水利水电施工筑坝工程工艺研究

　　摘要：水利水电工程是进行水资源治理、维护居民生命财产安全的基础性工程。作为水利水电工程的结构主体，筑坝施工质量至关重要。文章研究水利水电施工中筑坝工程的关键工艺，明确影响筑坝施工质量的主要因素，总结其关键工艺实践经验，旨在构建科学、完善的筑坝工程施工方案，促进水利水电工程整体建设质量的提升。

　　关键词：水利水电工程;筑坝工程;混凝土碾压技术

　　《红水河》(双月刊)创刊于1982年，由广西电力有限公司主管，广西水力发电工程学会和广西电力工业勘察设计研究院共同主办，季刊，国内外公开发行。

　　目前，国家大力发展水利水电工程，以实现水电资源的高效利用，控制我国能源紧缺发展形势，并给当地居民的生活带来福祉。不过，筑坝工程体量大、要求高，其施工过程容易遭受外部环境的干扰而引发质量安全问题，因此需要灵活运用多种施工工艺，并重视新工艺技术的研发和融入，提高筑坝工程施工能力，保证大坝建筑达到水利水电工程质量要求。

　　1水利水电施工中筑坝工程影响因素

　　高质量的筑坝工程施工有利于工期及成本的控制，能够提高水利水电工程施工的整体效率。工程质量的提高必须有关键工艺技术及相应管理手段的配合才能实现。

　　1.1管理因素

　　施工管理是确保水利水电施工中筑坝工程建设质量的关键手段，若施工监管、约束、风险控制的效果发挥不足，势必会影响筑坝工程质量。例如，现场人员调配混乱，导致部分作业人员不足而进展缓慢，而人员分配过多的工种因协调配合失误影响正常的施工进度;再如，坝体局部建设完毕后，因管理不到位未对其进行维护，导致在自然晾干的过程中遭到破坏。

　　1.2环境因素

　　水利水电工程大多在偏远地区的自然环境中进行，筑坝工程施工需要应对复杂、恶劣的自然条件。例如，在夏季高温天气，坝体表面的最高温度可达到50℃以上，带来更高的混凝土养护工作压力;而各类机械设备长期在高温环境下运行，发生零件磨损、烧灼等风险的概率明显增加，设备无法正常运行给筑坝施工带来不利影响;恶劣的环境条件还会影响施工人员的工作状态，人员不稳定性增加。

　　1.3安全因素

　　筑坝工程施工中的安全风险主要来自人员的违规及失误操作、设备运行风险、特殊天气的影响等。例如，在高空作业位置，未设置警示标志或安全防护装置，导致人员意外跌落;因施工方法、工艺选取不当，导致坝体坍塌。此外，暴雨、大风等特殊天气情况也会给筑坝施工带来一定的安全及质量隐患。

　　2水利水电施工中筑坝工程关键工艺

　　2.1土方开挖填筑工艺

　　(1)土方开挖。首先，在开挖前做好施工规划，确定开挖流程、开挖方法、技术标准，结合工程施工当地自然条件，制定风险防范及应急方案，预防土方开挖质量及安全事故。其次，开挖过程中严格控制作业范围，避免出现开挖过度后填补的问题。清理施工现场，做好排水沟渠的设置。最后，在寒冷季节施工时，优先选用立面开挖工艺，以保证大坝的稳定性，提高土方开挖施工质量。(2)土方填筑。优选平起填筑工艺，有效控制施工缝数量。土方填筑质量容易受到施工设备、施工技术的影响，要求在方案制定阶段予以充分考虑，并采取相应的措施进行预防。

　　2.2混凝土碾压工艺

　　混凝土碾压工艺在近年来兴建的筑坝工程中被频繁选用，其操作流程简洁、成本需求较低，且能带来优良的施工效益。混凝土碾压工艺指的是借助机械手段，以浇筑的方式进行混凝土填筑和碾压，进而提高筑坝强度。其工艺操作流程图如图1所示。混凝土碾压工艺有其相应的使用条件，例如，其要求在碾压前将混凝土内部搅拌均匀，达到5xVc，施工过程中应确保混凝土表面平整、坚固。相较于传统施工工艺，混凝土碾压看似未改变混凝土的主体结构，但实则通过碾压处理，降低混凝土配置原料中水泥的占比，使混凝土内部气泡更充分的排出，减少内部孔隙，是对混凝土材料性能的优化，达到更加稳固的效果。使用混凝土碾压工艺时应保证混凝土材料运输的及时性，以免在碾压过程中发生材料性能下降，影响碾压施工质量。

