè)質(zhì)量，使水利水電工程創(chuàng)造出更高的綜合效益。

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作者：趙安安 單位：中鐵二十局集團市政工程有限公司