关于东圳水库建设施工技术思考

任永聪

(莆田市东圳水库管理局，福建 莆田351137)

0 前 言

东圳水库位于莆田市西北6 km处，是莆田市唯一的一座大型水库，是莆田人民的“大水缸”和生命线工程。水库于1958年6月动工兴建，1960年4月竣工通水。是一座以农业灌溉为主，结合防洪、发电和城镇工业与生活供水等综合利用的多年调节大型水库。坝址上游集雨面积321 km2，年平均 降 水 量 1 740 mm，总 库 容 4.35 亿m3，兴 利 库 容2.787 亿m3。水库正常蓄水位80.5 m，多年平均来水量3.13 亿m3。在东圳水库建设施工中，防洪标准为1 000 a一遇洪水设计、10 000 a一遇加20%洪水校核，在引入新技术的同时需要不断强化、升级原有的施工技术，争创一流质量工程。

1 现代水利水电工程需要强化的施工技术

1.1 预应力锚固的施工技术

预应力岩锚和预应力拉锚的统称为预应力锚固施工技术，它是基于预应力混凝土技术开发的一种锚固技术，其施工步骤一般为:造孔→编束→放束与锚固→张拉→防护。其优点是可以根据预先计算设计的预应力大小、锚固方向和深度，在建筑结构变形之前对其施加主动预应力，使其稳定避免变形。另外预应力技术还能够通过结构内部进行传递拉应力，这是相对其他加固措施最突出的特点。

大吨位黏着式锚固段造孔的具体工序为: 钻孔→测孔→扩孔→固结灌浆→扫孔，每道工序必须按照设计要求进行。其造孔过程应根据具体工程有各自的锚固段型式而定，不可盲目套用。

编束技术的要求: ①保证全束平顺，且每根钢绞丝或钢丝均无相互交叉，防止在高应力状态下发生集中或剪断; ②确保锚束钢绞丝与钢丝之间有一定空隙，保证砂浆能充填密室，从而使钢丝充分被握裹和保护; ③保证进浆管道畅通，也可以预埋浆管和排气管; ④保证锚束绑扎牢固，且在运输和吊装过程中不散、不乱;⑤在放束入孔前，确保锚束无锈蚀。

1.2 大面积混凝土碾压施工技术

1) 大面积混凝土碾压技术: 采用大型运输和振动碾压机，将干硬的混凝土压实，并采用大体积进行分层碾压，常用于大面积和大体积的混凝土结构的工事。技术特点: ①通过薄层分层铺料施工; ②碾压结构表面承载力大; ③干硬混凝土拌合料坍落度为零; ④施工方法和土石坝填筑方法相似。在实际施工中，常用碾压混凝土使施工速度快且经济实惠。

2) 采用新型建材，碾压混凝土大致分为3 类型: ①高粉煤灰掺量型混凝土; ②贫碾压混凝土; ③采用天然砂卵石与少量水泥拌制型碾压混凝土。碾压混凝土的原材料主要有水、水泥、砂石骨料及一些外添加剂等，原材料配合比和平常混凝土大不一样，相比之下碾压混凝土有五点区别: ①拌合的水泥浆量少;②由于碾压机械能量和施工方法的制约，骨料半径不可过大，需要过筛;③拌合砂量多; ④粉煤灰掺量较多;⑤拌合物要求稠度高，但范围不大。在实际应用中，对碾压混凝土配合比有具体要求。该拌合物粘稠度很高，填充灌浆时需要碾压振动。在整个施工过程中不允许出现明显的材料离析现象，拌合物VC 值应控制在相应的要求范围内，确保碾压施工的正常进行。

3) 大面积碾压混凝土碾压施主要包括分层摊铺、碾压施工。碾压层之间是受力最薄弱的地方，层间黏结不良对整个工程结构的稳定性和耐久性具有不利影响。在用垂直水平缝钻取的芯样两端黏结钢拉板，然后进行轴向拉伸试验，最终测得水平施工缝的黏结强度，即反映了水平缝两侧黏结强度

1.3 施工导流及围堰的技术

在水库建设施工尤其是修建闸坝工程中，施工导流是关键的工程措施，即全面部署控制河床水流，提供空间供水利工程的施工，其方案的选定不但影响到整个工程造价、质量、工期和安全度汛等方便问题，还关系到发电、灌溉、防洪、航运和供水等相应部门的利益。因此要事先完成周密的设计。在水域上施工，必须修筑围堰来解决施工导流问题。在导流方案设计中，必须考虑的因素包括地势、地形、降雨、气候、和汛期等。通常河流每年都一个洪枯期，因此利用好洪枯期的周期性变化自然因素可以降低工事难度，降低造价、缩短工期。结合地形等自然条件，最经济合算的是采用分期围堰导流方案。

所有水利工程施工均必需修筑围堰，有的只占一部分河床，而有的直接截断整个河床。大型水利工程所需的围堰平面布置一般需要经过模型试验来验证。修建围堰会使原河流的截面减小，由于流量不便，从而加大了流速，堰体必将承受巨大的水流冲击力，因此围堰结构施工要求高。

