水利水電工程施工中的新技術(shù)應(yīng)用和環(huán)境保護

李仲全

（廣州市番禺區(qū)水務(wù)工程建管中心，廣東 廣州 511400）

0 引言

水利水電工程肩負著水量調(diào)配、流域防洪等重要的責(zé)任，水電資源也是我國最為豐富的綠色可再生能源之一，水利水電工程的建設(shè)施工與我們的生態(tài)環(huán)境密切相關(guān)，同時水利水電工程的建設(shè)也對促進社會經(jīng)濟的發(fā)展有著重要的作用。要想進一步促進我國水利水電工程事業(yè)與自然環(huán)境的和諧發(fā)展，在水利水電工程建設(shè)施工的過程中就要加強新技術(shù)的應(yīng)用，通過應(yīng)用新技術(shù)來彌補傳統(tǒng)施工技術(shù)方面的缺陷，在建設(shè)水利水電工程建設(shè)的同時實現(xiàn)綠色性和環(huán)保性建設(shè)目標，盡可能減少水利水電工程建設(shè)施工對周邊生態(tài)環(huán)境造成的影響。因此，這就需要水利水電工程施工人員能夠從多個方面意識到綠色施工對促進整個行業(yè)發(fā)展的重要性，結(jié)合水利水電工程的具體情況選擇相應(yīng)的新技術(shù)。站在長遠的發(fā)展角度上來看，水利水電工程建設(shè)施工的過程中實現(xiàn)綠色化和環(huán)保化也成了整個時代發(fā)展的必經(jīng)之路，新技術(shù)在水利水電工程施工中的應(yīng)用可在一定程度上推動水利水電事業(yè)的進步，同時也將是行業(yè)發(fā)展的重要體現(xiàn)，相關(guān)技術(shù)人員在水利水電工程建設(shè)施工的過程中應(yīng)用新技術(shù)時一定要保證新技術(shù)與生態(tài)環(huán)境的發(fā)展相適應(yīng)[1]。

1 水利水電工程施工中應(yīng)用新技術(shù)的方式

1.1 地理信息系統(tǒng)與計算機數(shù)據(jù)庫技術(shù)

水利水電工程建設(shè)施工中測量技術(shù)以及數(shù)據(jù)采集技術(shù)，隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的提升，被應(yīng)用于水利水電工程施工中的技術(shù)也更加自動化和智能化，這些智能化和自動化的新技術(shù)能夠?qū)λ娛┕み^程中的大量數(shù)據(jù)信息進行輕松的處理，可為整個工程的施工管理工作提供可靠的保障以及便捷的信息條件。測量技術(shù)與數(shù)據(jù)信息采集技術(shù)的整合，在一定程度上凸顯出了整個水利水電工程施工過程中的智能化特征嗯，技術(shù)人員可借助三維立體化信息模型，將整個水利水電工程項目的建設(shè)成果直觀的呈現(xiàn)出來，并且此項工作中對人力資源方面的要求比較少，成本投入非常低，根據(jù)得到的信息進行建模，得到的測量結(jié)果準確率比較高，能夠為整個水利水電工程建設(shè)施工提供真實、可靠的數(shù)據(jù)信息，促進水利水電工程施工的順利進行。地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用則是以地理空間為中心，充分的利用了模型分析功能，將水利水電工程建設(shè)施工過程中的一些動態(tài)化地理信息準確的傳達給技術(shù)人員，在經(jīng)過多次應(yīng)用后發(fā)現(xiàn)，地理信息系統(tǒng)在水利水電工程建設(shè)施工中的應(yīng)用價值非常高。比如水利水電工程建設(shè)施工初期通過應(yīng)用地理信息系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)可以高效率的管理空間數(shù)據(jù)，協(xié)助施工人員進行地圖以及屬性等信息的查詢，看可進行圖形定位查詢，能夠?qū)Σ樵兘Y(jié)果進行分析。當然還能進行相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計匯總，能夠為更加快速的制圖提供依據(jù)。目前水利水電工程中所使用的地理信息系統(tǒng)中還有一個功能就是可對制圖情況進行顯示，比如可縮小地圖比例，或者可對一般圖層中進行控制管理，建立水系圖、風(fēng)險圖等地圖，還可在特定設(shè)備上進行圖像文件輸出[2]。江西龍頭山水電站樞紐工程如圖1 所示。

