平遠(yuǎn)縣水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)室

摘要：在我國(guó)水工技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中經(jīng)歷了四個(gè)重要階段，文章對(duì)此進(jìn)行了總結(jié)。未來(lái)我國(guó)的水工技術(shù)將向風(fēng)險(xiǎn)評(píng)析與防范、特高邊坡安全評(píng)價(jià)體系、特高邊坡穩(wěn)定分析方法、超大深厚復(fù)雜地基處理、地質(zhì)超前預(yù)報(bào)、，深埋長(zhǎng)大隧洞圍巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià)、大型地下洞室群在復(fù)雜地質(zhì)條件下的控制標(biāo)準(zhǔn)和穩(wěn)定性、，高壩泄洪消能關(guān)鍵技術(shù)、超高筑壩技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)等方向進(jìn)行發(fā)展和創(chuàng)新。

關(guān)鍵詞：水工技術(shù)；前景分析；技術(shù)進(jìn)展

我國(guó)的水工技術(shù)具有較高的水平，特高邊坡處理、復(fù)雜地基、超大洞室、大流量泄洪、超高筑壩等技術(shù)達(dá)到世界前列。文章回顧了我國(guó)水工技術(shù)的發(fā)展歷程，并對(duì)其主要技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了分析，對(duì)我國(guó)水工技術(shù)的發(fā)展前景進(jìn)行了展望。

1.我國(guó)水工技術(shù)的發(fā)展歷程

我國(guó)最早的筑壩是春秋時(shí)期的芍陂灌溉水庫(kù)，迄今已有兩千多年的歷史。1910年興建的云南石龍壩水電站是我國(guó)大陸第一座水電站，河北崗南小型混合式抽水蓄能電站的建成標(biāo)志著我國(guó)大陸第一座抽水蓄能電站的建成。當(dāng)前三峽水庫(kù)是我國(guó)最大的水庫(kù)，其裝機(jī)容量在世界排名第一。歷數(shù)我國(guó)水工技術(shù)的發(fā)展，主要經(jīng)歷了以下幾個(gè)發(fā)展時(shí)期。

1.1水工技術(shù)的起步階段

上世紀(jì)20至50年代是我國(guó)現(xiàn)代水工技術(shù)的起步階段，其標(biāo)志是石龍壩水電站的建成。在被日寇占領(lǐng)期間東北還修建了一些百米級(jí)的混凝土重力壩工程?？傮w來(lái)說(shuō)該階段我國(guó)的水工技術(shù)發(fā)展艱難，工程質(zhì)量較差、技術(shù)落后、工程數(shù)量少，現(xiàn)代筑壩技術(shù)剛剛被引進(jìn)。

1.2水工技術(shù)的發(fā)展階段

上世紀(jì)50至70年代末是我國(guó)現(xiàn)代水工技術(shù)的發(fā)展階段，該階段我國(guó)的水工技術(shù)得到初步發(fā)展，其標(biāo)志是100米級(jí)高壩關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題的解決。然而由于受到文化大革命的影響，后期的發(fā)展緩慢。在該階段建設(shè)了龍羊峽和烏江渡這兩座壩高150米以上的水電站，以及三門(mén)峽水利樞紐。該階段還興建了劉家峽水電站和新安江水電站?？傮w而言該階段我國(guó)的水工技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)出體制不完善、標(biāo)準(zhǔn)不規(guī)定、在曲折中自主創(chuàng)業(yè)的特點(diǎn)。

1.3水工技術(shù)的提高階段

上世紀(jì)80年代至本世紀(jì)初為我國(guó)現(xiàn)代水工技術(shù)的提高階段，主要經(jīng)歷了改革開(kāi)放時(shí)期。在改革開(kāi)放的浪潮下，工程建設(shè)制定了合同管理、建設(shè)監(jiān)理、招標(biāo)投標(biāo)和業(yè)主負(fù)責(zé)四項(xiàng)基本制度，并使用外國(guó)貸款和外國(guó)技術(shù)興建了天生橋一級(jí)、小浪底、二灘和魯布革。該階段開(kāi)工建設(shè)了十三陵和廣州等抽水蓄能電站，并開(kāi)始了三峽工程的建設(shè)。該階段建成的水電站有寶珠寺、龍羊峽、烏江渡等，在技術(shù)方面引進(jìn)了現(xiàn)代混凝土面板堆石壩、碾壓混凝土筑壩等技術(shù)，并對(duì)碾壓混凝土技術(shù)、地下工程、泄洪效能、200米級(jí)高壩等方面有了新的技術(shù)突破。該階段的里程碑為二灘水電站，其達(dá)到了3300MW的裝機(jī)容量和240米的壩高。該階段我國(guó)水工技術(shù)的發(fā)展呈現(xiàn)出技術(shù)進(jìn)步、發(fā)展穩(wěn)健、學(xué)習(xí)借鑒、引進(jìn)資金、健全制度、完善標(biāo)準(zhǔn)等特點(diǎn)。

