水工建筑開挖與支護施工的技術措施研究

王玉靈

惠州市水電建筑工程有限公司 廣東 惠州 516000

水工建筑不同于其他建筑，水工建筑的要求需要根據實際環境和地勢地形等條件的基礎上進行對環境上的施工；新時代以來，我國在建筑技術上面的發展已經到了讓人望而卻步的地步，隨著技術的提升，相應的也推動了工程項目的發展，在整個建筑環節當中，水工建設的重要性顯而易見，尤其水工工程中開挖和支護工作，施工量大，施工條件相對復雜，技術難度高，雖然和普通建筑物有很多相同的地方，但也有許多不同的地方，例如說：施工工藝、管理的方式和很多材料的使用等等，所以需要加強對水工建設開挖和支護方面進行研究琢磨，以根據現場的實際需求需要進行設計施工方案，對比較匹配的施工工藝，從中選擇最合適的施工工藝，做好方案應急措施計劃，在進行施工并確保施工質量。

1 水工建筑開挖和支護的主要問題特征

水工建筑工程與其他建筑相比具有極大的特殊性，水工工程主要是和水打交道，通過控制水流，從而達到“利民除害”的作用，眾所周知水是一種特殊的液體，既能給人提供生活需要的元素，又能給人帶來極大的災害，“水能載舟亦能覆舟”可見水的特殊性，水在流動過程中會產生極大的壓力，所以在水工工程建設中使用的材料都是高強度的鋼筋混凝土作為“先鋒”作為主體材料，抵抗水壓力，而混凝土的材料配比也跟普通建筑混凝土的配比不同，按規格要求使用的是由較強抗壓、抗腐蝕、抗氧化的，如果在混凝土的配比上，沒有按照規定要求去執行配比，那么在后期的水工工程建筑物，受到水的長期沖擊、氧化物的影響、水生物的作用，很容易對水工工程建筑物產生破壞甚至開裂問題；相對于水工工程建筑的開挖和支護來說，跟普通建筑相比較，水工工程的建筑物無論是施工環境還是設備設施上都要相對惡劣和復雜，尤其大多都是在交通和自然環境都比較差的地方，這些外界因素都給開挖和支護帶來了一定程度上的困擾，同時也給施工方帶來了挑戰；施工方作為水工工程的執行者，應當在第一時間針對施工環境進行實地考察、測量及對周邊環境進行了解，要確認現場施工是否能將大型設備機械進駐，如果施工現場的條件不足以支撐大型設備機械的進駐則首要解決的問題就是交通問題；水工工程的建筑因為都是跟水有關，氣溫溫差變化較大，在進行水工工程開挖之前都會進行排水工作，提前做好安排，做好后勤準備工作，安排相關設計工作人員進駐到現場結合實際施工現場環境進行方案設計和實施[1]。

2 水工工程建筑開挖和支護的技術措施

2.1 水工工程開挖

在所有的建筑行業里，都會遵守一個相關準則，水工建筑自然也不例外，“安全第一”在復雜惡劣的地形及環境下，對周邊環境都極其陌生的場景下，首先確保的就是安全問題，自身安全，施工安全，才是真的安全；“以人為本”在我國的社會主義建設發展中一直提倡的方針，所有施工都要建立在這個方針基礎之上進行，水工建筑工程開挖前，務必要進行的工作就是進行施工環境的實地考察，根據施工現場的地形、尺寸、大小、形狀、地質等等條件進行數據分析，并通過相關科技技術和條件進行施工方案設計；在此期間，如果涉及到巖石作業，可以采用鑿巖機鑿裂的方式，將巖石一一進行鑿裂分層，并處理成小塊巖石，方便進行清運；在水工工程的開挖工作前，相關監理單位應該且必要向施工單位提供現場施工作業中需要使用的圖紙和文件等材料，進行技術交底；在水工工程施工期間，需要安排專業的地質勘探人員，進行施工現場的地質勘探工作，勘探完畢并得出相關結論之后，一旦出現設計方案情況和實際現場施工環境有一定出入，則應該依據勘察出的結論報告，重新進行方案設計，如涉及到有嚴重修改，則需提前報備相關部門進行核查及審批；施工單位應該在水工工程實際施工前制定環境保護計劃方案、安全監測方案等預案設計，為的就是確保在施工過程中在以保護生態環境的前提下，進行相關安全監測工作，地下開挖技術也要順應時代發張，引用先進的科學的開挖技術、優良的設備、新型綠色建筑材料和出色的施工工藝；主要原因就是水工工程的開挖一般都需要自然環境上帶來的自然困難，優良的設備、技術和材料都是做好水工工程施工的有效保障，也是所有施工人員的安全保障；除此之外，水工工程施工由于施工現場大部分是在自然環境中，涉及到一些生態文化建設和保護等相關部門，做好設計預案，提交相關部門審批，一定要打好招呼，做好提前量，防止違反國家的相關法律法規。