1.2 導(dǎo)流技術(shù)

在水利水電工程建設(shè)施工的過程中，導(dǎo)流技術(shù)也屬于新技術(shù)中的一種，這種技術(shù)的應(yīng)用可有效提高施工質(zhì)量以及施工效率。這種技術(shù)能夠?qū)哟哺叨冗M行有效控制，避免施工過程中出現(xiàn)水位上漲從而對周圍環(huán)境造成破壞。施工管理人員要保證各個施工環(huán)節(jié)能夠有效的銜接，結(jié)合天氣狀況水利工程建設(shè)施工的過程中應(yīng)盡量選擇枯水期，即便如此，管理人員也要做好相關(guān)技術(shù)準備，結(jié)合整個工程的具體情況對人力資源以及物力資源進行合理的配置，保證施工進度。比如在涵管導(dǎo)流的過程中，涵管一般會被布置在河岸沿灘上，位于枯水位以上，枯水期可以不修圍堰或者只修一小段，涵管建筑完成后修竹圍堰，河水經(jīng)過涵管進行泄流。但是在經(jīng)過多次應(yīng)用后發(fā)現(xiàn)，涵管的泄水能力比較弱，所以對于一些流量比較小的河流可應(yīng)用這種方式來完成河水的導(dǎo)流[3]。水利水電工程施工中應(yīng)用導(dǎo)流與圍堰施工如圖2 所示。

1.3 BIM 技術(shù)

水利水電工程在建設(shè)的過程中涉及的學(xué)科知識比較廣泛，BIM 技術(shù)的應(yīng)用過程比較復(fù)雜，隨著水利水電工程施工的進行，工程結(jié)構(gòu)的改變，在相關(guān)數(shù)據(jù)計算方面的難度逐漸增加，技術(shù)人員需要根據(jù)實際需求對各數(shù)據(jù)進行精準計算。例如，BIM 技術(shù)在水利水電工程堤防施工環(huán)節(jié)的應(yīng)用取得了較好的效果，如圖3 所示。水利水電工程的防洪堤功能上也發(fā)生了一定的改變，從早在多年前的單一的防護功能，逐漸轉(zhuǎn)向了集交通、防洪、景觀、休閑等多功能一體的綜合體。在進行水利水電工程堤防施工的過程中，不論是前期勘察、設(shè)計還是施工，應(yīng)用BIM 技術(shù)均可高效率的解決其中遇到的問題。水利水電工程堤防結(jié)構(gòu)的建設(shè)中，要求其具備防洪的同時還要最大限度的保護好現(xiàn)有景觀，減少對一些綠化喬木的移植工作，保證施工內(nèi)容與環(huán)保要求相符合。在工程堤防結(jié)構(gòu)建設(shè)中會涉及加高加固、消防取水設(shè)施的建設(shè)、風(fēng)光帶景觀修復(fù)、管線埋設(shè)等。通過應(yīng)用BIM 技術(shù)從勘察、設(shè)計等多個方面保證了施工質(zhì)量，指導(dǎo)了施工的全過程，開發(fā)了數(shù)字化管理平臺，對工程建設(shè)成果進行了展示，通過技術(shù)管理建立了完善的防洪堤工程數(shù)字資產(chǎn)。在勘察時應(yīng)用激光掃描技術(shù)和無人機技術(shù)對地方周邊的環(huán)境進行了勘察，通過采集相關(guān)數(shù)據(jù)信息，生成了一個真實的周邊環(huán)境模型，應(yīng)用三維地質(zhì)工程軟件可自動生成地質(zhì)模型，還可應(yīng)用三維管線設(shè)計軟件完成地下管線的三維布置模型，通過對多種方案進行對比和優(yōu)化，能夠編制更加精準的預(yù)算，工作人員也能夠從多個視角對每一個方案進行全面的審視[4]。

圖3 BIM 技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用

1.4 地基處理技術(shù)

