水利工程施工重点难点技术分析
吴小峰
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一、引言
水利工程作为基础设施建设的重要组成部分,对于防洪、灌溉、发电、供水等诸多方面有着极为关键的作用。然而,水利工程施工往往面临着复杂的自然环境、多样的地质条件以及高标准的技术要求,诸多重点难点技术问题若处理不当,将直接影响工程的质量、进度与安全,甚至可能导致工程失败。因此,对水利工程施工重点难点技术进行深入分析并寻求有效的解决方案具有极其重要的意义。
二、复杂地质条件下的基础处理技术
(一)地质勘察与分析
在水利工程施工前,详尽准确的地质勘察是基础处理的关键前提。需要综合运用多种地质勘察手段,如钻探、物探、原位测试等,以获取关于地层结构、岩土性质、地下水状况等全面细致的信息。例如,对于存在多层软弱夹层的地基,要精确测定各夹层的厚度、分布范围及其物理力学参数,为后续基础处理方案的制定提供可靠依据。
(二)基础处理方案选择
1. 桩基础处理
当遇到承载力较低的土层或岩溶地区时,桩基础是一种常见的处理方式。灌注桩能够将上部结构的荷载传递至深层的坚实土层或岩层,其施工过程中要注意桩身混凝土的灌注质量,防止出现断桩、缩颈等质量问题。在泥浆护壁灌注桩施工中,要严格控制泥浆的性能指标,如比重、黏度、含砂率等,以确保桩孔的稳定和桩身质量。
2. 地基加固处理
对于软弱地基,可采用强夯法、振冲法、深层搅拌法等进行加固。强夯法通过重锤的自由下落产生强大的冲击力,使地基土得以夯实,提高其承载力和密实度。但在施工时要合理确定夯击能、夯击次数和夯击间距等参数,避免过度夯击导致地基土的破坏。振冲法适用于砂性土地基,通过振冲器的振动和水冲作用,使砂层密实,形成复合地基。深层搅拌法则是将水泥等固化剂与地基土强制搅拌,形成水泥土桩复合地基,可有效提高地基的抗剪强度和承载能力。
(三)防渗处理
在水利工程中,基础的防渗性能至关重要。对于存在渗漏通道的地基,如断层破碎带、岩溶裂隙等,常采用帷幕灌浆技术进行防渗处理。帷幕灌浆是通过在地基中钻孔,然后注入水泥等灌浆材料,充填孔隙和裂隙,形成防渗帷幕,阻止水体的渗漏。灌浆过程中要严格控制灌浆压力、浆液配比和灌浆顺序等参数,确保帷幕的连续性和有效性。同时,在帷幕灌浆的基础上,还可结合铺设土工膜等防渗材料,进一步提高基础的防渗能力。
三、高边坡稳定防护技术
(一)高边坡的稳定性分析
高边坡的稳定性受多种因素影响,包括岩土体的力学性质、边坡的几何形态、地下水状况、地震作用等。在施工前,需要运用极限平衡理论、数值分析方法等对高边坡的稳定性进行定量分析,确定其稳定安全系数,并据此制定相应的防护措施。例如,对于存在顺层滑动危险的岩质边坡,要准确分析其滑动面的抗剪强度参数,评估在不同工况下的稳定性状况。
(二)防护措施
1. 削坡与支挡结构
当边坡坡率较陡时,可通过削坡来减缓边坡的坡度,提高其稳定性。同时,结合设置支挡结构,如重力式挡墙、锚定板挡墙、抗滑桩等。重力式挡墙依靠自身的重量来抵抗土压力,适用于高度相对较低、地形较开阔的边坡。锚定板挡墙则通过锚杆将挡墙与稳定地层相连,增强了挡墙的稳定性,可有效减小挡墙的断面尺寸。抗滑桩则是深入滑动面以下的稳定地层,通过桩身的抗剪能力来阻挡边坡的滑动,在处理大型滑坡或不稳定边坡时具有显著效果。
2. 锚固与喷护技术
