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摘要:土石方施工技术种类众多,是水利水电工程常见施工技术之一。随着时代发展,各项技术均取得良好发展,技术应用更加成熟,为水利水电工程做出了突出贡献。本文分析几种常见的土石方施工技术,以供参考。
关键词:水利水电工程;土石方施工;技术应用;发展
一、土石方工程爆破技术
(1)在我国水利水电技术不断发展的过程中,伴随着科学技术的发展与机械化水平的不断提升,土石方施工技术中的爆破技术也己取得进步。首先,从爆破的技术设备来看,我国的爆破设备实现了高效率的发展。由于我国水利水电工程修建的需要,为了能够实现更为精密的施工,就开始学习国外的先进经验,引进国外的先进设备,研发各种新工艺、新技术,从手风钻转变为了潜孔钻,淘汰了低风压,实现了高风压的施工,创造了更为良好的施工技术条件。
(2)从爆破施工效果来看,随着我国对混装炸药车的引进与研发,在进行水利水电的土石方旅工时,实现了现场连续性的、自动化的炸药生产,并推进我炸药机械化配装的技术进步。在实现炸药生产效率提升的同时,爆破的影响力也取得了极大的进步。由于采用了一些较为新型的爆破技术,就开始在施工中实行反复交叉式链接的爆破网络,不仅扩大了爆破范围,还使需要爆破的岩体范围扩大,增大了爆破的强度。
二、土石方明挖施工技术
随着凿岩机械与爆破器材的创新,在很大程度上提高了梯段爆破水平与对爆破控制的技术,让以往的光面爆破、微差爆破以及预裂爆破等技术逐渐完善。施工设备的自动化、系统化和大型化让施工方法及工艺得到变革。
(1)爆破技术的控制
基岩保护层以前为分层开挖,经过长期的工程研究与推广应用,已经发展到目前的小梯段爆破法,与水平预裂爆破法一次爆除,这样不仅加快了工程进度,同时还有效确保了开挖质量。针对特殊地方的爆破控制技术也有效解决了基岩灌浆区、混凝土结构以及锚喷支护地点附近开挖爆破难题。
(2)施工设备
因我国土石方明挖工程的机械化起步晚,于解放初期所修建的大型水库与水电站,大都经历过从半机械化到机械化转变的过程,到了上世纪六十年代末期,土石方明挖才逐渐形成低水平机械化的施工能力。主要设备有:5~12T自卸汽车、1~3m3斗容挖掘机以及手风钻。这一阶段的设备,主要是依靠进口,可选择的设备种类少。到了七十年代的后期,工程机械化快速发展,特别是到了八十年代中期,发展的尤为迅速。其中常用设备有:辅助设备、运输设备、挖装设备以及钻孔设备四种类型,形成相应配搭的设备。
(3)高陡边坡的开挖
随着近年兴建的大型水电站需要开挖的高陡边坡多,其中100米上的有十多座,最高的边坡达到了380m。较为突出的是三峡工程双线的永久船闸闸室,其直立墙高达68.5米,其间留有岩石格墩,这既要保证边坡稳定,同时又要确保开挖的精度,对开挖的技术要求很高。
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(4)土石方的平衡
通常在大型的水利水电工程的施工中,非常重视对开挖料的运用,争取挖填保持均衡。开挖出来的料一般用作堰体或是坝的填筑料、截流料以及加工制作成混凝土的骨料等。例如在三峡工程中的截流料、人工骨料等。葛洲坝工程用作工程填筑、滩地填筑以及混凝土骨料等,对开挖料的利用率达到了93%。
三、土石方地下施工技术
