湖北某水利工程施工技术关键要点研究
陈龙
摘 要：该文以水利工程施工技术为研究对象，以湖北某5级水电站为工程背景，探讨了水利工程施工中的一些关键要点，包括施工导流与截流技术、土方工程和基坑排水施工技术、灌浆钻孔施工及混凝土配比分析技术等几个方面，实际工程施工过程中人们就会减少施工工序，在施工技术方面没有严格按照标准的施工方式进行，给整个工程建设的质量造成严重的影响。论文总结了一系列的相关经验，相信对从事相关工作的同行能有所裨益。
关键词：水利工程 施工 钻孔 混凝土
中图分类号：TV52 文献标识码：A文章编号：1672-3791（2021）06（c）-0007-03
Research on Key Points of Construction Technology of a Water Conservancy Project in Hubei Province
CHEN Long
（Honghu Municipal Water Conservancy and Hydropower Construction and Installation Engineering Co.， Ltd.， Honghu， Hubei Province， 433299 China）
Abstract：
Taking the construction technology of water conservancy project as the research object and a 5-level hydropower station in Hubei Province as the engineering background， this paper discusses some key points in the construction of hydraulic engineering， including construction diversion and closure technology， earthwork and foundation pit drainage construction technology， grouting drilling construction and concrete ratio analysis technology. In the actual engineering construction process， people will reduce the construction process， In terms of construction technology， it is not carried out in strict accordance with the standard construction method， which has a serious impact on the quality of the whole project construction. This paper summarizes a series of relevant experience， which is believed to be beneficial to colleagues engaged in relevant work.
Key Words：
Hydraulic engineering; Construction; Drilling; Concrete
我國社会经济的发展带动了各地区各行业的持续化发展，在经济繁荣的社会背景下，建设业的发展业逐渐成为国民经济发展的重要支柱之一。虽然我国的科学技术在很大程度上得到了提高，但是在水利工程施工过程中往往存在诸多问题，这样长期下去就会影响到水利工程建筑业的发展，严重的情况下将会造成巨大的经济损失，水利工程事故的发生给人们的生命安全埋下了隐患[1]。因此关于水利工程施工技术的改进很重要，相关单位应该提高水利工程施工技术，为水利工程持续发展创造良好的基础条件。
1 施工导流与截流技术分析
长期以来，人们对水利工程的施工技术进行了大量的讨论和分析。根据水利工程建设现状，水利工程建设过程中的改造部分大多采用阶段性过渡，堵水技术大多采用围堰断流法。土石围堰是水利工程建设中广泛使用的围堰断流方法，以混凝土围堰更为常见[2]。截流技术在水利工程建设中的应用具有重要意义。关闭是水利工程持续顺利建设的前提和基础。因此，有必要改进并顺利完成水利工程施工过程中的合闸技术，以保证水利工程施工过程中其他施工环节的顺利进行。
但是，施工期间封闭技术应用的失败会延迟项目的完成，更严重的是会造成下游地区的灾害。因此，在节水工程建设中，应优先考虑节流工作。由于合闸作业难度大，施工需要大量的人力、物力，因此合闸作业的技术要求较高，施工组织必须做好[3]，只有这样才能顺利完成合闸操作。垂直堵漏法和水平堵漏法是封闭工程中常用的两种施工方法。其中，水平堵漏法是在河道上架起浮桥，用小船拦河的方法，立堵分单戗、双戗或多戗等几种形式[3]，合闸方法各有特点，因地制宜。因此，在封闭施工时，需要根据施工现场的实际情况，选择最合适的封闭方式，最大限度地发挥施工效果。
以湖北省第五发电厂为例，工程截流流量2 481 m3/s，导流洞导流流量815 m3/s，龙口初始宽度66.5 m，水面宽度50 m，上游水位608 m，堤防落差2.2 m。堤防截流时间27 h，消耗截流材料6.98万m3。
