談水利水電施工的關鍵工藝技術論文

談水利水電施工的關鍵工藝技術論文

　　【摘要】作為我國國民經(jīng)濟中的基礎性設施，水利水電工程具備防洪、防澇、灌溉、發(fā)電、圍墾等功能，在區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護中發(fā)揮著不容忽視的作用。而伴隨著科學技術的飛速發(fā)展，在水利水電施工中，筑壩技術的水平也有了很大的提高。本文以面板堆石壩為例，對水利水電施工中筑壩工程的關鍵工藝技術進行了分析和討論。

　　【關鍵詞】水利水電；筑壩工程；工藝技術；面板堆石壩

　　1前言

　　水電是我國能源體系中一個非常重要的組成部分，伴隨著區(qū)域經(jīng)濟的快速發(fā)展，社會對于電力能源的需求不斷增加，清潔可再生的水電受到了社會各界的廣泛關注，水利水電工程也因此得到了迅猛發(fā)展。而在水利水電施工中，筑壩工程處于核心位置，直接影響著工程整體的質量。因此，做好水利水電施工中筑壩工程關鍵工藝技術的研究和分析，是非常必要的。

　　2水利水電施工的意義和特點

　　水利水電工程的施工具有極其重要的現(xiàn)實意義和長遠意義，一方面，在經(jīng)濟發(fā)展的帶動下，我國在水利水電工程建設方面取得了非常顯著的成效，對豐富的水利資源進行了充分有效的利用，在推動區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展和保護自然生態(tài)環(huán)境方面發(fā)揮著不容忽視的作用；另一方面，水利水電工程的建設可以有效緩解我國的能源緊缺問題，為社會提供大量清潔可再生的水電能源，促進社會的可持續(xù)發(fā)展。水利水電工程的施工具有非常顯著的特點，一是工程量巨大，工程的建設包括了河流的截流、筑壩工程、水電工程等，工程量極其巨大；二是施工周期長，容易受到各種因素的影響；三是工程多處于山林地區(qū)，交通不便，設備與材料的運輸困難且運輸成本較高；四是對于周邊環(huán)境的影響大，很容易造成生態(tài)環(huán)境的破壞，因此在施工完成后，需要切實做好生態(tài)恢復工作[1]。

　　3水利水電施工中筑壩工程關鍵工藝技術

　　在水利水電施工中，筑壩工程是非常關鍵的組成部分，其關鍵技術包括了壩體的設計、施工、養(yǎng)護，材料的選擇、配置等，這里以面板堆石壩為例，對其施工進行簡要分析。

　　3.1面板堆石壩的特點

　　面板堆石壩是以堆石體作為支承結構，在其上游表面澆筑混凝土面板作為防滲結構，屬于一種土石壩。面板堆石壩最早出現(xiàn)于上世紀五十年代的美國，經(jīng)過不斷的發(fā)展和改善，現(xiàn)如今面板堆石壩基本上都是混凝土面板堆石壩，具有造價低、工期短的特點，因此在水利筑壩工程中得到了廣泛的應用。從結構上看，面板堆石壩可以分為堆石體和防滲板，具體包括了面板、趾板、墊層、過渡層以及主堆石區(qū)和次堆石區(qū)等。與一般的土石壩相比，面板堆石壩具有以下特點：

