摘要:水利水电工程的建设对我国的国民经济有着很大的影响,是我国重要的基础建设项目。在水利水电工程施工的过程中,土石方施工是重要的施工环节,对水利水电工程的整体质量有着深远的影响。在水利水电工程施工的过程中,由于其施工的地质环境比较复杂,并且施工的难度较大,需要采取相应的土石方施工技术,对施工过程中的各个环节进行控制,提高土石方施工的质量。文章中对土石方施工技术的特点进行分析,并且对土石方施工技术进行深入分析,以供参考。
关键词:水利水电工程;土石方施工;发展
引言
随着我国经济和科技的迅速发展,我国各企业都在不断的发展、进步,尤其是水利水电工程,水利水电工程是我国建设的基础工程,与人们的生活、工作息息相关,水利水电工程的质量不仅直接影响到人们的生活质量,而且直接影响我国各企业的经济收益,水利水电工程能合理的规划水资源,缓解部分地区水资源不足情况,保护自然生态环境,减少环境污染;水利水电工程是我国各企业生产的保障,只有电力工程不断的发展,才能使我经济持续稳定的发展。
一、水利水电工程土石方施工技术的相关概述
1.1内涵
在开展水利水电项目建设工作的时候,要想合理运用土石方技术,必须切实按照如下内容开展工作。首先,要认真制定施工规划。其次,依据规划和场地的的具体情况合理安排施工工作。第三,在项目建设过程中,尽量少占用耕地,避开雨季,因为如果遇到强烈降雨的话就会影响到施工工作的开展。总的来讲,只有做到上述三方面,才能够保证施工工作顺利开展,才能够切实发挥出项目的存在意义和价值。
1.2特点
1.2.1系统性、综合性
在开展水利水电项目建设工作的时候,一般多是在特定的区域开展土石方建设工作,需要相关部门互相配合,才可以确保施工工作顺利开展。因此,可以说土石方工程的综合性非常强,必须积极协调其他项目,才可以发挥互补之意。同时,项目涉及范围十分广,它们的存在对于所在区域的经济有非常关键的影响,因此只有积极开展土石方工程建设工作,才可以带动经济发展。总的来讲,在开展项目施工工作的时候,一定要认真分析施工对于所在区域的经济带来的影响,同时结合它的特点,才可制定出正确的方案。
1.2.2规模庞大、难度高
一般来讲,在开展水利项目土石方建设工作的时候,需要进行大规模的挖掘,耗费的时间很久,而且大多数是处在露天环境之中的,难度较大。而且由于此类项目自身的性质使然,它们一般处在较为偏远的区域,地质状态并不是非常良好,容易受到恶劣的地理环境的干扰,导致项目施工工作在开展的时候受到极大的阻碍。而且,绝大部分施工地处在气候湿度较大的区域,如果遭遇雷暴天气的话,会引发严重的地质灾难,进而干扰到土石方建设工作的开展。除了上述以外,由于项目的建设时间非常久,因此很多要素都无法被有效控制,它们的存在也会影响到项目施工质量的提升。
1.2.3影响严重
在开展项目建设工作的时候,我们通常事先选择水量充足的区域挖掘土方,而挖掘工作很显然会对附近的环境产生一定的干扰。具体来讲,不但会使得周围的水源受到影响,而且会破坏附近的植被和土壤等。比如,挖掘土方的时候,会产生很多的废水,而这些废水会流到河流之中,很显然会污染河水,而且随便的放置建筑废弃物,导致附近生态环境受到严重影响。除此之外,在生活区周围挖掘土方的话,会导致噪音污染,给附近的群众的生活带来极大的不便之处。所以,为了确保项目顺利开展,就要正确选择土石方施工工艺。
二、水利水电工程中的土石方施工技术要点
2.1土石方爆破技术
科技的快速发展使得土石方施工工艺也在不断完善,为了更好的开展项目建设工作,就要选择性能优良的施工装置,只有这样才可以确保施工技术发挥出应有的效果。在当前的土石方建设工作中,爆破技术是非常重要的一种技术,在以往的爆破过程中我们多是使用手风钻来处理,随着技术的发展,目前人们多是使用潜风钻代替,此举能够明显的提升爆破效率,不过对于施工工艺有着较为严格的规定。除了上述之外,装药设备也有了一定的发展。
2.2土石方明挖施工技术
近几年以来,在水利水电工程施工中,为了使土石方施工获得良好的施工效果,在土石方施工中已经普遍应用微差爆破技术、预裂爆破技术等,通过采用这些爆破技术,能够达到良好的爆破开挖效果。同时,在开挖中,为了合理控制工序,必须有效控制爆破工作,这样才能提升土方开挖施工效率。同时,为了深入了解土方开挖施工项目情况,可以采用分析项目平衡的方法。
2.3土石方平衡施工技术