(1)在进行水利水电工程修建时,做好地下施工质量十分重要。所以,为了能够实现水利水电工程的长久性与稳固性,就需要完善地下旋工技术,不断引进、开发先进的土石方地下施工技术。随着我国地下施工技术的完善发展,革新了传统的手风钻的钻孔技术,实现了钻孔技术的机械化发展,改变了施工速度慢、效率低的施工现状,形成了机械化、技术化、科学化的地下施工条件。从我国部分地质条件分析来看,在我国西南部地区,水资源丰富,但岩洞、溶洞较多,所以,为了实现对水资源的利用,在进行水利水电地下施工技术时,便开始了利用锚杆支护技术,并在一些水利水电建设中形成了地下厂房建设,例如:我国的龙滩水电站的地下厂房已经达到了世界的领先水平了。在进行岩洞、溶洞护理时,有效利用了成套的、机械化的设置,从而将岩洞、溶洞进行了稳固性技术处理,从而实现了地下施工的完善、有序进行。我国的西南地区蕴含着丰富的水利资源,同时又属于岩溶发育不良的地质,于二滩、天生桥以及洪家渡等水电站工程施工中发展出不良地质洞段施工技术。在长期的工程施工中积累了岩溶、岩爆、膨胀性围岩地段、松散、软弱破碎地带的丰富地下施工经验。
(2)地下施工本来就处于一个相对密封的条件,一旦土层不够稳定,施工支撑程度不够,就容易产生安全事故。因此,在进行地下施工时,不仅实现了技术上的进步与革新,还进行了有效的安全管理体制辅助。一方面,要对施工人员进行安全意识灌输,尽可能的做好安全预防,在进行施工建设时,施工人员就应该主动避免危险施工,密切关注自己的安全状态,一旦发生危险故事就应该立即撤退。另一方面,明细安全责任制。安全施工,人人有责。为了能够使地下施工能够有序开展,便着手建立了有效的管理体制。在进行施工过程中,强化了施工安全管理意识,加强工程质量监督,对各项地下施工进行细致的检查。如果出现危险故事,便进行严肃处理,追究责任。在这样技术与管理的双方监管下,不仅实现了土石方地下施工有效的质量保证,还创造了一个安全的施工环境。
四、土石坝工程施工技术
目前我国已建坝高30m上坝型中,土石坝占了绝大部分,有80%。九十年代后,高土石坝的建造数量逐渐增多,其中的不少工程是属于大型工程,这显示出高土石坝修建的好势头,与此同时,我国的土石坝工程施工技术将得到较大发展。上世纪八十年代运用复合土工膜对上百座险坝进行加固和修补,九十年代利用此技术新建数十座土石坝。因这些工程的建造时间较短,相关技术都处于发展中,而且有些坝的设计与施工还都存在一些问题,因此这一技术还需进一步完善。国内高土石坝较之国外仍存在一些差距,不论是施工技术还是管理水平,或是机械设备的有效利用。随着一些大坝工程的相继建设开工,我国的水利水电工程土石方施工技术将再一次得到长足的发展与进一步的提高。
五、面板坝施工技术
我国已经实现了在混泥土面上进行面板坝施工。首先,坝的高度增加。在加高的同时,利用滑模技术,不仅能够减少坝的缝隙,还能够增加施工效率,减少工期。其次,从混泥土的配比来看,我国已经实现了混泥土配比的优化。实现混泥土配比的优化是为了能够提升面板的抗裂性与抗冻性等,不仅掺加了粉煤灰、聚丙烯纤维、符合外加剂等材料,还改善了施工措施,加强了面板的养护,从而提高了混泥土性能,实现了有效控制面板长久性使用。再次,我国也已经实现了堆石料开采技术的应用,适应了各种复杂的地质条件。另外,还有效利用了天然的筑坝材料,这不仅能够减少成本,还能够利用砾石的优点,提升面板的性能。
结束语:
随着技术水平提高与工艺成熟,土石方施工技术应用更加得心应手,在保证工程质量,促进水利水电行业发展方面发挥了重要作用。相信随着技术进步,土石方施工技术能够实现现代化,进一步提高生产力水平,为水电水利事业做出更多贡献。
参考文献:
[1] 黄国强. 浅析水利水电工程土石方施工技术发展[J]. 建筑工程技术与设计, 2015(18).
[2] 武威. 浅析几种水利水电工程施工技术[J]. 民营科技, 2011(10):277-277.
论文作者:杨钦
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第7期
论文发表时间:2017/8/9
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