基于水工建筑施工技术的探究

王平

广东省化州市水电建筑安装工程公司 525100

摘要：水工建筑是水利工程的物质基础，其施工质量关系到水利工程功能的发挥和下游地区的安全。因水工建筑施工和运行环境较为复杂，对施工技术提出了特殊要求，因此本文就相关议题进行了分析。

关键词：水工建筑；施工技术

水工建筑是水利工程中用来调控水资源的建筑物，主要类型有挡水建筑物、泄水建筑物、输水建筑物、取水建筑物和专门性的建筑物。挡水建筑物是闸、坝、堤防等建筑物，泄水建筑物有溢洪道、泄水隧洞等，输水建筑物包括引水的隧洞、渠道、涵管和渡槽等，专门性的水工建筑物如丁坝、顺坝、船闸、水电站厂房、专用于灌溉的建筑物以及临时建筑围堰等。水利工程一般具有建设规模大、施工条件复杂、涉及专业多、对安全要求高、对环境影响大等特点，因而水工建筑的施工技术有特殊的要求。因此，本文对这部分内容进行了分析。

1 水工建筑的主要施工技术

1.1 围堰施工技术

水工建筑大部分是在水中施工，例如修建水闸、大坝时常需拦截上游来水，如果没有围堰就无法施工下去。围堰通常是用当地丰富的材料填筑而成，就地取材方便施工，还要容易拆除。建造围堰最重要的是考虑导流问题，妥善处理水流的拦截和疏导，所以施工前要对场地、影响导流的因素进行全面分析[1]。修建围堰的材料有土石、混凝土、草土、木笼、钢板桩等。以钢板桩格形围堰为例，它是由一系列彼此相连的格体组成的重力式挡水建筑物，格体由土和钢板桩组合成圆形格形、鼓型格形、花瓣形格形等多种形式，施工可机械化，所以效率较高。格体施工一般分为装置样架、拼装板桩、打桩、格体回填几个步骤。样架是与格体平面形状一致的框架结构，用于临时支承板桩并作为施工平台，通常由4～8根锚柱作为支承，并有2个以上的水平导环。拼装板桩时先在样架上用点焊或拉索固定连接桩，然后在连接桩之间拼装板桩。当同一格体的板桩全部安装完毕，就可以分阶段插打板桩，每次打下0.6～1.5m，直至桩顶高程符合要求。插打一般采用蒸汽锤，非黏性土可采用振动锤。插打完应立即回填，回填高度达到2/3时拆除样架。一般采用水力冲填或皮带输送机、索铲、自卸汽车进行回填，为防止格体变形，仓面回填要平整、均匀。

1.2土石方工程施工技术

土石方工程是水工建筑施工的先导，一般分为土方开挖、填筑和基础处理三大类。土方开挖包括露天开挖、地下建筑物开挖和水下开挖三小类。露天开挖是闸、坝、厂房、渠道等基础开挖的主要形式，包括土、石料的开采及围堰拆除等形式。地下建筑物包括地下厂房、隧洞、井、洞室等，其开挖是在地面以下进行。水面以下开挖称为水下开挖，如围堰水下部分拆除、河道疏浚及一些水工建筑进出口的堰外部分施工等。填筑是土石建筑、基础施工的形式，如土石坝、土堤、路基、围堰、施工基地的填筑。为了让地基满足水工建筑结构要求，就需要进行基础处理。基础处理的主要做法包括开挖、回填、灌浆、强夯、预压及做防渗墙、桩基、水泥搅拌桩帷幕等形式。

1.3 混凝土施工技术

水工建筑混凝土的技术要求与一般工民建是不同的，除强度要求以外还要满足抗裂、抗渗、抗蚀、抗冲、抗风化等要求，而且水工混凝土施工条件往往比较复杂，如工程量大、施工周期长、工序多以及预埋件、孔洞较多，对施工提出了较高的要求。水工混凝土类型包括常态混凝土、碾压混凝土和特种混凝土。常态混凝土即一般具有流塑性的混凝土。碾压混凝土是干硬性混凝土，采用类似土石坝的铺筑、碾压方式，施工效率比常态混凝土大为提高。特种混凝土是与常规混凝土在性能、材料组分、施工工艺等方面明显有差别的混凝土，如抗冲蚀混凝土、纤维混凝土、喷射混凝土、真空混凝土、预应力混凝土、水下混凝土等。由于混凝土坝尺寸很大，所以施工时采取分缝分块浇筑，在结构缝或施工缝内部灌浆通常也归为混凝土工程。常规混凝土的施工分为原材料制备、混凝土拌和、模板钢筋安装、混凝土浇筑、温度控制及养护等内容。