水利水电工程的规模比较庞大,其中包含了多个子项目,只有采用合适的土石方开挖技术,才能使水利水电工程土石方开挖施工安全完成。土石方施工中采用平衡施工技术也非常重要,其关系着土石方开挖的平衡性,所以一般使用断面法以及方格网法来确保土石方平衡。在我国的水利水电工程中,土石类大坝工程占据70%以上的比例,而且我国的水利水电工程项目规模在不断扩大,必须采用先进的平衡施工技术,才能综合提升土石坝施工质量。
2.4土石坝施工技术
在水利水电工程中使用土石坝施工技术比较常见,其主要利用碾压技术来混合土和石料,使土和石料充分混合起来,形成土石坝主体。水利水电工程中使用土石坝施工技术能够节约大量的施工材料,土石坝的主体结构非常简单,操作工艺灵活方便。而且我国相关部门对于土石坝施工没有制定严格的规定,因此,可以在大多数环境下进行土石坝施工。一般来看,土石坝筑坝主体材料主要为石渣、卵石以及爆破石料,获取材料非常简单、方便。而且运用土石坝施工技术具有这样几点显著优势:第一,土石坝施工能够节约大量的运输材料费用;第二,土石坝能够适用于各种地理条件,能够适应多种不同的地基形态。第三,土石坝的后期维修工作非常简单、方便。第四,土石坝技术的操作工艺简单方便。因此,针对我国大部分地区的地理条件,可以运用土石坝施工技术。
2.5土石方地下工程施工技术
通过积极开展项目建设工作,可以降低洪涝灾害带来的负面影响,而且还能够促进所在区域的农业发展,因此必须让水利水电工程起到调节水源的作用。在水利水电工程施工中,运用土石方地下工程施工技术,能够使地下洞室群体的施工质量得到显著提升。从细处着手,切实提升地下洞室建设质量,确保其能够真正实现调控水源的意义,只有这样才能够体现出项目的存在价值。
三、水利水电工程中土石方施工技术分析
某水利水电工程一、二期导流明渠,开关站土建工程,左岸厂房基础结构以及右岸厂房基础结构等需要展开土石方开挖施工,土方开挖量为359.24万立方米,石方开挖量为418.51万立方米,填方量为31.08万立方米;在施工过程中一期上游横围堰、下游横围堰占压了二期厂房尾水渠及导流明渠,为了保证整体施工质量需要在围堰填筑前进行开挖施工,土石方开挖技术包括水下土石方开挖,结构基础岩石开挖以及永久边坡开挖等等,下面以此工程为例对水下土石方开挖技术进行详细分析。
3.1施工前准备工作
主要包括以下几方面:其一,施工单位需要根据工程情况和需求对各类机械设备进行准备,做好设备质量和性能检查工作,对存在故障的设备需要及时展开维修,当故障问题比较严重时需要及时更换新的设备,确保施工过程按期展开。其二,施工单位需要组织全部施工人员进行技术交底,使施工人员明确各环节使用的技术及要求,减少施工中出现技术使用不当情况,为施工质量提供更多的保障。
3.2采用最佳边坡形式
土石方施工中,边坡是否稳定关系着施工的安全性及施工效率,因此,施工单位应做好土石方开挖作业研究,应用最佳的边坡形式。一方面,选用最佳边坡类型。土石方开挖中边坡形式较多,如直线边坡、不同土层折线边坡、阶梯边坡等,施工中应从安全性、施工便捷性方面进行充分论证,确定最佳边坡坡度,具体可参考表1内容:
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3.3水下土石方开挖技术分析
第一,对测量定位工作进行分析。测量定位工作是否准确对后期施工质量会产生较大的影响,在正式施工前施工人员需要将施工图纸与施工方案等作为依据使用全站仪到现场进行测量定位,在实际工作过程中需要对每排两端点位置的坐标进行详细记录,与此同时需要根据轨道刻度和相邻孔之间的距离对钻孔的具体位置进行明确,方便后期施工。
第二,对套管震压及钻孔施工进行分析。在钻孔位置准确无误后施工人员需要在水中合理置入套管,在到达指定位置后施工人员需要做好震动压实工作。在上述操作完成后相关人员需要将套管刻度和当前水位作为依据对岩面标高进行计算,根据计算结果准备适当长度的钻杆,沿着套管置入钻杆,钻头触碰到岩面即可,之后便可展开钻孔施工,在钻孔过程中施工人员需要严格控制钻孔深度,避免出现超挖的情况;在钻孔施工完成后施工人员需要提起钻杆,使用高风压移动式空气压缩机对孔洞内的岩屑气进行排出,同时需要对孔洞及四周进行清理。
第三,对药卷制作过程进行分析。有关人员需要参照套管刻度和岩面标高对炮孔深度进行合理计算,之后需要将爆破方案作为依据对药卷进行制作,使用乳化炸药完成爆破工作,炸药规格为30×180毫米,在实际制作过程中工作人员需要根据施工现场的情况将药卷制成合适的形状,之后将药卷,非电导爆管雷管和导爆索装入化纤袋中备用,使用防水胶布做好密封处理。