锚杆锚固技术是在边坡岩土体中钻孔,然后插入锚杆并注入锚固剂,使锚杆与岩土体形成整体,从而提高边坡的稳定性。预应力锚索则可对边坡施加主动的压应力,进一步改善边坡的受力状态。在锚固的基础上,采用喷射混凝土或挂网喷护等技术,可在边坡表面形成一层保护壳,防止坡面岩土体的风化、剥落,同时也有助于坡面排水系统的形成。
四、大型水体的导流与截流技术
(一)导流方案选择
在水利工程施工中,当需要对河流等大型水体进行施工时,导流是必不可少的环节。导流方案主要有明渠导流、隧洞导流、涵管导流等。明渠导流适用于河岸较宽阔、地形有利的情况,通过开挖明渠将河水引入下游,为主体工程的施工创造干涸的施工环境。隧洞导流则适用于河流两岸山体雄厚、地质条件较好的情况,利用隧洞穿越山体,将河水绕过施工区域。涵管导流一般用于小型河流或临时导流工程,通过在河床下埋设涵管,使河水从涵管中通过。在选择导流方案时,要综合考虑河流的水文特征、地形地貌、工程规模、工期要求以及工程造价等因素。
(二)截流技术
截流是在导流工程的基础上,通过抛投物料等方式将河道截断,使水流从导流通道流向下游,从而开始主体工程的水上部分施工。截流的关键在于选择合适的截流时机、截流方法和抛投物料。截流时机一般选择在枯水期,此时河流流量较小,水位较低,便于截流施工。截流方法有立堵法、平堵法等。立堵法是从河道的一端向另一端抛投物料,逐渐缩窄河道,最终截断水流;平堵法是先在河道中架设浮桥或栈桥,然后在全宽范围内均匀抛投物料,使水流逐渐被阻断。抛投物料通常有块石、石笼、混凝土块等,要根据河流的流量、流速、水深等因素合理选择抛投物料的种类、规格和数量。
五、施工期的防汛与生态保护技术
(一)施工期防汛技术
水利工程施工期间,防汛工作至关重要。要建立完善的防汛组织机构和应急预案,加强与气象部门、水文部门的联系,及时掌握雨情、水情信息。在施工现场,要做好防汛物资的储备,如沙袋、水泵、救生设备等,并合理规划防汛设施的布置,如围堰、排水沟、防洪闸等。对于处于洪水威胁区域的施工部位,要采取临时加固措施,如增加支撑、加高围堰等,确保施工安全。同时,要合理安排施工进度,尽量避免在汛期进行水下作业或对河道行洪有重大影响的施工活动。
(二)生态保护技术
水利工程施工过程中,要注重对周边生态环境的保护。在陆域施工时,要合理规划施工场地,尽量减少对植被的破坏,对于因施工需要砍伐的树木,要进行移栽或采取其他补偿措施。在水域施工时,要避免施工废水、废渣直接排入水体,可设置沉淀池、过滤池等污水处理设施,对施工废水进行处理达标后再排放。对于水生生物的保护,可采取设置鱼道、人工增殖放流等措施,为水生生物提供生存和迁徙的通道。此外,在工程施工过程中,要加强对施工人员的环保教育,提高全体施工人员的生态保护意识,严格遵守环保法规和施工规范,将工程施工对生态环境的影响降到最低限度。
六、结论
水利工程施工的重点难点技术涉及多个方面,每一个环节都紧密相连且至关重要。通过对复杂地质条件下的基础处理、高边坡稳定防护、大型水体的导流与截流、混凝土浇筑质量控制以及施工期的防汛与生态保护等关键技术的深入分析和有效应对,能够极大地提高水利工程施工的质量和安全性,确保工程能够顺利建成并长期稳定运行。在实际工程施工中,应根据具体的工程特点和实际情况,灵活运用各种技术手段,不断优化施工方案和技术措施,同时加强施工过程中的监测与管理,及时发现并解决问题,以实现水利工程建设的综合效益最大化,为社会经济的可持续发展提供坚实的水利保障。