预制装配式结构在水利工程施工中的应用与前景分析

摘要：水利工程一般规模较大，施工周期较长，质量要求较高，想要达到具体的施工要求，还需要在实际施工中对施工方式进行合理的选择。预制装配式结构在施工中的应用，不仅能够实现施工的智能化管理，还能够减少施工周期，提高工程质量。

关键词：水利工程；预制装配式结构；应用；前景

引言：水利工程是当前重要的民生工程之一，其在建设的过程中，想要符合社会可持续发展的理念，必须注重环保和资源保护。当前在水利工程施工中，为了使工程的进展更加顺利，质量得到显著提高，装配式结构的应用愈加广泛，该技术是依据标准化要求进行产品的工业化生产，结合当前信息化、机械化技术依据施工要求进行安装，从而形成特定的建筑部品[1]。该方式与以往使用的传统建筑方式不同，主要是对许多高强度作业进行现代化生产，不仅能够很好地控制工程质量，还能够实现节能减排、持续发展的目标。我国早在2016年提出了大力发展装配式建筑的相关意见，这一举措促进了我国未来几年装配式建筑的大力发展，在各个工程领域中得到了广泛的应用。将装配式结构应用到水利工程中，能够有效地解决建设中的部分问题。例如冬季使用装配式结构，可缩短施工周期，提高施工质量。

一、预制装配式结构在水利工程施工中的应用

（一）水利工程中渡槽装配式的应用

水利工程预制装配式结构的应用研究早在1955年就已开展，在经历几十年的研究历程中，就有研究人员提出寒冷地区水利工程中装配式结构的应用方向，重点分析了结构和材料的应用。总结出寒冷地区具有冻土区域渠道冻胀的情况，以往所使用的混凝土渠道适应性低于竹塑渠道。随着科技的发展，在水利工程中BIM技术得到了广泛的应用，推动了工程的数字化发展，在信息技术的支持下以及施工技术的发展，推动了装配式建筑结构的应用水平。以水利工程中孟楼渡槽施工为例，总长度约有4.99km，施工过程中具有严格的防渗和抗裂的要求，所以槽身建设的过程中，所使用的结构为三向预应力。为了满足施工进度、质量和安全等多个方面的要求，决定对施工材料采用预制方法，施工时使用运槽车运输，架槽机吊装。为了保证施工后各项指标符合要求，设计阶段进行不同荷载组合的试验和分析，并采用相关技术进行模拟施工，优化张力顺序。所使用的装配式结构在预制场进行生产，设置浇筑台进行混凝土模筑，将预应力钢筋绑扎、锚筋置于其中，观察混凝土的情况，满足要求后进行锚筋的张拉，采用分级张拉的方法，最后锁定目标。将处理好的槽身置入温度和湿度适中的蒸养室，之后运送至存储区域，施工期间取用，这有利于促进施工作业的顺利开展。该工程利用这种方式施工，良好地控制了工期，且槽身无裂痕符合清洁要求[2]。如今孟楼渡槽已投入使用多年，各项指标仍然保持良好状态。该工程施工中，采用了现代化信息技术手段，事先完成了施工模拟，并对设计内容进一步优化，加之施工中采用机械化施工方法，在保证质量和安全的情况下顺利完成施工。

（二）装配式双面叠合板挡土墙在水利工程中的应用

以马陵河整治工程为例：在该工程实施的过程中，依据实际情况进行相关设计，决定使用双面叠合板挡土墙，并对其施工位置、高度进行明确，同时确定了配筋和结构的具体尺寸。在制作挡土墙的过程中，使用现浇工艺完成底板的制作。墙板的制作由装配场生产，经过设计优化后，进行规模化生产，最终对装配式结构进行加筋设计。实际施工的过程中，将扶壁面板和挡墙面板在底板上进行安装，并进行固定，待其牢固后进行板间混凝土的浇筑，成型后进行应用。该工程由于缺乏经验，也未找到相匹配的规范要求，为了保证工程符合法律要求，施工中邀请专业人员进行全面的技术分析，并提供相关支持[3]。工程完成后，混凝土质量良好，减少了传统施工中混凝土裂缝问题的发生。加之装配式结构的生产均为规模化生产，不仅结构强度高，而且质量稳定性良好，增加了混凝土的使用周期。