第四,对装药过程进行分析。在炸药检查达标后施工人员便可按照要求将其置入孔洞中,在施工过程中施工人员可在炮绳上进行打结,使用炮棍将药卷置入孔底,保证药卷与孔底完全接触,之后需要填充适量的碎石,提升药卷密实性;并且需要对炮绳和导爆管之间的距离进行严格控制,两者距离在一米左右,爆破效果较好。
第五,对起爆过程进行分析。施工人员需要根据工程情况和钻爆船的情况做好船位打孔工作,在每个船位上设置了3个排孔,在设置后需要展开分段联网工作,确保每段药量均符合实际要求;之后使用不同的引爆雷管对各排雷管进行连接形成网络,按照由低至高的顺序进行排列,在检查无任何问题后使用引爆器进行起爆。
第六,对水下开挖出渣过程进行分析。在爆破完成后施工人员需要使用相应开挖设备进行开挖处理,在施工过程中需要做好开挖深度的控制工作,定时进行测量,在邻近设计要求时需要使用人工进行开挖,提升开挖施工的准确性,与此同时需要做好水下地形及水位的监测工作;在渣土较多时需要使用运输车将其运送至指定场所,为施工提供更多的便利条件。
第七,对土石方夯填技术进行分析。其一,在正式施工前施工人员需要使用核子密实仪对土料含水量、压实试验数据等进行测量,确保各类指标和数据均符合规定要求,减少根源问题;其二,严格按照由低至高的顺序展开填筑施工,禁止发生界沟的情况,控制铺层厚度在30厘米左右,并且需要控制各分段作业面的长度大于100厘米,此外需要保证相邻分段作业面均衡上升,将施工接缝出现的可能降至最低;其三,对施工缝进行向下挖掘处理,挖掘深度在60厘米左右,宽度在1米左右,在各参数达标后便可进行回填,回填后使用蛙式打夯机做好夯实工作,提升密实度和强度;其四,使用人工碾压的方法对靠近其他建筑物或者碾压机无法到达的位置进行碾压处理,确保整体碾压质量;其五,在施工段发生高差的情况时施工人员需要对斜面搭接方法进行合理应用,控制每层各个工作面间碾压搭接的宽度大于1米,从而为水利水电工程后期使用效果和安全性提供更多的保障。
四、土石方技术的发展创新
我国在土石方技术方面的研究较晚,与其他的发达国家相比,我国在水利水电土石方技术方面的发展空间较大。近年来,水利水电技术人员不断的进行创新研究,在这样的背景下,各种新材料、新技术的发展,为土石方技术的发展创新带来了机遇与挑战。土石方技术的创新发展,有助于推进工程的健康、快速发展。
4.1施工材料创新
随着土石方技术的不断创新发展,材料市场为了满足土石方技术发展的需求,在新施工材料上进行了不断的研究。传统的膨胀锚栓材料已经无法满足水利水电工程的建设需求,而经过施工材料的创新后,如今市场上的新型化学锚栓,在使用空间及其应用范围上都有所拓展。由此可见,土石方施工材料创新发展的意义,所有需要加强土石方施工材料的研究,为土石方施工技术质量的提高提供施工材料方面的基础保障。
4.2加固技术创新
加固技术的创新发展,是水利水电工程的发展以及社会经济的进步具有重要的影响,也是土石方技术水平提升的关键。当前的土壤加固技术为电化学加固技术、高分子加固技术以及硅化加固技术等,虽然水利水电土石方的土壤加固技术进行了创新,但是,相关的理论知识与技术水平并未完善,因此仍旧需要创新加固技术方法,利用化学原理促进土壤加固技术的创新。如利用化学反应活化土壤颗粒,利用凝胶效果提升土层的连接度以及土层的强度,以提升水利水电土石方工程建设的稳定性。
4.3开挖技术创新
大量实践证明,土石方施工中开挖技术的运用,在工程整体质量提升中占据重要的地位。而开挖技术的创新需要结合工程施工场地的地形、地质条件等,优化施工方案设计,并结合施工环境的差异性,采取灵活多样的施工方案,制定具备科学合理性的开挖方案。开挖方式的创新,能够在很大程度上提升基土结构的稳定性,推进水利水电工程的发展。
五、结束语
综上所述,土石方施工技术作为水利水电工程中的运用具有重要的作用,而随着水利水电领域的发展,施工材料、土壤加固技术、开挖技术的创新,进一步促进了土石方技术专业性的发展。同时,行业人士需要加大不断加大土石方施工技术的研究力度,学习国外的先进技术理念与施工方法,加大施工技术人员的培训力度,结合我国水利水电行业的发展情况,将创新技术融入到工程建设过程中,推进我国水利水电的发展进程。
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