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摘 要:近年来,我国水利工程发展迅速,且为满足地区用水需求、带动地区经济发展做出了较大的贡献。但对水利工程进行分析可知,其在实际的施工过程中存在着诸多的安全隐患,从而对水利工程的整体质量产生严重影响。为了进一步提高水利工程的健康、稳定发展,本文以水利工程中常见的施工技术作为研究对象,通过对水利工程施工技术的含义进行分析,在结合其施工技术特点的基础上,对水利工程施工的各项常见技术展开了深入研究。
关键词:水利工程;施工截流;灌浆空钻
1 水利工程施工技术概述
1.1水利工程施工技术概念
水利工程施工技术就是通过借助综合性的工程设置,从而在将水转化成电能等其他能量形式的过程中,所应用的一系列技术,技术的支撑设备主要包括了机电设备、水电站引水系统以及挡水和泄水建筑物构成的水库和发电厂房等[1]。水利工程施工技术的良好应用要求相关工程人员必须掌握混凝土结构、港口水工建筑物结构、桥梁、公路工程以及水利工程经济及监理等各项技术,对于施工人员的技术要求极为全面,故了解并掌握常见的水利工程施工技术是确保水利工程项目得以顺利实施的必要条件。
1.2水利工程施工技术特点
水利工程施工技术的特点主要包括了以下几方面:(1)水利工程的施工场地大都临近河流或湖泊,其所处的地理环境较为复杂,加之水利工程对工程和人员本身均具有极高的要求,故在施工过程中必须全面分析安全隐患,从而降低施工风险;(2)水利工程具有较为复杂的构造,各个工序均会对工程质量产生影响,故施工过程中需要依据实际情况,严格遵守国家的相关规范,特别在承压以及防渗等方面要格外注意;(3)水利工程施工技术具有较强的动态变化性,易受到新技术和新设备的影响,因此,在水里工程施工的整个进度当中,要求其施工的机械化与自动化程度随着各项技术的应用而不断提升;(4)由于对于水利工程自身而言,其容易受到季节和温度的影响,油气是在较为恶劣的施工环境下,其施工技术更容易受到限制[2]。在对水利工程施工技术的特点进行充分了解的基础上,下文主要对其常见的施工技术做出了系统探析。
2 施工导流截流与土方工程技术
对水利工程进行分析可知,其在施工过程中的倒流多采用分期导流的方式进行,而截流技术往往以围堰断流的方式为主,其中,最为常见的围堰方法为土石围堰和混凝土围堰。由于截流技术是确保水利工程能够持续进行的基础和前提,故在水利工程当中有必要也必须提高截流技术,从而为后续水利工程施工技术的实施提供保障。由于截流工作通常具有较大的难度,需要大量的人力和物力,从而指的此部分工作的技术要求更为严格[3]。在河道截流中最常用的方法为立堵法和平堵法,其中,立堵法就是用自卸汽车或其他运输工具运输抛投块料,选取端进法抛投进占戗堤,从而逐渐束窄河床,直到其全部拦断的截流方式;而平堵法则是通过在河道中建设立浮桥,利用船舶等交通工具对河道进行截流的方式。由于不同的截流方法的特点也不尽相同,因此,在进行水利工程的截流施工时,需要在充分了解实际施工情况的基础上选择最为恰当的截流方式,确保获得最佳的施工效果。
以云南省长沙市巴溪洲岸线水利防护工程的第五级电站为例,此工程的截流量和倒流洞的分流量分别为2.491m3/s和816m3/s,水面宽度与龙口初始宽度分别为50m和66.5m,戗堤合拢所用时间为27h,落差为2.2m,所耗截流材料总共6.98×104m3。对此工程进行分析可知,其主要水工建筑物为一级建筑物,最初采用的截流方法为单戗堤立堵双向进占法,但在此工程的实际截流开始前,根据工程单位所聘请的截流专家组的意见和截流时段河道中的水情预报发现,预报中河道的来流量要比之前设计的流量大得多,且前期施工时并未对导流洞进口岩坎进行完全拆除,后经专家组合施工单位的一致性意见,对原有截流方案优化[4]。在考虑到计算而得的截流龙口力学参数过高导致施工难度增加的情况下,特别制定了龙口水力学参数的监测方案,通过在龙口附近架设全站仪,利用计算机编程对戗堤的上下游水位与论茶进行计算,从而为此工程截流任务的顺利完成提供了可靠的技术保障。
土方工程是水利工程中的基础,在对当前我国水利工程施工技术进行分析后,综合水利工程技术的特点,干填碾压式土方工程的施工技术较为适用。仍然,以上述工程为例,在土方工程施工过程中,不仅要对国家的相关规范和标准进行准确把握,而且还应在密度与强度方面做到与国家相关工程标准相符。在确保整个工程堤坝稳定性的基础上,还应确保其具有一定的沉降量,进而从整体上提高工程的防渗性[5]。
