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水利工程施工管理与施工技术研究

作者

张军胜

乌兰察布市水利局综合保障中心 内蒙古 012000

引言:

我国水利工程建设规模持续扩大,重大工程如南水北调、三峡工程等显著提升了水资源利用效率,但同时也暴露出施工管理不足、技术应用滞后等问题,传统施工管理模式难以适应复杂多变的工程环境,导致工期延误、成本超支等现象频发,新兴技术如BIM、智能监测等在水利工程中的应用尚未普及,制约了工程质量的提升。气候变化加剧了极端天气事件的发生,对水利工程的抗灾能力提出了更高要求,深入研究水利工程施工管理的优化路径与技术创新,对于保障工程安全、提升资源利用效率、实现可持续发展具有重要意义。

1.应用土石方动态平衡技术,优化水利工程填挖方施工效率

土石方动态平衡技术是提升填挖方施工效率的核心手段,该技术通过实时监测土石方的开挖、运输和填筑过程,结合施工场地的地形地质条件,动态调整土石方的调配方案,从而减少不必要的转运和浪费。动态平衡技术借助信息化管理平台,整合施工进度、机械配置和土石方存量等关键数据,实现资源的精准调度,例如在开挖阶段,系统可实时计算土石方利用率,优先将合格土料直接用于填筑,避免二次倒运,对于不符合填筑要求的土料,则及时规划弃渣场地或改良处理方案。从施工技术层面看,土石方动态平衡的实现依赖于多学科协同与智能化工具的深度应用,利用引入无人机航测、三维建模和物联网传感技术,施工方可快速获取高精度地形数据,并建立动态更新的数字孪生模型,为土石方调配提供可视化决策支持。

2.采用大体积混凝土温控技术,防止水工结构裂缝产生

大体积混凝土在硬化过程中会产生大量水化热,若内部温升过高且散热不均,极易导致内外温差过大,进而引发温度应力裂缝,严重影响结构的整体性和防渗性能。科学的温控技术需从材料、施工和养护综合施策,材料上可通过选用低热水泥、掺加粉煤灰或矿粉等掺合料来降低水化热,并优化混凝土配合比以提高抗裂性能。施工时采用分层分块浇筑、预埋冷却水管等方法来控制混凝土内部温度,利用智能温测系统实时监测核心温度变化,动态调整降温措施。大体积混凝土温控防裂是一项系统性工程,需要精细化管理和多专业协同配合,施工前需结合气候条件、结构特点制定详细的温控方案,明确降温速率、内外温差控制标准及应急措施。施工中加强混凝土入模温度控制,如采用夜间浇筑、骨料预冷或加冰拌合等方法降低初始温度,养护阶段则需采取保温保湿措施,如覆盖保温材料、定期洒水或铺设养护膜,以减缓表面散热速度,确保混凝土缓慢均匀降温,现代技术如BIM协同平台和物联网传感器的应用,可实现对温度场、应力场的全过程模拟与监控,为温控决策提供科学依据。

3.推行边坡预应力锚索技术,增强水库坝体边坡稳定性

边坡稳定性直接关系到坝体的整体安全,而预应力锚索技术利用在潜在滑动面内钻孔植入高强度钢绞线,并施加预应力使其主动受压,从而有效提高岩土体的抗剪强度和整体稳定性,预应力锚索能够深入岩层内部,形成稳定的锚固体系,显著改善边坡应力分布状态[1]。结合地质勘察数据优化锚索布置方案,合理确定锚固深度、倾角和预应力大小,确保锚固力与边坡变形特征相匹配。采用防腐性能优异的锚索材料和注浆工艺,可大幅提升结构的耐久性,避免因腐蚀导致的锚固力衰减,技术尤其适用于高陡边坡或地质条件复杂的坝体加固工程,能够在不显著增加坡面荷载的前提下,提供长期稳定的支护效果。预应力锚索技术的实施需要严格的质量控制和精细化的过程管理,施工前需进行详细的边坡稳定性分析,结合数值模拟确定最优锚固参数,并制定针对性的施工组织设计。钻孔时严格控制孔位偏差和钻孔角度,确保锚索精准植入预定位置,注浆时要优化浆液配比和注浆压力,保证锚固段与周围岩体充分粘结。

