淺論水利水電施工技術

劉春美

【摘 要】水利水電施工技術是一個系統工程，施工人員必須了解在建設過程中需要注意的技術問題， 本文主要介紹預應力錨固的建設，混凝土的砂石骨料，施工導流及圍堰，大體積碾壓混凝土等幾種施工技術進行探討，對于水利水電施工是十分重要的。

【關鍵詞】水利水電；施工技術

Discussion on Water Conservancy and Hydropower Construction Technology

Liu Chun-mei

（Hengshui Yadong Hydropower Engineering Co.， Ltd Hengshui Hebei 053000）

【Abstract】Water conservancy and hydropower construction technology is a systematic project， construction workers must understand the technical issues that need attention in the process of construction. This paper mainly introduces the construction of prestressed anchorage， aggregate of concrete， construction diversion and cofferdam， large volume rolling Concrete and other construction techniques to explore， for the construction of water conservancy and hydropower is very important.

【Key words】Water Resources and Hydropower；Engineering Construction Technology

1. 預應力錨固的施工

預應力錨固是預應力巖錨與混凝土預應力拉錨的總稱，是在預應力混凝土基礎上發展起來的一項錨固技術。預應力錨束可以傳遞拉應力，這是其他措施無法比擬的最大優點。預應力錨固隨其種類的不同而結構型式各異，但總的來說，均由錨孔、錨束兩個部分組成。錨孔是設置錨束的鉆孔，錨束是施加預應力的主體。錨束系由錨頭、錨束體及錨固段等3個部分組成。錨固段是預錨的根基，系嵌固在錨孔底部的非張拉段；錨頭位于錨孔孔口以外，是張拉與鎖定預應力的支撐部分，亦屬非張拉段；錨束的自由段是聯接錨頭與錨固段的主要部分，并承受預應力張拉所施加的全部荷載。預應力巖錨系將錨固段安放在基巖中的一種重要的預應力錨固型式，它是與基巖錨孔直接關聯的預錨；混凝土預應力拉錨可以與基巖無關，只是為加固建筑物，改善應力狀態，修補混凝土缺陷所設置的預錨。

1.1 施工步驟。

預應力錨固的施工包括：造孔、編束、放束與錨固、張拉、防護5個步驟。造孔須按設計要求進行，包括鉆孔、測孔、擴孔、固結灌漿與掃孔等工序，有時也將在完成直孔段的固結與掃孔之后，再進行擴孔。這是按大噸位黏著式錨固段的需要而提出的一般要求。對具體工程的具體錨固段型式，應根據不同情況區別對待，切勿盲目套用。

1.2 編束的技術要求。

（1）全束平順，每根鋼絲或鋼絞絲的相對位置，均不得相互交叉，因為預應力鋼絲在高應力狀態下，若相互交叉，可能導致應力集中或剪斷。

（2）錨束鋼絲與鋼絞絲之間，應有一定空隙，以便在錨固注漿或封孔灌漿時，漿液能充填密室，鋼絲得到充分握裹和保護，否則對永久性防護不利。

（3）應保證錨固段灌漿與封孔灌漿的進漿管路都有通暢的通道，或預埋進漿管及排氣管。

（4）錨束必須綁扎牢固，在運輸、吊裝過程中，保證錨束不亂、不散，錨束的部分及保護層等都不致損壞。

（5）在放束入孔前，錨束在孔外堆放過程中，應進行妥善保護，保證錨束不發生銹蝕。

1.3 其它技術。

預應力錨束的錨固方式有黏著式與機械式兩種。用純水泥漿的黏著式錨固和采用脹殼式的機械錨固是國內目前采用的兩大主要類型。預應力錨固的張拉，主要機具是千斤頂及高壓油泵等。

2. 混凝土的砂石骨料

（1）混凝土幾乎成為不可缺少的材料。其應用范圍之廣，為其他材料所不及。房屋建筑、道路交通、橋梁隧洞、機場港灣、河工閘壩等等，無不應用混凝土。混凝土和其他材料不同，它是多相復合材料，通過現場配制而成，其基本材料如水泥、砂子、石子、水、混合材、外加劑等，不同比例的組合就具有不同的性能，其中任何一種材料選擇不當，控制失調，都將帶來嚴重的質量問題，輕者會導致工程不能滿足要求，重者會因質量低劣而失敗。