该工程主体水工结构为一级建筑。首先，設计采用单路堤竖向封堵法和封路双向占用法。但在实际关闭前，关闭验收专家组的意见和关闭期间的水文预测表明，预计进水量大于设计进水量，经专家组一致建议，最终对引水隧洞进水岩进行了优化。由于计算出的封闭断面力学参数较高，施工难度较大，特制订了封闭断面水力参数观测方案[4]。在封闭体附近安装全站仪，通过计算机编程计算封闭体上下游之间的水位和落差，为封闭体的顺利完成提供技术支持。龙口测点布置见图1。
2 土方工程和基坑排水工施工技术
在水利工程建设过程中，土方工程是水利工程建设的基本组成部分。随着水利工程施工技术的提高和发展以及水利工程的建设，干填碾压土方工程施工技术更加适用，并随着科学技术的发展得到广泛应用。
在土方施工过程中，必须严格控制质量，在强度和密实度方面必须严格按照国家相关标准进行施工。在水利工程建设中，大坝的稳定性十分重要，高稳定性是保证大坝安全的主要条件[5]。同时要保持一定的沉降量，这样土方工程才能保证一定的防漏效益。水利工程施工较为复杂，涉及的工作和机械种类较多，必须进行全面的检查，以确保土方工程完成后施工工作的安全性和可靠性。
在水利工程的实际施工过程中，一般工程的施工都位于地下水或外水位处。针对这种情况，水利工程在施工过程中往往受到雨水、地下水等因素的影响，因此制定相应的排水措施非常重要，直接关系到工程建设的施工进度和质量保证。为了给水利工程创造良好的环境，基坑水的排放在实际施工过程中是非常重要的。因此，有必要加强阿特拉斯的承载力，防止地基受到水的冲击而严重损坏。在基坑排水处理中必须选择合适的方式，减少施工难度，提高工程施工质量[6]。
3 水利工程灌浆孔钻孔施工技术
3.1 钻孔
确定灌浆孔后，钻孔。钻头直径为91 mm硬质合金钻头或金刚石钻头，孔深控制在61～77 m之间。孔排列成一排。钻孔必须按以下要求进行：首先，钻头的纵轴必须垂直。孔位偏差控制在10 m以内。钻孔时，每5 m测量一次坡度。如果孔斜度超过最大允许值，则必须再次清洁孔以纠正偏差。其次，根据设计要求进行岩心钻孔，绘制孔直方图，并进行岩心扫描。
3.2 冲洗
钻孔后，将孔内的石粉从孔中排出，直至回流清晰，并冲走孔中的碎屑和岩石裂缝。可采用高压脉动冲洗、提升冲洗或高压水冲洗。浇水时，确保将钻孔过程中产生的岩尘和细小的土壤颗粒从孔中冲出。观察确认回水干净后，采用高压脉动冲洗或高压水冲洗。岩层中的孔洞和裂缝被冲洗了2次[7]。
3.3 压水
在施工过程中，水压试验是从上到下进行的。水压试验必须在特定压力下进行。钻孔时，需要对孔洞和裂缝施加水压。根据加压水的时间和数量，可以计算岩石的渗透性和其他参数。首先，岩石渗透率的参数是单位吸水量，即单位时间单位长度测试工具之间压入的水量，可按式（1）计算。
ω=Q/LH（1）
式中，Q为单位时间总注水量，L/min;H为水力试验计算水头;L表示压水试验的孔段长度;ω表示单位吸水量，水力试验的主要目的是确定岩石的渗透率，通常表示为水渗透率q，单位为Lu。水压为1 MPa时，是指1 m/min的试验段。
注水量为1 L时，渗透率为1 Lu。渗透率的测量主要是了解孔洞区域的渗漏情况和岩石裂缝的发生情况，为注浆提供依据[8]。
3.4 灌浆
首先，帷幕灌浆和固结灌浆均遵循孔从细到密、顺序排列的原则。如果采用固结灌浆法，则至少应设置两个孔序。其次，注浆方法。如果是基础灌浆，则采用先固结后帷幕的方法。根据灌浆浆液的流动特性，自上而下分段封堵，并采用较高的压力，以获得良好的灌浆质量。一般钻深5 m时，进行冲洗和水压试验，然后进行灌浆。完工后，进行下一段工作，循环直至达到设计深度。再次，灌浆压力。在选择压力时，应尽量选择最大压力值。压力越高，浆液可最大限度地注入裂缝内，提高灌浆质量。应注意的是，地层不会受到损害。最后，灌浆完成后封孔。一般采用压浆封孔，竣工后进行质量评定。
4 水利工程施工混凝土配比分析
以某河伏防洪闸工程为例。防洪闸工程的具体位置在两条河的交界入口处，河伏防洪闸的建设是为了处理河水的出路问题。因此在新的工程建设过程中起底板为40 cm×40 cm，钢筋混凝土的底板厚为1.7 m，加强带使用的是防渗等级为P8的补偿收缩混凝土，宽为3 m。在工程施工过程中混凝土的浇筑量比较大，在短时间内要完成施工，在施工期间材料的消耗比较大，其中使用的混凝土底板为320 t钢筋，混凝土为1 740 m3。
因此，为减少施工过程中的材料消耗，实际施工过程中的混凝土材料应以商品为主，配合比见表1。该改造工程施工期间，混凝土坍落度为130～150 mm，泵送混凝土水灰比为0.3～0.5，砂比为35～40%，控制水泥用量最小。必须满足这些条件才能保证施工质量和效果。粗骨料由碎石制成，最大粒度控制在24 mm，含泥量小于1%，密度大于2.55 t/m。
在选择细骨料时，应以河砂为主要细骨料。砂子粒度可通过0.303 mm筛，含泥量小于3%，密度不小于2.50 t/m。溶胀剂用量为水泥用量的3.5%。在试验研究过程中，这种混凝土配合比大大提高了性能。在实际施工过程中，混凝土浇筑技术、振动与混凝土养护等相关施工技术也应有所提高。
5 结语
水利工程建设是我国国民经济的支柱之一，水利工程建设技术是水利工程的重要内容。此外，水利工程的建设对于促进我国健康可持续发展具有重要意义。但在实际工程建设过程中，人们会减少建设材料，根据施工工艺方面的标准，此行为容易影响施工质量，引发危险事故，造成大量人员伤亡和经济损失。因此，为我国水利工程的发展奠定坚实的基础，需要不断提高施工技术在水利工程建设中的应用。
参考文献
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