　　（1）穩(wěn)定性強，壩坡的坡腳基本上與松散拋填堆石的自然休止角相當，較碾壓堆石的內摩擦角更低，因此具有良好的穩(wěn)定性和可靠性。

　　（2）防滲面板設置于堆石體的上游面，具有良好的承壓能力，而且透水性良好，基本上不會受到滲透力的影響。

　　（3）抗震性能好，在受到地震作用時，不會產生相應的孔隙水壓力，雖然其面板可能出現(xiàn)裂縫，導致壩體滲漏，但是基本不至于出現(xiàn)潰壩問題。

　　（4）施工便利，受天氣狀況的影響相對較小[2]。

　　3.2面板堆石壩的施工

　　（1）堆石體設計：堆石體的設計包括了堆石體體形的設計以及堆石料的選擇。在對堆石體體形進行設計時，如果沒有特殊要求，一般上游壩坡設計為1:1.4，若以砂礫石為堆石料，則可以將壩坡放緩至1:1.6。下游壩坡可以采用之字形馬道或者上壩公路，壩坡坡度一般在1：1.4-1：1.6之間。（2）堆石料選擇：在面板堆石壩中，堆石料的選擇應該根據(jù)位置的不同選擇不同的粒徑和級配。在墊層中，堆石料的選擇應該遵循謝臘德級配曲線，確保其小于4.76mm的顆粒含量在35%-55%，小于0.075mm的粒徑含量在2%-12%；在過渡層，應該采用具有反濾性質的堆石料，以防止墊層料在滲透水流的作用下發(fā)生沖蝕現(xiàn)象。過渡層中石料的粒徑最大不能超過300mm；在主堆石區(qū)，考慮到其是壩體的主應力區(qū)，必須具備良好的級配和壓實密度，以減少壩體的變形。對于高壩，一般主堆石的最大粒徑應該在800mm左右；在次堆石區(qū)，可以選擇相對較軟的石料，堆砌的厚度與主堆石區(qū)相同。

　　3.3施工工藝控制

　　混凝土面板堆石壩施工技術自上世紀六十年振動碾壓技術出現(xiàn)以后，就發(fā)生了巨大的變化，壩體的高度也在不斷增大，由最初的45m發(fā)展到現(xiàn)如今的233m，甚至利用各種巖石建造高度在300m左右的混凝土堆石壩，其運行狀況同樣可以接受。在進行施工的過程中，應該對筑壩材料進行相應的填筑實驗，分析其壓實密度是否能夠滿足工程的設計要求，然后結合不同的分區(qū)，進行相應的工藝控制，主要控制參數(shù)包括攤鋪厚度、碾壓設備以及碾壓遍數(shù)等[3]。

　　（1）墊層：墊層位于周邊縫底部，鋪層厚度約為0.2-0.4m，在傳統(tǒng)施工中，需要在上游面超填0.2-0.3m，經(jīng)水平振動碾壓后，與激光控制反鏟削坡，沿上游坡面進行振動碾壓，并對坡面進行防護處理，施工相對復雜。而在擠壓邊墻施工技術初選后，可以先沿壩體上游邊緣施工低強度的混凝土擠壓邊墻，確保其與墊層料每一層的鋪筑高度一致，內表面傾斜，作為墊層料碾壓過程中的橫向支撐。為了降低面板與邊墻之間的粘結力，需要在邊墻的表面涂刷一層乳化瀝青。該工藝技術能夠減少施工流程，受天氣影響小，而且具有良好的施工效率和經(jīng)濟效益。

　　（2）過渡層：如果在筑壩工程中，應用了擠壓強技術，則應該先進行擠壓強的施工，然后對過渡層進行鋪筑，對于不同區(qū)域的交接位置，應該使用推土機進行平整，除去其中較大的塊石，并進行碾壓作業(yè)。

　　（3）主次堆石區(qū)：根據(jù)設計要求和施工的具體情況，可以對主次堆石區(qū)的施工進行控制。依據(jù)壩料平衡原則，應該對前期開挖的土方和石料進行充分利用，鋪層厚度應該與一般的石料相同，加水后利用振動碾進行碾壓。如果使用的堆石料為砂礫石，則可以適當減少鋪層厚度。加水量的多少主要是根據(jù)巖石的類型決定的，通常占據(jù)填料的10%-20%，若采用砂礫石，則不需要加水[4]。

　　4結語

　　綜上所述，在經(jīng)濟發(fā)展的帶動下，我國的水利水電工程得到了迅猛的發(fā)展，筑壩工程的技術水平也有了很大提高，受到了越來越多的重視。混凝土面板堆石壩是當前水利水電筑壩工程中一種比較常見的工藝技術，具有價低、工期短的特點，而且能夠提升壩體的穩(wěn)定性和可靠性，相關技術人員應該重視起來，確保面板堆石壩技術的有效應用，促進我國水利水電工程整體水平的提高。

　　參考文獻：

　　[1]文典堂.探析水利水電施工中筑壩工程關鍵技術[J].江西建材,2015,(13):122.

　　[2]王曉春.水利水電施工中筑壩工程的關鍵工藝分析[J].科技創(chuàng)新與應用,2014,(31):210.

　　[3]賁偉.水利水電施工中筑壩工程的關鍵技術[J].科技展望,2015,(4):95.

　　[4]酈能惠,楊澤艷.中國混凝土面板堆石壩的技術進步[J].巖土工程學報,2012,34(8):1361~1368.

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