　　2.3重复灌浆工艺

　　重复灌浆工艺的目标也在于提高混凝土本身的性能，以免筑坝工程防渗防漏及稳固性不佳，给水利水电工程的日常运行带来安全风险。重复灌浆工艺选择在混凝土中添加适量的水泥灰浆并搅拌、振捣均匀，促进混凝土内部密实程度的提高。常用的重复灌浆工具包括重复灌浆管、全悬臂钢模板等，可辅助灌浆速率的提升，提高筑坝工程建设经济性。

　　2.4防渗防漏工艺

　　除重复灌浆工艺外，筑坝工程还可通过构建防渗墙的方式进行防渗防漏处理。防渗墙为大坝提供二次保护屏障，有效提高工程的防渗防漏能力。防渗墙的构建主要使用置换、高喷、挤压等方式进行，不同方法需要的设备、工艺流程、施工难度也不相同，需要结合水利水电施工筑坝工程资源配置情况进行选择。以高喷法和挤压法为例，在此对比展示两种方法的施工流程、施工要点和建造尺寸要求，供实际施工活动参考借鉴，如表1所示。

　　2.5预应力锚固工艺

　　预应力锚固工艺用于强化筑坝与其他水利水电工程建筑之间的联系，保证各个建筑构造之间连接稳固，改善整个水利水电工程的受力情况，增加工程可靠性。施工前，对预应力锚固的方向、深度等做详细的计算，并在作业过程中严格执行施工方案的要求，保证预应力锚固发挥出最佳的固定效果。筑坝经预应力锚固处理后，可实现拉应力的传递和分配，以免大坝结构中局部应力过高，导致坝体出现开裂、破损问题。预应力锚固施工涵盖打孔、放束、张拉、防护等流程，要求详细记录每一作业过程的实施细节，控制工艺实施质量。若在施工过程中发现问题或漏洞，可根据施工记录快速定位到失误点。

　　2.6软土地基处理工艺

　　软土地基是水利水电施工筑坝工程常遇地质条件，一般需要对原土方进行强化处理，以达到相应的荷载能力。软土地基处理工艺主要有二：一是土方换填。软土地基含水量大、土质松软，可选用强度更高的沙土、碎石、水泥等材料，进行土方置换，以达到提高地基荷载能力、对抗受力沉降变形的目的。中层土的置换是土方换填的重点，但该方法施工量较大、成本较高，在实践时存在一定限制。二是排水固结法。排水固结法通过设置排水渠，配合物理加压，将土壤中多余的水分排出，提高地基本身的强度。在土壤结构内设置纵向排水管道，采用真空预压、降水预压等技术手段，促进土壤排水固化。在应用软土地基处理工艺之前，需对土壤条件做全方位的监测，了解土壤含水量高低、岩层分布情况、石料自身属性等。根据采集到的信息调整处理方案，以免土壤本身性质影响工艺效果的发挥。

　　2.7混凝土养护工艺

　　混凝土养护是水利水电施工筑坝工程建设的收尾性工作，采取适当的养护方法，确保养护效果能够进一步提高筑坝的强度和稳定性，防止坝体混凝土内部出现裂缝，留下安全隐患。混凝土强度主要受温度、湿度等条件的影响，在制定养护方案时需要结合施工当地的气候特点。例如，完成混凝土表面找平作业后，立即使用保温薄膜进行覆盖，尤其对于混凝土结构边、角等位置，其保温层的厚度应为一般表面的3倍左右。当室外温度低于5℃后，应停止洒水养护，在混凝土表面覆盖苫布、草席进行保温，用于控制内外温差。结合混凝土工程实况，完成初期养护7d后，可进入自然养护阶段。随着大中型水利水电项目的增加，混凝土坝体养护面临更高的工作压力。为此，相关单位需做好养护规划工作，如选择分块养护的方式，将整个养护工作分配给不同的责任人，确保混凝土养护全面、持续。

　　3结束语

　　文章对水利水电施工中筑坝工程关键工艺的特点、操作流程、技术标准等进行总结，包括土方开挖填筑、混凝土碾压、重复灌浆、防渗防漏、预应力锚固、软土地基处理和混凝土养护工艺。筑坝工程施工周期长、工序复杂，相关单位应全面分析筑坝工程施工环境特点及质量要求，将筑坝施工先进工艺融入作业过程当中，确保坝体建设质量，使水利水电工程创造出更高的综合效益。

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文章名称： 水利水电施工筑坝工程工艺研究

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