水利水電工程建設(shè)施工的過程中，水閘泵站地基處理尤其重要，水利水電工程中的水閘主要是用于閘門擋水和泄水構(gòu)筑物，由于軟土地基的壓縮性比較大，導(dǎo)致其承載能力比較低，抗沖擊力較差，很容易造成細砂液化，加上受到水閘泵站重力以及外荷作用力的影響下，很容易造成地基沉降，輕則造成閘室傾斜，重則會無法發(fā)揮出止水作用，造成閘底板斷裂甚至塑性破壞。所以應(yīng)用地基處理技術(shù)首先要選擇合適的雜閘址，閘室結(jié)構(gòu)形式方面要與所選擇的地基條件相適應(yīng)，保證地基的穩(wěn)定性，當然還要做好防滲處理，特別是上游兩岸構(gòu)筑物以及建筑物連接部位，保證其空間上要形成一個完整的防滲整體。在進行地基處理時首先要確定施工方案，一般情況下天然地基的承載力只有70kPa，基底承載力遠遠高于此數(shù)據(jù)，技術(shù)人員要做好加固措施。如果應(yīng)用灌注樁可能會對此區(qū)域水文地質(zhì)條件造成影響，后期管理難度較大，不穩(wěn)定性因素較多。如果應(yīng)用預(yù)制成樁，雖然承載力較強，但是抗?jié)B性較差，很容易出現(xiàn)滲透變形。相比較而言，應(yīng)用粉體噴射攪拌法，一方面可提高地基的承載力，并且這種形式的樁體抗?jié)B性能較好，造價低，施工過程中首先需要工藝性試樁，然后進行加固。

1.5 大體積混凝土施工技術(shù)

水利水電工程中閘室泵站施工的過程中，會應(yīng)用到混凝土施工技術(shù)，因為水閘的主要作用是擋水和泄水，主要通過開閘門和關(guān)閘門來實現(xiàn)，在水利水電工程中，體積混凝土技術(shù)非常常見，由于混凝土質(zhì)地非常堅固，水泥與水結(jié)合后會釋放出大量的熱量，從而會對其他建筑物造成影響，所以技術(shù)人員一定要在適宜的施工條件下選擇相應(yīng)的施工技術(shù)。體積混凝土施工技術(shù)在閘室泵站中的應(yīng)用，首先要合理的確定混凝土的配合比，相關(guān)人員要對混凝土的質(zhì)量進行檢驗，混凝土的坍落度控制在145～160mm，要求嚴格按照相關(guān)比例使用水以及灰，一般情況下水與灰的比例為0.54:0.57，施工過程中可能會用到碎石料，不論是碎石料還是巖石料，最大直徑都不得超過25mm，泥土含量需控制在1%以內(nèi)，應(yīng)用之前要進行嚴格的篩選，并且直徑在25mm以上的石料需控制在5%以下，所使用的石料應(yīng)以河沙細骨料為主，泥土含量不得超過32‰，為了保證混凝土的質(zhì)量，可在水泥中適當?shù)募尤胍欢ū壤呐蛎泟║FA）。混凝土澆筑時應(yīng)盡量一次性完成，后澆帶寬度應(yīng)控制在1m 左右，還要適當?shù)牧舫鲆粋€縫隙。先對整體部分進行澆筑，如果遇到膨脹區(qū)域，需使用特殊配置的混凝土進行澆筑，一般情況下要將膨脹區(qū)域與正常區(qū)域分隔開進行澆筑，并且膨脹區(qū)域還要應(yīng)用鋼絲網(wǎng)進行垂直方向上的加固處理。混凝土振搗力度要均勻，一般情況下所采用的是機械振搗方式，以混凝土最上層無氣泡，無漿液為宜，需根據(jù)具體情況應(yīng)用機械振搗聯(lián)合人工振搗的方式[5]。