（2）混凝土的砂石骨料占混凝土總體積80%左右，骨料的物理性能及其組合成份都直接或間接地影響著混凝土質量，特別是水工混凝土的體積龐大，所用的骨料粒徑遠大于工業民用建筑，其性能要求也比較復雜。

（3）骨料可以根據其粒徑、用途、品質、比重、成因等等進行分類。骨料生產中如何控制質量穩定，是生產優質混凝土的前提。盡管施工規范規定了粗細骨料的質量標準，如不采取嚴格的管理和必要的控制措施，要達到該標準卻非易事。黏土及淤泥附在骨料表面，影響水泥漿對骨料的黏結力，混凝土強度隨之降低，在混凝土中混有較多的淤泥和黏土會導致混凝土的收縮量顯著增加，形成混凝土干縮裂縫的誘因。因此在水利水電工地對砂石系統都設有清洗砂石骨料設備。但是過分清洗，會使對混凝土密實性及強度起良好作用的細砂也隨之流失，會產生副作用。砂子對混凝土是非常重要的，砂子的細度對水泥用量，混凝土的和易性、抗裂性、耐久性都有密切關系。endprint

3. 施工導流及圍堰

（1）施工導流工程是在水利樞紐工程建設過程中，對河床水流進行控制的全面部署，是水利樞紐工程施工中的關鍵性的施工措施。大型水利樞紐工程建設過程中的導流工程的好壞，還涉及發電、防洪、灌溉、航運、供水等其他國民經濟部門的利益。施工導流工程處理的好壞，關系到樞紐建筑物施工條件的好壞，工程建設進度的快慢并影響其他國民經濟部門的利益。因此，在水利樞紐工程建設過程中必須妥善地做好導流工程。

（2）水利樞紐建筑物的施工，受當地地形、地質、洪水、降雨、氣溫等自然條件的直接影響。對此，各工程還具有明顯的不可重復性。為了簡化臨時性的導流工程，以降低造價，加快施工進度，通常是利用枯水季節進行大施工，在此期間往往要完成大量的土石方和混凝土工程量。由于河流有一年一度洪枯季節的周期性，所以水利樞紐工程施工具有季節性強的特點，帶來的施工的不均衡性，這就需要在工程施工安排中，切實地做好施工強度及人力、物力、財力的綜合平衡。

（3）施工導流是一場為水工建筑物施工，而進行的與河水爭地、爭時的斗爭，它與施工總進度是密切相關的。導流時段的劃分、導流流量的選擇、導流方案及措施的擬定等，均應按國家建設計劃的要求和水工建筑物主體工程的控制進度為主要依據?？刂菩允┕た傔M度實際就是壩和導流工程在洪水賽跑中所必須達到的時間指標，導流工程必須最大限度地滿足施工總進度的要求。

（4）為了使水利樞紐建筑物能在干地上進行施工和檢修，需要修建臨時性擋水結構物，稱為圍堰。它是一種臨時性壩工，其工作條件有一定的特殊性。一般情況下，任何水利樞紐工程施工都需要修筑圍堰，有時圍堰只占河床的一部分，有時也有攔斷整個河床的。在大型水利樞紐的設計和建設中，圍堰的平面布置通常應通過水利模型試驗加以驗證。正確選定圍堰的平面布置可減少河道沖刷，減輕航運和排水方面的困難。由于修建圍堰使原河道的過水斷面縮小，流速加大，水流對圍堰堰體將產生很大的沖擊，致使圍堰結構復雜。

4. 大體積碾壓混凝土

4.1 技術發展概況。

（1）碾壓混凝土是近20多年興起并得到迅速發展的一項筑壩新技術，在世界范圍內得到了越來越廣泛的應用。它是使用填筑土石壩的大型運輸，振動碾壓機械，壓實非常干硬的混凝土拌和物，采用大體積，薄層碾壓上升的澆筑方法。這種施工方法速度快，投資省，經濟效益高。最適于大體積和大面積（如路面，飛機跑道等）混凝土施工。

