3D打印技术在水利水电工程施工中的巧妙运用探讨

摘 要：文章首先对水利水电工程施工中存在的问题进行分析，同时对3D打印技术在水利水电工程施工中应用的优势进行探讨，最后对3D打印技术在水利水电工程施工中的应用进行研究。

关键词：3D打印技术;水利水电工程施工;应用策略

一、 水利水电工程施工中的问题分析

在当前的水利水电工程施工过程中，普遍存在着导流隧道、尾水管段和溢流堰面等部分，这些部分的结构都较为特殊，在进行混凝土浇筑的过程中其外型呈现出不规则的状态，且整体的结构较为复杂，需要利用特制模板来对其表面进行保护，施工的过程較为困难，常常需要大量的人力物力去对表面的曲线进行计算以及模板制造加工，需要耗费大量的成本和时间。通过施工的经验可知，这些部分的施工所需要花费的费用占据了总费用的百分之二十左右，对于模板的制作和曲线的计算所花费的劳动力占据了总体的百分之三十五以上。一旦在模板的制作过程中出现的偏差，那么就会对整个的水利水电工程质量造成不利影响，从而在水利水电工程运行的过程中产生隐患问题，甚至会导致整个的结构遭到破坏。可以说这些特殊部位的施工会对整个水利水电工程的质量和进度造成重要的影响。如果在水利水电工程施工的过程中采用3D打印技术，则能够对这些施工中的问题进行有效的解决，确保水利水电工程的高效、安全、环保。

二、 3D打印技术在水利水电工程施工中的应用优势

3D打印技术不但能够根据图纸内容来进行水利水电特殊部分结构表面轮廓的精确打印，同时3D打印技术所制作的混凝土强度也超过了水利水电工程施工的标准。另外，通过运用3D打印技术能够避免模板的大量制作，并且能够实现机械化的混凝土浇筑，能够有效的缩短工期，并降低成本，取得更好的工程效益。3D打印技术的优点具体体现在以下几个方面。

首先，3D打印技术有着较高的精度，因为3D打印技术需要根据图纸的要求来进行混凝土浇筑，由于采用的是全机械浇筑，所以不会受到其他因素的干扰，喷层能够达到10毫米。通过轮廓技术来抚平其表面，满足特殊部分的曲线和精度要求。

其次，当进行混凝土浇筑的过程中，通过运用3D打印技术能够显著的提升混凝土强度，通过测试可以发现其强度能够达到68.96MPa，满足了混凝土重力坝设计的相关规范要求。

第三，通过使用3D打印技术，能够对施工的工序进行减少。在水利水电工程施工的过程中，那些特殊部分的浇筑过程因为采用3D打印技术而无需模板，从而省去了立模的过程，使其更加快速的凝固成型，同时也节省了养护时间，缩短了整个工期。

第四，通过3D打印技术能够实现人力的节约，因为3D打印机所需要的操作人员很少，整个过程采用的是机械化施工方式，并且严格的按照图纸来进行打印，出现错误的概率很低，不会出现返工的情况，所以有着很高的生产率。

第五，通过利用3D打印技术来进行水利水电工程特殊部分的建设，不但会节约人力投入，同时也能够缩短工期，从而降低整体的建设成本，为工程企业获得更多的经济效益。

第六，通过用3D打印技术能够有效的克服混凝土振捣不够完全而出现的麻面和蜂窝等问题，从而提升混凝土的完整程度，并对其结构进行有效的改善，使得水利水电工程的特殊部分能够具有更强的耐磨性能。

最后，通过运用3D打印技术，能够有效的降低水利水电工程施工中的污水、废气、噪声以及粉尘排放，并能够对混凝土材料进行充分利用，降低水泥需求量，使得整个工程更加的环保。

三、 3D打印技术在水利水电工程施工中的应用策略

3D打印技术也被称作为增材制造，就是通过3D打印机来进行实物的制造和设计。近些年来这项技术的发展迅速，且逐渐成熟，能够对小尺寸的物件和大尺寸的建筑进行打印，材料的应用范围也得到了扩展，包括了玻璃、金属、陶瓷和混凝土等等，从而为水利水电工程施工对3D打印技术的应用打下了良好的基础。在水利水电工程中的特殊部分施工中采用3D打印技术，能够省去模板的制作和应用过程，并提升浇筑的精确度和速度，从而提升了施工速度，缩短施工工期，对于降低工程成本和节省劳动力以及提升施工质量都有着重要的意义。

在通过3D打印技术来进行混凝土浇筑时，是通过喷嘴来进行喷出，一层一层的进行叠加最终形成混凝土建筑物。在进行打印时，层厚是其中的重要因素，决定了打印的精度和质量。层厚越大，浇筑的速度就越快，精度就会更高，从而获得更强的过流能力。

水利水电工程的质量的最为重要的，所以要求混凝土的强度必须达到相应的标准，能够经受地震、水压以及温差等因素的影响。通过研究证明，通过3D打印技术制造的混凝土墙壁，抗压强度已经达到了68.96MPa，能够满足水利水电工程中特殊部分的要求。

四、 结束语

3D打印技术正好切合了水利水电工程施工的需求，其各项性能指标可以满足工程要求。可以说3D打印技术的应用前景非常宽广，将会对水利水电工程施工带来重大变革。

参考文献：

[1]申明亮，丁栗，李晓红.3D打印技术在水利水电工程施工中应用研究[J].中国农村水利水电，2015（1）：134-136.

作者简介：

经有胜，贵州华安伟业工程项目管理有限公司。