2.2 水工開挖的技術措施

在水工建筑開挖前，首先要確保施工后所涉及使用的開挖器械設備能夠準備就緒，隨時開挖，相關工作人員進行施工現場的放線測量，同時安排專職人員做好安全檢查工作；開挖工作開展之后的第一個環節就是要進行排水，按照設計預案進行排水溝的開挖，確保不會因為自然環境對水的影響造成溫差反應，從而對施工人員的影響，排水溝挖好之后，開始進行便道的修整，一旦開挖會產生大量的土壤堆積，當然不能將土壤就近安排處理，需要進行外排，后期從外圍回填優質土方，修筑便道主要也是為了運土；接下來進入到正式的開挖環節，在預設好的位置放置定位樁(放置在顯眼且不易被破壞的位置)，然后開始進行挖掘機作業，在挖掘機挖土期間千萬一定要注意樁身的位置，以免產生刮蹭，造成定位樁偏離定位位置，避免造成后期施工隱患，在施工期間安排相關工作人員進行人機結合，人員和機械相互配合進行清底工作，隨挖隨清，待基礎工程完成后進行土方回填實驗，確保相關數據無誤，開始進行土方回填工作，切勿向土方中放置或投擲雜物[2]。

另外，在水工工程開挖之前，需要進行最主要也是最為基礎的一項工作就是對開挖的點位，再次進行環境確認，包括力學線路、地質及周邊地質結構等方面，以針對開挖的點位位置做好施工設計預案和風險評估；對于周邊地質情況的確認，可以有效的防止在實際的水工工程開挖中極易出現的土方位移、坍塌和滑坡等潛在風險；另一點就是對地下土石層的結構、走向、厚度和成分等進行摸查，可以根據設計預案中的水工工程開挖預計深度下層機構的基坑或周圍是否有安全隱患，一旦遇到較松軟基坑就需要在開挖之后進行基底加固處理，有效防止后期坍塌風險發生；在做好前期檢測調研及考察核實無誤且無不良問題之后，針對實際施工現場對場地平整、設備、材料的進出場線路等進行科學有效安排。

最后，開挖時要差異化進行施工，由于自然環境下地質復雜，所以在實際施工時一定要有先后循序和不同的施工進度等進行差異化施工，有效避免在實際施工中一些不必要的風險發生；開挖前也要對實際施工現場進行測量放樣，測量之后使用白灰或者其他特殊標志物對圍堰、邊坡基準線、溝槽位置和規格大小等進行標注；土方開挖，主要采用自上而下的階梯式開挖，在開挖過程中需注意土方開挖的側面是否牢固，如果存在風險則需進行分階加固；涉及到石方開挖時，可以根據巖石的硬度和周圍的地質結構走向，選用適用的鉆機、鉆頭和鉆速參數，正常情況下完整的巖石快使用的鉆機都是孔徑較大一些的；如果巖石地質周圍結構比較復雜，使用的鉆機是相對孔徑小一點的，選擇合適的鉆機可以不會涉及到更深巖層的破壞，從而影響其結構性能；需要注意的是，鉆機的使用還跟水工建筑施工現場的范圍有一定要求，切記按規范要求操作，不要違反有關規定；在藻類完成后再進行較大石塊碎石工作，處理可裝卸大小之后，裝卸到制定位置，確保安全。

2.3 水工工程水工建筑的支護

水工工程的建筑支護在開始施工前要進行清理作業，即將有關妨礙支護施工的物品進行清楚處理，確保設備可以隨時進入到作業狀態，根據水工工程設計預案進行鋼筋籠的制作，接著進行放線測量，并按規格進行施工點位標記，之后開始進行施工；水工建筑在進行正式支護作業期間，進行鉆孔灌注樁技術的操作，第一步的作業是要進行鉆孔，使用螺旋鉆孔機進行垂直鉆孔，切勿出現偏差，導致出現位移，每次鉆孔之后確定復合樁的標高，檢查是否達到規范標準，鉆孔完畢后，分別計算和確定鉆出孔的直徑和深度，鉆孔待到設計方案的預定深度之后，進行清孔，將鉆孔表面周圍及孔內使用特別技術將沉淀殘渣進行清理，確保孔內的土壤或巖層的密度契合混凝土的密度；清理完畢后進行鋼筋籠的吊裝，吊裝過程中不宜過快或過慢，利用鋼筋籠自身重量自然垂直下沉，防止對孔壁產生破壞或損毀或坍塌，鋼筋籠下沉至設計方案預定深度時對其進行固定，并進行混凝土的灌注，利用混凝土形成對鋼筋籠的保護層，使之避免鋼筋籠和孔壁直接接觸。