1.4突破階段

本世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)的水工技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，“南水北調(diào)”工程全面實(shí)施，水利水電發(fā)展非常迅速。該階段我國(guó)陸續(xù)建成了一批超大型水電站和高壩大庫(kù)，包括小灣、水布埡和龍灘，基本完成了南水北調(diào)的西線(xiàn)工程，積極興建向家壩、溪洛渡的巨型水電站。南水北調(diào)機(jī)械工程的前期設(shè)計(jì)已經(jīng)基本完成，烏冬德、白鶴灘等巨型水電站的建設(shè)繼續(xù)推進(jìn)，并開(kāi)始規(guī)劃“藏電東送”。迄今為止我國(guó)已經(jīng)我新建了十余座1000MW抽水蓄能站，包括惠州、泰安等。該階段的里程碑應(yīng)該是三峽工程，其裝機(jī)容量為世界之最。該階段我國(guó)已經(jīng)很少再使用狹窄河谷壩后式廠房類(lèi)樞紐布置以及寬縫裂混凝土壩、空腹、支墩、爆破堆石類(lèi)土石壩、拋填和水力沖填等技術(shù)的使用已經(jīng)越來(lái)越少。我國(guó)的超高邊坡處理、大容量多級(jí)船閥、復(fù)雜地基處理、高水頭大泄量、超高筑壩等水工技術(shù)都已經(jīng)走到了世界前列。該階段我國(guó)的主力壩型有高面板堆石壩、高土心墻堆石壩、高碾壓混凝土壩、高拱壩。我國(guó)對(duì)于樞紐布置、壩址壩型等問(wèn)題的解決已經(jīng)有了一系列健全的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。該階段我國(guó)先進(jìn)的水工技術(shù)已經(jīng)能夠走出國(guó)門(mén)，我國(guó)水工技術(shù)人員參與了國(guó)外最高拱壩和最高面板堆石壩的設(shè)計(jì)和施工。該階段我國(guó)水工技術(shù)體現(xiàn)除了體制完善、技術(shù)更新、水平領(lǐng)先、高速發(fā)展的特點(diǎn)。

2.水工技術(shù)的主要技術(shù)及其發(fā)展

水工技術(shù)的主要技術(shù)有高邊坡處理、復(fù)雜地基處理、大規(guī)模地下洞室、高壩泄洪消能、和超高壩筑壩技術(shù)[1]。

2.1高邊坡處理

高邊坡處理時(shí)水利水電工程中的一個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題，其具有復(fù)雜性和特殊性，具有信息化建設(shè)與管理、針對(duì)性工程治理、全方位穩(wěn)定分析、地質(zhì)條件復(fù)雜、工程規(guī)模大等特點(diǎn)。其風(fēng)險(xiǎn)防控重點(diǎn)在于控制變形和穩(wěn)定邊坡抗滑。當(dāng)前我國(guó)的水工邊坡安全控制標(biāo)準(zhǔn)和分類(lèi)體系進(jìn)行形成，積累了豐富的穩(wěn)定模式判斷、滑坡機(jī)理、滑動(dòng)成因、巖土指標(biāo)、滑坡邊界條件等經(jīng)驗(yàn)，邊坡綜合治理的主要措施有深層錨固、淺層支護(hù)、內(nèi)外排水、減載壓腳和優(yōu)化坡型[2]。

2.2大規(guī)模地下洞室

近年來(lái)我國(guó)地下廠房體現(xiàn)出高地應(yīng)力、淺埋深和大跨度的特點(diǎn)。在長(zhǎng)治的選擇上要對(duì)水力過(guò)渡過(guò)程、坡地形地質(zhì)條件等因素進(jìn)行考慮，選擇尾部式地下廠房、中部式地下廠房和首部式地下廠房。對(duì)支護(hù)形式、設(shè)計(jì)吊車(chē)梁布置、選洞室間距進(jìn)行選擇時(shí)要結(jié)合施工次序、圍巖穩(wěn)定性[3]。