4.实施围堰高压旋喷灌浆技术,提高临时挡水结构防渗性能

围堰高压旋喷灌浆技术利用高压喷射流切割土体并同时注入水泥浆液,使土颗粒与浆液充分混合凝固,形成连续均匀的防渗帷幕,实施时根据现场土层特性合理选择旋喷参数,包括喷射压力、提升速度和旋转速度等,确保形成设计要求的固结体直径和强度,采用分层分段施工工艺,通过搭接控制保证帷幕的连续性,并利用实时监测手段及时调整施工参数。施工前需进行详细的现场试验,确定最佳浆液配比和工艺参数,并制定针对性的应急预案,选用性能稳定的高压泵送系统和精准的钻喷一体机,确保施工参数的稳定可控。

施工过程中重点控制钻孔垂直度、喷射压力和注浆量等关键指标,通过返浆情况判断地层吃浆量,及时调整工艺参数,质量检测环节采用取芯检测、压水试验等方法验证防渗体的完整性和渗透系数。现代技术如智能化监控系统的应用,可实现施工参数的实时采集与分析,大幅提升过程控制的精确度,利用标准化施工和全过程质量监督,高压旋喷灌浆技术不仅能满足临时围堰的防渗要求,其形成的固结体还可作为永久防渗体系的组成部分,实现临时工程与永久工程的有效结合,体现现代水利工程施工的技术经济优势。

5.运用导流洞动态封堵技术,确保水利枢纽分期施工安全

导流洞动态封堵技术是确保工程安全度汛和顺利实施的关键环节,利用实时监测水文条件和工程进展,动态调整封堵时机和施工方案,实现导流洞的科学有序封闭。传统封堵方式往往采用固定时间节点,难以应对复杂多变的水文条件,而动态封堵技术则基于水情预报、结构应力监测等多源信息,建立智能决策系统,精准把握封堵窗口期。重点考虑封堵体的结构设计,通常采用混凝土塞、灌浆帷幕等复合形式,并优化材料配比以提高早期强度,布置完善的渗压监测系统和应急泄流设施,确保突发情况下能够及时采取补救措施,该技术特别适用于水文条件复杂、施工周期长的大型水利枢纽工程,通过动态调控有效平衡施工进度与度汛安全的关系,大幅降低工程风险[2]。导流洞动态封堵是一项需要多部门协同的系统工程,施工前需编制详细的动态封堵预案,明确不同水文条件下的应对措施和决策流程,建立跨专业的技术团队,整合水文预报、结构监测和施工进度等实时数据,借助信息化平台实现多源信息的融合分析,封堵过程中严格控制混凝土浇筑速度和质量,采用分层分块浇筑工艺,并辅以温控措施防止温度裂缝产生。

结语:

水利工程施工管理与施工技术的研究是推动工程建设高质量发展的重要保障,利用优化管理模式、引入先进技术,不仅可以提高施工效率、降低成本,还能增强工程的抗风险能力和环境适应性。随着智能化、数字化技术的深度融合,水利工程施工将迈向更加精细化、科学化的新阶段,本文的研究为相关领域提供了理论参考,但也需在实践中不断探索与完善,以应对日益复杂的工程挑战,为水利事业的可持续发展贡献力量。

参考文献:

[1]张伟亚. 水利水电工程施工质量控制与优化策略研究 [J]. 水利科学与寒区工程, 2025, 8 (05): 138-140.

[2]张焕爱. 水利工程施工中的绿色施工技术与实践研究 [J]. 散装水泥,2025, (02): 7-9.