高邊坡在水工工程項目中是一種非常常見的現象，也是所有水工工程領域工作人員最頭疼的，因為在施工過程中控制度非常難，施工不好下手，導致其在行業里特別有名；在高邊坡的支護過程中，大部門相關技術人員采用的是鋼筋網支護技術，特別是在有巖石的地方，在邊坡局部固定鋼筋網，防止巖石松動、坍塌掉落，而鋪設的鋼筋網和巖石相互之間產生相互作用力，外部巖石對鋼筋網有自內而外的壓力，緊繃的鋼筋網有自外而內的壓力，在相互作用力的同時加強對巖石的防護，鋼筋網的鋪設方法采用的額都是分散式鋪設；除此之外，還有錨桿、排水孔和噴漿相結合的方式對表面淺層進行防護，鉆孔在外圍安裝錨桿，在支護區域構建一個保護模板，再噴混凝土漿；這兩種方法是解決此類問題的常見方法，根據實際施工現場條件選擇不同方法。

圖1 鉆孔灌注樁技術流程

2.4 水工工程水工建筑支護的注意點

2.4.1 成品保護

水工工程建設中環境惡劣，人員相對復雜，在水工工程建筑支護中，鉆孔灌注樁技術應用期間，鉆孔在成孔之后應該采用特殊方法確保成孔不會發生縮頸和坍塌等問題，需要在實施施工前，檢查檢測鉆孔位置的地質或土壤厚度再進行鉆孔作業；制作安裝鋼筋籠時，防止吊裝過程中發生變形情況，在吊如鉆孔是，要增設混凝土制成的保護墊塊，墊塊的混凝土配比一定要和灌注樁所使用的混凝土配比一致；進行鋼筋籠往鉆孔操作時，極大限度內控制好鋼筋籠，避免與孔內壁接觸，防止對內壁產生破壞或坍塌；混凝土的灌注切記將制作好的混凝土在4個小時之內用完，確保混凝土的有效作用；鉆孔灌注樁技術完畢之后要固定好鋼筋籠，以防發生位移[3]。

2.4.2 施工質量

鉆孔灌注樁技術是一種新型技術，其核心只有三個部分鉆孔、鋼筋籠和混凝土，鉆孔方面確保鉆具無誤，孔直徑準確，成孔之后進行清孔，需要注意的是清孔不單是要清理孔外部周圍的雜物，還有孔內部沉淀的殘渣，以及和鉆孔灌注樁技術所用混凝土密度一樣的泥漿灌注，確保樁柱成形之后的穩定性及質量，在鉆孔過程中一定要保持垂直，防止后期鋼筋籠下籠時產生刮蹭，破壞孔內壁，另外在鉆孔之前確保地質和土壤厚度，符合標準的情況下進行鉆孔作業，如果不符合為了防止坍塌和縮頸等問題，根據現場施工環境，制定其他設計方案，確保不影響整體的水工工程施工；鋼筋籠的制作過程中挑選完整無缺的鋼筋做主筋，在焊接時要錯位焊接，規格尺寸也要嚴格按照施工規范要求的標準執行，在進行鋼筋籠吊裝時，一定要安排工作人員進行監督，防止刮蹭；混凝土的制作主要是在配比上，水泥因為產地的水、溫度、濕度等原因制作完成后的含量有所不同，所以要挑選合適的水泥進行混凝土配比；綜上，不管是哪一個環節出了問題都會造成對水工工程施工整體造成影響，所以每一步的施工，每一個環節的操作都需要安排專業的工作人員進行監督，嚴謹施工，確保施工質量安全，人員安全。

3 結束語

水工建筑工程作為我國不同于其他建筑的一種特殊建筑，針對水資源循環利用和防止水患問題上做出了卓越貢獻，截止目前，在水工工程建設上的開挖和支護，除了應用了先進的設備，還應用到了先進的技術，鉆孔灌裝技術的應用有效解決了大大小小的問題和困難，而此項技術也是不分環境，適用于任何施工現場；由此可見，我國在建筑領域的發展已經不斷取得突破，并獲得了不菲的成就；相信水利工程在未來能夠再進一步，建筑領域突破再突破，我國在未來社會發展也會取得質的飛躍，相信一定會越來越好。