水利水电基础工程施工工艺及技术分析

刘启镜

水利水电基础工程施工工艺及技术分析

刘启镜

( 广东水电二局股份有限公司，广东 广州 511340)

笔者结合广东省水利水电项目情况，分析了水利水电基础工程施工工艺及技术方案等问题，旨在创建高质量的能源设施改造方案。

水利水电；基础工程；工艺；技术方案

1 基础工程施工工艺

随着现代化建设进程的加快，水利水电工程建设规模逐渐扩大，基础工程施工改造显得十分重要。基础工程是相对于地面工程而言的，其所处的水平位置相对较低且存在于地表面的基础结构中，包括桩基础、沉井及地下连续墙、基坑围护、地基处理、特殊土地基、抗震地基基础的处理。结合现有的施工条件，基础工程施工工艺流程是定位放线→ 复核（包括轴线，方向）→ 桩机就位→ 打桩→ 测桩→ 基槽开挖→ 锯桩→ 浇筑混凝土垫层→ 轴线引设→ 承台模板及梁底板安装→ 钢筋制安→承台模板及基础梁侧板安装→ 基础模板、钢筋验收→ 浇筑基础混凝土→ 养护→ 基础砖砌筑→回填土[1]。

2 水利基础工程施工存在的问题

广东省是我国经济建设的重点地区，对广东境内水利水电设施进行优化改造，不仅能满足区域水电资源调度的使用要求，而且能最大限度地带动珠江三角洲经济圈的形成。国家及地方政府深刻意识到广东产业经济的重要性，针对水利水电工程要求拟定了切实可行的建造方案。但就基础工程而言，其现场施工依旧面临着诸多的难题。

（1）准备问题。组合工程需要做好前期准备工程，现场准备不足是水利基础项目施工存在的主要问题之一。集中表现于：物资材料运输不及时，混凝土、钢筋等基本材料备量不充分；人员调配失控，各岗位人员安排体制不合理，各道工序操作无法保持预期的连贯性，制约了整体施工进度的快速执行；机械设备调配混乱，打桩机设备、钻孔设备等安全系数低，存在盲目操作控制等问题。缺乏全面的现场准备体制，导致施工人员、设备、资金等失去控制。

（2）方案问题。兴建水利水电是为了科学利用水资源生产电能，再用电能辅助发电设备的生产作业，两种工程相互组合起来便建成了水利水电一体化系统。基础工程施工方案编制不合理误导了现场操作的正确性，给施工单位造成了诸多的困难。基础工程施工不达标损坏了项目投资的收益，例如，软土地基处理方案中，没有考虑地下水运动的流通性，仅暂时采取地基加固处理方式，新地基很容易被后续地下水冲蚀，破坏了水利水电设施基础构造的完整性。

（3）工艺问题。目前，我国主张将水利水电两类工程组合建设，无论从物资消耗或现场管理等角度，组合式工程均具备了良好的综合价值。工艺问题也是限制水利水电基础工程性能发挥的关键因素，主要是项目施工在时间、空间等方面的差异，产生了不同的基础构造结构。以基坑围护为例，施工人员在尚未掌握地基构造的前提下，盲目地扩建水工建筑物地基层面，破坏了地基空间构造的有效组合，使地基出现沉降、裂缝等严重性病害。

3 水利水电基础工程的施工技术

水利水电工程是服务于能源物资调配的重点项目，搞好水利水电施工对区域经济发展有着极大的推动作用。基于可持续发展观指导下，广东省开始增加水利项目的总投资额度，为施工单位现场作业提供可靠的资金保障。鉴于基础工程施工存在的相关问题，广东省政府采取宏观调控管理对策，对基础设施施工工艺及技术方案进行管理，保证了项目建造活动的持续开展。

（1）桩基础。由基桩和连接于桩顶的承台共同组成，如图1，施工人员要控制桩结构的组合方法，确保桩基构造处于稳定状态。若桩身全部埋于土中，承台底面与土体接触，则称为低承台桩基；若桩身上部露出地面而承台底位于地面以上，则称为高承台桩基。例如，水电站打桩时要保证桩身与地面保持垂直角度，下桩过程中要控制进给量、进给速度，桩身牢固后才能执行下一步工序。

图1 桩基础结构图示

（2）沉井基础。是以沉井法施工的地下结构物和深基础的一种型式，适用于大型水电站设施的改造建设，能起到很好的加固处理效果。作业人员要控制沉井基础的操作工艺，对各道工序严格把关以强化基础结构[2]。先在地表制作成一个井筒状的结构物（沉井），然后在井壁的围护下通过从井内不断挖土，使沉井在自重作用下逐渐下沉，达到预定设计标高后，再进行封底，构筑内部结构。

（3）地下连续墙。地下连续墙支护技术，已广泛应用于民用建筑、工业厂房和市政工程，包括建筑物的地下室、地下变电站、地下铁道车站、盾构工作井、顶管工作井、引水或排水隧道防渗墙、地下停车场、地下商场、地下水库、大型污水泵站等。连续墙支护施工的关键在于墙体钢筋笼的控制，如图2，施工人员要布置好水工建筑物基层的混凝土结构，维持混凝土凝聚力以抵抗外在病害的发生。

图2地下连续墙钢筋笼

（4）基坑围护。软土地基是水利水电基础工程最为常见的问题，其不仅与工程所处地质环境相关，也与基础工程支护施工存在着密切联系。为了避免基坑病害的发生，应拟定基坑围护工艺作为支撑结构[3]。具体操作：在软粘土地基中开挖深度为5～7m左右的基坑，应用深层搅拌法形成的水泥土桩挡墙，可以较充分利用水泥土的强度，并可利用水泥土防渗性能，同时作为防渗帷幕。

（5）地基处理。正常地基条件下，水利水电基础结构有一定的承载介质，遇到大荷载地基会引起明显的病害问题。水利水电地基处理厂采用灌浆法，对现场地基进一步加固支护[4]。借助于压力，通过钻孔或其他设施将浆液压送到地基孔隙或缝隙中，改善地基强度或防渗性能的工程措施。例如，固结灌浆是通过面状布孔灌浆，以改善基岩的力学性能，减少基础的变形和不均匀沉降。

4 结 论

水利水电项目是现代化建设的基本内容，也是国家积极投资建设和改造项目之一。而基础工程是水利水电项目的核心部分，施工单位在现场作业期间要强化基础工程管理，通过施工工艺改造及优化等方式，着重解决现场施工遇到的问题。

[1] 卢正红.广东省水利水电工程建设现状的调查分析[J].广东2010,40(16):21-23.

[2] 邵杰.水利工程基础设施改造施工工艺的优化设计[J].上海地质,2011,30(21):40-42.

[3] 伍宇娟.水利水电基础工程常用技术及其对策研究[J].中华建设科技,2010,15(2):76-77.

[4] 周慧.当前水利项目施工存在的问题与技术方案改编对策[J].武汉科技大学学报,2011,33(15):59-61.

10.3969/j.issn.1008-1305.2014.04.012

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1008-1305（2014）04-0035-02

刘启镜（1960年-），男，工程师。