（三）水利工程中装配式预制箱涵的应用

水利工程涉及范围广，施工周期长，在实际施工中往往面临较多问题，如恶劣天气、技术不足、地质复杂等，这些问题的发生均会对施工的顺利开展造成影响。因此为了提高施工质量，需要对施工技术进行合理的应用。预制箱涵在水利工程中的应用范围较广，其具有良好的整体性，同时构件具有一致性且接口密封良好，具有较高的稳定性。在进行预制箱涵构件设计的过程中，应用数码技术进行切割铸造，并完成受力分析，使其更符合标准化要求。设计过程中，需要充分考虑其要求，并分析安装和运输的条件，保证截面和长度的尺寸相同，能够在同一标段完成拆分。施工应用中，首先进行基坑的开挖，控制好其尺寸，保证与箱涵大小相符，完成开挖后进行基坑的夯实处理，选择混凝土进行基坑的浇筑，控制好厚度，15cm为宜。此时对地垫层高差进行控制，观察混凝土凝结状况，完全凝结后，依据预制箱涵的情况进行楔形垫块的放置，目的是箱涵安装后对其平整度进行调整。共产生产预制箱涵中间位置构件时，提前进行了防滑槽的预留，同时在基坑处理过程中预埋两块防滑块，吊起预制构件，将防滑槽与防滑块相对应。之后进行底部封仓，使用封仓料进行地面垫层和构件底端周边空隙的处理，使其独立，为后续施工提供便利。正面预制箱涵构件拼装时，进行合理的定位，依据中间预制箱涵为定位基础，保持中间位置不变，首先进行正面拼装，同时吊起四个吊点，逐渐进行拼装。之后进行反面预制箱涵构件的拼装，同样以中间箱涵构件为定位点，并从反面进行拼装，依据底部两侧设置两个吊点，吊起预制箱涵后进行拼装，按照正面拼装的要点完成作业，并进行封仓处理。最后进行整体封仓。该装配式结构应用后，具有良好的平整性和抗震性，同时能够在短时间内完成施工，缩短了工期，且满足工程项目的各项要求，与此同时该方法的应用不仅减少了材料成本的投入，还节省了大量的劳动力，符合当前节能减排的要求。

二、预制装配式结构在水利工程施工中应用的前景

在水利工程中应用预制装配式结构具有多种优势，能够提高施工的整体效率，减少施工中天气和季节带来的影响，同时还能够对施工质量进行科学的控制，满足可持续发展的理念，并缓解工人的劳动压力。具体而言，在施工效率方面，水利工程开展的过程中，大部分工程需要在枯水季完成施工，这说明水利工程有严格的工期要求。实际施工中应用预制装配式施工方法，并将相关结构进行现场安装，可有效地提高施工效率，在工程预定期限内完成[4]。另外应用预制装配式结构进行施工，可减少施工现场的施工量，其主要是在工厂生产完成后，现场进行安装，可有效减少高寒地区施工周期短的问题，因此减少工程受到天气和季节带来的影响。在以往施工中，常采用现浇结构，该方法增加了建造和养护压力，同时也难以进行标准和监测的统一，极易发生质量问题，而预制装配式结构应用前均需要质量检测后方可出厂使用，有效地提高了工程质量。

目前我国对水网工程十分重视，许多地区纷纷开展相关建设，许多工程有严格的工期和质量要求，同时还要注重节能环保的问题。而装配式结构的应用，有利于提高工程进度和质量，未来应用的过程中，应结合当下先进技术以及工程要求进行装配式结构的合理设计和生产，保证其精细化符合要求，为施工的顺利开展提供支持。同时还要对装配式建筑技术进行持续创新。

结语：水利工程是重要的民生工程，需要多种专业、多个工种和多个单位紧密合作，依据工程实际状况，结合当年工程发展的要求，合理地应用装配式构件，不断创新，积极改造相关技术，鼓励从业人员加大装配式构件在建筑工程中的应用学习，以此推动水利工程的健康发展。

参考文献：

[1]张云宁，李敏，宋亮亮，等. 水利工程装配式建筑的生态效率评价 [J]. 水利经济， 2023， 41 （02）： 47-51+62+95.

[2]黄桂林，黄若坚. 水利工程装配式建筑的应用与展望 [J]. 水利建设与管理， 2022， 42 （08）： 81-83.

[3]仲凯，杨晓飞. 新型装配式涵闸在农田水利工程规划设计中运用分析 [J]. 居业， 2022， （02）： 89-91+94.

[4]吕彩霞. “绿色智造·和谐发展”装配式技术在水利工程建设中的应用 [J]. 中国水利， 2020， （01）： 65-67.