2 水工建筑施工技术应用

2.1 基础灌浆技术

灌浆是基础处理中应用非常广泛的技术，通过灌浆处理可以提高地基的稳定性、强度和抗渗性能，因其属于隐蔽工程，所以对施工的规范性提出较高要求[2]。灌浆分为固结灌浆、帷幕灌浆、回填灌浆和接触灌浆等，现以水库坝基帷幕灌浆为例说明。施工程序为：浇筑混凝土盖板→钻孔→孔冲洗→压水试验→灌浆→终灌→封孔。灌浆施工采用分序逐渐加密的原则，一般采用两序或三序，施工参数包括钻孔排数、排距、孔距、孔深、孔径等。钻孔精度控制主要是孔的位置偏差、孔斜偏差和孔深，位置偏差一般限制在10cm以内，孔斜偏差不超过孔深的3%，孔深必须达到设计要求。钻孔至设计深度后进行检查和清孔，清孔采用脉动压力水清洗至回水清澈。压水试验有2个主要目的，一是通过检查岩石条件来确定灌浆参数，二是对灌浆效果进行预判。通常，灌浆孔分段做30min简易压水试验，试验压力为0.3MPa或1MPa，这取决于灌浆压力。灌浆一般采用水泥漿或水泥黏土浆，并根据施工进展调整水灰比，通常的做法是稀浆开灌，逐级变浓直至终灌。灌浆多采用分段灌浆法，并根据岩层情况采用自上而下分段法、自下而上分段法、综合分段法，如自下而上分段灌注是从上至下逐段钻进，再逐段设置灌浆塞和进行灌浆。达到终灌标准后进行封孔作业。

2.2 大体积碾压混凝土技术

由于碾压混凝土具有的优越性，已有越来越多的混凝土坝、围堰、土石坝护坡、道路工程等采用这种技术。碾压混凝土掺用了较多数量粉煤灰、高炉矿渣等掺合料，还要使用外加剂，如在高温天气下施工就需要使用缓凝减水剂。骨料最好使用连续级配，有利于提高密实度。在浇筑前要进行仓面设计，并制作浇筑要领图。高温天气下混凝土拌和要采取温度控制措施，如风冷、水冷、加冰等措施[3]。碾压混凝土大都采用大仓面薄层连续浇筑方式，每一层的碾压厚度多为30cm。入仓方式常采用皮带输送机送料，自卸汽车转场。平仓机进行摊铺作业，高温天气下采用斜层平推法，可改善施工期间的温控质量。碾压参数要通过试验确定，一般无振碾压与有振碾压结合起来，接头部位搭接宽度不小于20cm。碾压后表面应充分泛浆。碾压质量控制主要是检测压实度，若低于设计要求必须进行补碾，而补碾后不符合要求只能挖掉重铺。混凝土终凝后即应洒水养护。采用斜层平推法常不设置冷却水管，但必要时可通过设置冷却水管来减小温度不均匀性和开裂现象。

2.3 水工建筑物修补技术

由于水工建筑物运行环境与施工方面的问题会产生各种缺陷，所以要进行修补。修补成功与否主要取决于材料和施工工艺。按缺陷类型分为裂缝、渗漏、磨损空蚀、冻融剥蚀等，对各种缺陷应采用适用的材料。以混凝土渗漏为例，其修补原则是“上截下排，以截为主”，主要做法有表面粘帖高分子卷材及柔性止水材料、灌浆处理、防渗面板、导管堵漏、涂抹法等。

3 结语

水工建筑种类多，功能、材料和施工工艺各不相同，而且即使同一类型的水工建筑，由于地质和施工条件不一样，所采取的施工技术也会有较大差别，所以应对各种施工技术都有所了解，以便选择最适宜的技术。本文所讨论的内容均为常规技术，希望通过交流相互借鉴，共同提高。

参考文献：

[1] 林方. 浅析多种新技术在水利工程施工中的实践应用[J]. 治淮，2015（8）：40.

[2] 朱雨全. 刍议水利工程基础灌浆施工[J]. 黑龙江水利科技，2014（7）：162-164.

[3] 赵盛忠. 高温地区碾压混凝土坝温度控制施工技术研究[J]. 中国水能及电气化，2015（5）：9-12.