3灌浆孔钻孔技术分析
水利工程灌浆孔钻孔技术主要包括了以下几方面:(1)钻孔,在确定灌浆孔位置后,利用钻机钻孔,在钻头方面选择91mm规格的硬质合金或金刚石钻头为宜,并将孔深控制在62-76mm,布孔方式为单排,钻孔时需以下述要求为准。首先,对钻机进行准确的定位,并确保立轴垂直,控制孔位,使其偏离程度小于10m。其次,在钻进时,每钻进5m则对钻孔的倾斜率进行一次测量,工程中孔深所对应的最大偏差值如表1所示,若孔斜超出了允许的最大值,则应重新扫孔纠偏[6]。最后,要确保取芯钻孔按照之前的灌浆孔设计方案进行,并的钻孔的柱状图进行描绘。
表1 不同孔深对应的最大偏差值
(2)冲洗,在钻孔工作结束后,对钻孔进行冲洗,确保钻探过程中产生的岩粉充分洗出孔外,待回水变清后,将孔中与岩层裂缝当中存留的杂物进行再次冲洗,冲洗方法可选取高压脉动冲洗或高压水冲洗等。
(3)压水,在水利工程施工过程中,自上而下地压水试验是确保工程截流等工作得以正常运转的基础。通过钻孔,进而将水压至孔内和岩层裂缝当中,以压水的时间和压水量为依据,计算岩层参透特性的相关参数,具体方法如下。首先,对岩层参透性的参数进行分析可知,其实质是岩体的单位吸水量,即在单位时间、单位长度试验孔段压入的水量,用字母w表示,计算方式为:
w=Q/LH 公式1
其中,Q为试验孔段在单位时间内的注水量,H为压水试验的计算水头长度,L表示压水试验的孔段长度。进行压水试验的目的就是确定出岩层渗透率q,是指当压水压力P=1MPa,且单位试验段在每分钟注水量为1L时,透水率为1Lu,在获得单位吸水量和透水率后,则可对孔段渗水量与岩层裂隙的发育进行全面的了解,并为灌浆提供可靠依据。
结论:本文通过对水利工程施工技术的概念和特点进行阐述,并分别从施工导流、截流技术、土方工程技术和灌浆孔钻孔技术等方面对水利工程中常见的施工技术做出了详细的论述和分析。研究结果表明,当前,国内水利工程施工过程中仍然存在着诸多不足支出,因此,必须加强对水利工程常见施工技术的探讨和研究,进而从整体上提高水利工程质量,促进水利工程的健康、持续发展。
参考文献
[1]李玉灵,杜增志,王淮成.对水利工程施工技术的几点思考[J].门窗,2014,01(15):372.
[2]罗盛莉.水利工程混凝土施工技术的策略探讨[J].科技创新与应用,2014,04(28):201.
关键词:水利工程;施工截流;灌浆空钻
1 水利工程施工技术概述
1.1水利工程施工技术概念
水利工程施工技术就是通过借助综合性的工程设置,从而在将水转化成电能等其他能量形式的过程中,所应用的一系列技术,技术的支撑设备主要包括了机电设备、水电站引水系统以及挡水和泄水建筑物构成的水库和发电厂房等[1]。水利工程施工技术的良好应用要求相关工程人员必须掌握混凝土结构、港口水工建筑物结构、桥梁、公路工程以及水利工程经济及监理等各项技术,对于施工人员的技术要求极为全面,故了解并掌握常见的水利工程施工技术是确保水利工程项目得以顺利实施的必要条件。
1.2水利工程施工技术特点
水利工程施工技术的特点主要包括了以下几方面:(1)水利工程的施工场地大都临近河流或湖泊,其所处的地理环境较为复杂,加之水利工程对工程和人员本身均具有极高的要求,故在施工过程中必须全面分析安全隐患,从而降低施工风险;(2)水利工程具有较为复杂的构造,各个工序均会对工程质量产生影响,故施工过程中需要依据实际情况,严格遵守国家的相关规范,特别在承压以及防渗等方面要格外注意;(3)水利工程施工技术具有较强的动态变化性,易受到新技术和新设备的影响,因此,在水里工程施工的整个进度当中,要求其施工的机械化与自动化程度随着各项技术的应用而不断提升;(4)由于对于水利工程自身而言,其容易受到季节和温度的影响,油气是在较为恶劣的施工环境下,其施工技术更容易受到限制[2]。在对水利工程施工技术的特点进行充分了解的基础上,下文主要对其常见的施工技术做出了系统探析。
2 施工导流截流与土方工程技术