（2）我國開展碾壓混凝土試驗研究適于1978年。碾壓混凝土有別于常規混凝土的主要特征是：拌和物干硬，坍落度為零，施工方法更接近于土石壩的填筑方法，采用通倉薄層鋪料，振動碾表面壓實；而常規大壩混凝土施工采用柱狀分塊，插入式搗固。工程實踐顯示了碾壓混凝土的優越性是施工速度快，經濟效益高。

4.2 建筑材料類型。

4.2.1 碾壓混凝土作為一種新型建筑材料，可大致分為3種類型： （1）貧碾壓混凝土； （2）高粉煤灰摻量混凝土； （3）用天然級別砂卵石加少量水泥拌制的碾壓混凝土。

4.2.2 碾壓混凝土是一種新型的混凝土，它的組成成分和其他混凝土一樣，也是由砂石骨料，膠凝材料及水和一定的空隙氣泡所構成，但組成成分的比例與常規混凝土有較大差別。其特點是：混凝土拌和物非常干稠，須通過振動碾壓，才能壓實的超干硬性混凝土。它主要是用于堤壩等大體積混凝土工程，也有用于各種道路工程。

4.2.3 碾壓混凝土是采用通倉或大面積薄層鋪料，振動碾表面壓實的干硬性混凝土，雖與常規混凝土采用基本相同的材料，但混凝土配合比有很大差別。碾壓混凝土配合比與普通大壩內部混凝土相比，有5點區別： （1）水泥灰漿量少； （2）骨料最大粒徑由于施工方法和碾壓機械能量的制約不能過大； （3）混凝土含砂率較高； （4）碾壓混凝土要求的稠度范圍不大； （5）粉煤灰摻量較多等。

4.2.4 混凝土各種組成材料，按比例配合，經攪拌制得的未凝固材料稱為混凝土拌和物。施工對碾壓混凝土拌和物的要求，主要著眼于使運輸、推鋪、碾壓等工藝過程易于進行，以及在整個施工過程中不發生明顯的材料離析，拌和物VC值應在相應要求范圍之內，以保證碾壓施工的正常進行。碾壓混凝土是采用通倉薄層碾壓施工的，碾壓層之間的黏結一般被認為是最薄弱的地方。而層間黏結不良對壩體穩定及耐久性都是不利的。用垂直水平縫鉆取的芯樣，兩端黏結鋼拉板，進行軸向拉伸試驗，所測得水平施工縫的黏接強度，可反映水平縫兩側的黏結強度。

5. 水工混凝土外加劑的選擇與應用

水利、電力建設中，混凝土是最基本的大宗建筑材料，而混凝土外加劑則是用途廣，作用大，效益高的第五種混凝土組成材料。因此，廣泛的推廣應用混凝土外加劑，既是混凝土技術發展的需要，更是水利電力建設的需要。從50年代開始，我國在水利、電力建設中，利用混凝土外加劑的歷史已有數十年，積累了許多寶貴經驗。隨著水利電力建設的發展，還將出現品種更多，效能更好的外加劑。外加劑一般分為： （1）改善新拌混凝土流變性質的外加劑； （2）改變混凝土孔隙結構和含氣量的外加劑； （3）調節混凝土凝結和硬化性質的外加劑； （4）改變混凝土變形能力的外加劑； （5）提高抗物理作用能力的外加劑； （6）提高抗力學作用能力的外加劑； （7）提高抗化學作用能力的外加劑； （8）提高抗生物作用能力的外加劑； （9）提高表面強度的外加劑； （10）改善表面色澤的外加劑；處理表面的外加劑；修補或解體用外加劑。

6. 結束語

以上闡述了幾種水利水電施工技術，還有很多種施工技術，這些施工技術在水利水電施工中，成熟地應用才能使水工建筑更加穩定與安全，所以我們要更深入了解和學習這些施工技術，并應用到工作當中。endprint