2 水利水電工程施工中做好環(huán)境保護的具體措施

2.1 加強對施工區(qū)域的環(huán)境考察以及環(huán)境監(jiān)測

水利水電工程建設(shè)施工中，技術(shù)人員要從多個方面做好環(huán)境監(jiān)測，遵循生態(tài)平衡的原則，嚴格控制施工過程中隨意排放廢棄物，特別是隨意排放的廢水要進行嚴格的控制，對于需要排放的廢水要進行相關(guān)的處理后使其達到排放標準后才能進行排放，避免對周圍水質(zhì)造成破壞。還要對水利水電工程的廢渣廢料進行處理，選擇綠色環(huán)保型材料，施工的過程中要嚴格按照綠色施工標準進行，對施工過程中可能會出現(xiàn)的污染問題進行嚴格的控制，尤其是一些違規(guī)操作行為。為了保證施工質(zhì)量，應(yīng)盡可能避免夜間施工，同時還要加強噪音控制。施工過程中會用到多種機械設(shè)備，技術(shù)人員及施工人員還要加強對施工現(xiàn)場粉塵污染的控制，落實防塵降噪措施，減少對周邊空氣造成的污染。

2.2 增強施工人員的環(huán)保理念

水利水電工程建設(shè)施工中，施工人員是主要的施工主導(dǎo)者，相關(guān)技術(shù)管理人員要不斷增強施工人員的環(huán)保理念，在每個工作細節(jié)中滲入環(huán)保意識，讓水利水電工程建設(shè)施工的過程中形成一個良好的環(huán)保氛圍。還可根據(jù)施工人員在環(huán)境保護方面的熱情和積極性落實獎懲制度，對于一些能夠自主按照規(guī)范進行施工的施工人員給予相應(yīng)的獎勵，對一些對施工總體的環(huán)保效益造成了影響的行為則給予處罰，在進行人才招聘方面，也要適當?shù)奶岣邷嗜腴T檻，在注重專業(yè)水平的同時還要將職業(yè)素養(yǎng)重視起來，促使施工人員積極的意識到環(huán)境保護與水利水電工程建設(shè)之間的關(guān)系，不斷壯大管理隊伍，站在一個全新的角度上看待環(huán)境保護工作[6]。

2.3 加強對工程施工全過程的監(jiān)管

相關(guān)部門要充分的發(fā)揮出自身職責(zé)，從多個方面做好監(jiān)管工作，對水利水電工程施工全過程進行監(jiān)管，對于施工過程中可能會出現(xiàn)的問題提前做好預(yù)防處理措施，保證施工質(zhì)量。還要加強對綠色施工技術(shù)應(yīng)用情況的重視，保證整個施工過程中實現(xiàn)綠色施工的目標。每個施工細節(jié)中都要落實施工監(jiān)管，降低能源消耗，在保護生態(tài)環(huán)境的同時促進企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。人力水電工程建設(shè)施工中要想進一步實現(xiàn)綠色節(jié)能建筑建設(shè)目標，對施工人員的技術(shù)水平提出了更高的要求，需要技術(shù)人員在掌握技術(shù)的同時具有較強的應(yīng)變能力。水利水電工程建設(shè)施工的過程比較復(fù)雜，施工過程中很容易出現(xiàn)一些意外情況，技術(shù)管理人員則要加強對施工順序的調(diào)整，要求施工人員掌握相應(yīng)的施工要點以及施工流程，應(yīng)用綠色節(jié)能環(huán)保施工方法和施工技術(shù)，不斷提高水利水電工程的質(zhì)量和美觀度。同時還要對整個施工過程進行動態(tài)化和精細化管理。

3 結(jié)語

總之，水利水電工程建設(shè)的過程中應(yīng)用新技術(shù)也在一定程度上體現(xiàn)出了我國水電行業(yè)發(fā)展的趨勢，在水利水電工程建設(shè)施工的過程中，技術(shù)管理人員應(yīng)結(jié)合具體的情況選擇相應(yīng)的新技術(shù)，不斷提高新技術(shù)的應(yīng)用水平。但是在水利水電工程建設(shè)施工的過程中，不可避免的對周邊生態(tài)環(huán)境造成影響，相關(guān)技術(shù)管理人員要從多個方面做好防控，加強對施工全過程的管理，要求施工人員嚴格按照綠色環(huán)保標準要求進行施工，高度重視環(huán)境保護，做好相關(guān)預(yù)防措施，保證水利水電工程建設(shè)施工的順利進行，提高水利水電工程的經(jīng)濟收益和社會效益。