对水利工程进行分析可知,其在施工过程中的倒流多采用分期导流的方式进行,而截流技术往往以围堰断流的方式为主,其中,最为常见的围堰方法为土石围堰和混凝土围堰。由于截流技术是确保水利工程能够持续进行的基础和前提,故在水利工程当中有必要也必须提高截流技术,从而为后续水利工程施工技术的实施提供保障。由于截流工作通常具有较大的难度,需要大量的人力和物力,从而指的此部分工作的技术要求更为严格[3]。在河道截流中最常用的方法为立堵法和平堵法,其中,立堵法就是用自卸汽车或其他运输工具运输抛投块料,选取端进法抛投进占戗堤,从而逐渐束窄河床,直到其全部拦断的截流方式;而平堵法则是通过在河道中建设立浮桥,利用船舶等交通工具对河道进行截流的方式。由于不同的截流方法的特点也不尽相同,因此,在进行水利工程的截流施工时,需要在充分了解实际施工情况的基础上选择最为恰当的截流方式,确保获得最佳的施工效果。
以云南省长沙市巴溪洲岸线水利防护工程的第五级电站为例,此工程的截流量和倒流洞的分流量分别为2.491m3/s和816m3/s,水面宽度与龙口初始宽度分别为50m和66.5m,戗堤合拢所用时间为27h,落差为2.2m,所耗截流材料总共6.98×104m3。对此工程进行分析可知,其主要水工建筑物为一级建筑物,最初采用的截流方法为单戗堤立堵双向进占法,但在此工程的实际截流开始前,根据工程单位所聘请的截流专家组的意见和截流时段河道中的水情预报发现,预报中河道的来流量要比之前设计的流量大得多,且前期施工时并未对导流洞进口岩坎进行完全拆除,后经专家组合施工单位的一致性意见,对原有截流方案优化[4]。在考虑到计算而得的截流龙口力学参数过高导致施工难度增加的情况下,特别制定了龙口水力学参数的监测方案,通过在龙口附近架设全站仪,利用计算机编程对戗堤的上下游水位与论茶进行计算,从而为此工程截流任务的顺利完成提供了可靠的技术保障。
土方工程是水利工程中的基础,在对当前我国水利工程施工技术进行分析后,综合水利工程技术的特点,干填碾压式土方工程的施工技术较为适用。仍然,以上述工程为例,在土方工程施工过程中,不仅要对国家的相关规范和标准进行准确把握,而且还应在密度与强度方面做到与国家相关工程标准相符。在确保整个工程堤坝稳定性的基础上,还应确保其具有一定的沉降量,进而从整体上提高工程的防渗性[5]。
3灌浆孔钻孔技术分析
水利工程灌浆孔钻孔技术主要包括了以下几方面:(1)钻孔,在确定灌浆孔位置后,利用钻机钻孔,在钻头方面选择91mm规格的硬质合金或金刚石钻头为宜,并将孔深控制在62-76mm,布孔方式为单排,钻孔时需以下述要求为准。首先,对钻机进行准确的定位,并确保立轴垂直,控制孔位,使其偏离程度小于10m。其次,在钻进时,每钻进5m则对钻孔的倾斜率进行一次测量,工程中孔深所对应的最大偏差值如表1所示,若孔斜超出了允许的最大值,则应重新扫孔纠偏[6]。最后,要确保取芯钻孔按照之前的灌浆孔设计方案进行,并的钻孔的柱状图进行描绘。
表1 不同孔深对应的最大偏差值
(2)冲洗,在钻孔工作结束后,对钻孔进行冲洗,确保钻探过程中产生的岩粉充分洗出孔外,待回水变清后,将孔中与岩层裂缝当中存留的杂物进行再次冲洗,冲洗方法可选取高压脉动冲洗或高压水冲洗等。
(3)压水,在水利工程施工过程中,自上而下地压水试验是确保工程截流等工作得以正常运转的基础。通过钻孔,进而将水压至孔内和岩层裂缝当中,以压水的时间和压水量为依据,计算岩层参透特性的相关参数,具体方法如下。首先,对岩层参透性的参数进行分析可知,其实质是岩体的单位吸水量,即在单位时间、单位长度试验孔段压入的水量,用字母w表示,计算方式为:
w=Q/LH 公式1
其中,Q为试验孔段在单位时间内的注水量,H为压水试验的计算水头长度,L表示压水试验的孔段长度。进行压水试验的目的就是确定出岩层渗透率q,是指当压水压力P=1MPa,且单位试验段在每分钟注水量为1L时,透水率为1Lu,在获得单位吸水量和透水率后,则可对孔段渗水量与岩层裂隙的发育进行全面的了解,并为灌浆提供可靠依据。
结论:本文通过对水利工程施工技术的概念和特点进行阐述,并分别从施工导流、截流技术、土方工程技术和灌浆孔钻孔技术等方面对水利工程中常见的施工技术做出了详细的论述和分析。研究结果表明,当前,国内水利工程施工过程中仍然存在着诸多不足支出,因此,必须加强对水利工程常见施工技术的探讨和研究,进而从整体上提高水利工程质量,促进水利工程的健康、持续发展。
参考文献
[1]李玉灵,杜增志,王淮成.对水利工程施工技术的几点思考[J].门窗,2014,01(15):372.
[2]罗盛莉.水利工程混凝土施工技术的策略探讨[J].科技创新与应用,2014,04(28):201.