我國(guó)的水工隧洞的發(fā)展方向?yàn)榇髷嗝?、深埋藏、大長(zhǎng)度，能夠?qū)Ω叩貞?yīng)力、高地下水和不良地質(zhì)條件進(jìn)行預(yù)報(bào)，對(duì)巖爆等級(jí)和危害進(jìn)行降低，對(duì)地下水和軟弱圍巖進(jìn)行處理。大規(guī)模地下洞室技術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)防控重點(diǎn)是支護(hù)和圍巖的穩(wěn)定性。

2.3高壩泄洪消能

近年來(lái)我國(guó)的高壩大庫(kù)工程的泄洪消能呈現(xiàn)出大單寬流量、大泄洪功率、大流量和高水頭的特點(diǎn)，其風(fēng)險(xiǎn)防控的重點(diǎn)在于防沖刷破壞和泄洪建筑物防空蝕。當(dāng)前很多工程中已經(jīng)使用了各種新的消能方式，并積極研究底板抗沖指標(biāo)、抗沖耐磨材料、摻氣減蝕方法、高速水流空蝕等問(wèn)題。

2.4超高壩筑壩技術(shù)

混凝土重力壩是主要的超高壩類(lèi)型，其具有較高的安全性和抗震性能，其風(fēng)險(xiǎn)防控的要點(diǎn)在于壩基深淺層在復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境中的穩(wěn)定抗滑能力。我國(guó)的壩面防滲、碾壓混凝土層間結(jié)合和壩體混凝土控溫技術(shù)的研究已經(jīng)比較成熟。當(dāng)前制約重力壩發(fā)展的因素主要是工程投資高、控溫難度大、外來(lái)材料運(yùn)輸量大、水泥用量多、壩體斷面尺寸大，不能充分發(fā)揮材料的強(qiáng)度。

3.展望我國(guó)水工技術(shù)的發(fā)展前景

未來(lái)我國(guó)的水工工程將向更為偏遠(yuǎn)和高寒的方向發(fā)展，將要面臨的工程技術(shù)有環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害、深埋長(zhǎng)大地下洞室、高陡邊坡、深厚覆蓋層、高地震烈度和復(fù)雜的地質(zhì)地形條件，使水工技術(shù)難度進(jìn)一步加大。未來(lái)我國(guó)的水工技術(shù)發(fā)展要著力于技術(shù)人才隊(duì)伍的培養(yǎng)、工程質(zhì)量狀況的提高以及關(guān)鍵技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，不斷加強(qiáng)宣貫和制定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)各地區(qū)和國(guó)內(nèi)外之間的技術(shù)交流，并加大科技投入力度，大力攻克技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的應(yīng)急、管理、控制、檢測(cè)、防范、分析、避讓和辨識(shí)等問(wèn)題。

4.結(jié)語(yǔ)

我國(guó)的水工技術(shù)歷經(jīng)了百年的艱難發(fā)展，經(jīng)歷了四個(gè)基本的發(fā)展時(shí)期，并取得了驕人的成就，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。通過(guò)對(duì)水工技術(shù)發(fā)展脈絡(luò)的梳理，可以發(fā)現(xiàn)工程技術(shù)要獲得發(fā)展和變革，離不開(kāi)豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累、社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和相關(guān)政策的支持。當(dāng)前我國(guó)水工專(zhuān)業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)已經(jīng)基本完成，各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)都得到了突破性的進(jìn)展，相信未來(lái)我國(guó)的水工技術(shù)還將取得進(jìn)一步的突破和發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]周建平，楊澤艷，陳觀福.我國(guó)高壩建設(shè)的現(xiàn)狀和面臨的挑戰(zhàn)[J].水利學(xué)報(bào).2011（12）

[2]雷建容.水工機(jī)械新產(chǎn)品與自主創(chuàng)新的突破[J].工程機(jī)械與維修.2011（12）

[3]杜效鵠，周建平.水利水電工程風(fēng)險(xiǎn)及其應(yīng)對(duì)思路的探討[J].水力發(fā)電.2010（08）