1.4 混凝土板面堆石坝

目前混凝土板面堆石坝的施工方案和技术已经很成熟，东圳水库分枢纽工程和渠道工程两大部分，枢纽工程由大坝、输水涵洞、溢洪道等三大建筑物组成。大坝为黏土心墙土石混合坝，坝长367 m，顶宽8.34 m，坝高58.6 m。其面板分一、二期面板，面板是无轨滑板模进行分块浇筑而成。经过一年挡水期，若面板无裂痕，说明挡水效果极佳。

2 新技术在现代水利水电工程的应用

2.1 GPS 技术的应用

全球定位系统( Global Position System，GPS) 是利用卫星进行通过无线电波对无线接收机定位的无线电导航定位系统。GPS 定位测量技术因其具有高效率、高速度、高精度、操作便捷、适用领域广等诸多显著的优势而为水利工程测量带来了彻底性变革，为水利工程施工提供了全新的技术手段，并逐渐取代了常规测量定位技术。GPS 定位测量已经从静态发展至动态，应用领域已经从地面扩展至空中、水下和地下等。

2.2 GIS 技术与数据库的应用

随着信息时代里信息技术的迅猛发展，工程测量数据的采集和处理等工作已逐步自动化和智能化。就目前而言，通过建立相应的地理信息系统( Geographic Information System，GIS) 和数据库，有序地储存大量的工程测量信息和数据，进而建立三维地形模型，用于搜索、分析、研究，以实现智能化管理和信息化施工，最大程度提升测量数据的利用率。当GIS 技术应用于水利工程建设时，通过三维全景虚拟显示出总的施工组织蓝图，直接反应工程施工过程的时、空关系，同时能够可视化查询、计算、分析和调用各种信息，实现动态仿真模拟水利工程施工整个过程。

2.3 AutoCAD 技术的应用

计算机辅助设计技术( Computer Aid Design，CAD) 是山歌世纪80年代初发展起来的一门新兴科技型应用软件，如今已得到广泛的普及应用。CAD 在水利水电工程中的应用使工程技术人员工作效率得到大幅度提升。水利水电工程设计和施工中不乏复杂的计算，尤其对于计算各种不同体形的衔接处相交线，都要用到空间解析几何的解算方法。如果仅靠计算器进行收工计算，工作量重大，过程相当繁琐，而且无法保证准确性。目前一些常用的计算程序通常采用AutoCAD配合Auto Lisp 语言编制而成，运用这类程序建立数字化模型，利用点坐标查询功能即可得到精确可靠的结果。Auto-CAD 不仅提供了全新直观图形计算的方法，还可用于绘制各种工程的纵、横断面。

3 贯穿生态理念 建设健康水利工程

在工程构造设计过程中要“坚持以人为本，实现人水和谐”。考虑到大坝流域内外的生态环境，通过生态设计尽最大可能使水利工程建设不过于破坏周边的生态环境，在保证水利工程正常建设的同时，实现水资源的良性循环及可持续发展利用。因此做好水利工程的生态维护工作也是工程的一部分。

为了避免上游淤泥累积造成河床逐年上升，日后重复建设，东圳水库大巴溢洪道为开敞式，净宽50 m，共设5 扇10 m×7 m的升卧式平面钢闸门，最大泄量为4 045 m3/s。此外工程建设必须在与自然生态环境“和谐共处”的前提下进行合理开发水土资源。具体做法如下: ①注重施工现场的环保措施。例如采用较好的施工路面和封闭式专用垃圾道等，以防止施工过程造成不必要的大气和水土污染;②采用先进的设备和工艺，并妥善安排作业时间，以防止噪音污染; ③对于有毒废弃物和生产及生活污水的处理要严格，以防止水源污染;④选择合理的工程措施、施工时机，解决水流控制、下游用水等生态环境问题。⑤综合利用土地。如利用弃碴填平沟坑，既减少工程造价，还增加生态效益; ⑥在设计闸口时，注意尽量降低闸底高，以使上游河床泥沙能够水利通过闸口流入下游，防止上游泥沙堆积，河床升高。

4 系统工程的运用

系统工程的职能是通过编制模拟软件进行模拟仿真分析整个项目施工过程，将得到的结果作为工程实践的重要参考信息。在实际应用中个，系统工程还必须根据考虑进其他因素，如施工场地地质地形、环境和气候等条件，再采用系统工程分析方法建立各个影响因素相对应的函数关系、合理的数学模型，并以控制优化的方式模拟分析整个工程施工过程，以实现加快施工进度和降低项目成本等目的。

5 结 语

水利水电工程施工技术的每一个环节都关系到工程质量、进度和成本问题，因此在工程项目的施工过程中，在强化常规可用施工技术的基础上，大力支持高科技含量的新技术应用，这对于提高项目的施工质量、进度和成本有着重大的意义和巨大的前景。在实际领域技术中还有激光技术和微电子技术等也为水利水电工程施工做出巨大贡献。只有成熟地、严格按照要求地运用相应的技术，才能保证工程施工不仅快速顺利完成，而且更重要的是使保证了工程质量。

［1］孙光年. 粉细砂筑堤设计中的几个问题［J］. 黑龙江水利科技，2004，32(04) :69.

［2］周忠谟. GPS 卫星测量原理与应用［M］. 北京: 测绘出版社，2002.