張益民

（福建省龍巖市水利投資發(fā)展有限公司　龍巖市　364000）

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試論新型工藝在水利施工中的應(yīng)用效益

張益民

（福建省龍巖市水利投資發(fā)展有限公司龍巖市364000）

【摘要】隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，水利施工新技術(shù)得到廣泛應(yīng)用和拓展，形成了以新技術(shù)為核心的施工體系，在很大程度上提升了水利施工效益。文章主要從水利施工的新型工藝技術(shù)出發(fā)，對(duì)水利施工的各項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行探究，結(jié)合具體案例淺析各項(xiàng)新技術(shù)的應(yīng)用效益。

【關(guān)鍵詞】水利新型工藝施工技術(shù)應(yīng)用效益

前言

水利施工工藝技術(shù)直接影響著水利施工效益，當(dāng)前我國水利施工過程中整體技術(shù)不高，缺乏針對(duì)性的施工體系，這在很大程度上限制了水利工程的發(fā)展，導(dǎo)致水利施工質(zhì)量大打折扣。如何在新時(shí)期水利施工需求基礎(chǔ)上全面把握水利施工內(nèi)容，將新型工藝技術(shù)應(yīng)用到施工體系中已經(jīng)成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。

1　水利施工的新型工藝技術(shù)

綠色混凝土技術(shù)、堆石混凝土技術(shù)、防水毯防水技術(shù)、振沖技術(shù)等是新時(shí)期水利施工的幾項(xiàng)主要技術(shù)，應(yīng)用到實(shí)際工程中可從根本上提升水利施工的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。

（1）綠色混凝土技術(shù)。

綠色混凝土技術(shù)是以廢棄混凝土結(jié)構(gòu)為中心，對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)重構(gòu)和功能重建的一項(xiàng)技術(shù)。該技術(shù)在應(yīng)用過程中主要采用原廢棄混凝土結(jié)構(gòu)中的碎石、廢料、廢渣等作為主要材料，通過相關(guān)混凝土加工技術(shù)，將其制成混凝土砌塊，然后依照具體的需求進(jìn)行相應(yīng)打磨，對(duì)混凝土砌塊的具體參數(shù)進(jìn)行明確。一般打磨的過程中要把握好其孔洞的大小，對(duì)其孔洞的規(guī)格、尺寸進(jìn)行合理分析。綠色混凝土技術(shù)制混凝土砌塊的過程中可以適當(dāng)選取高分子材料作為輔助材料，在上述基礎(chǔ)上制成火山巖砌塊、中空式砌塊等，通過填充相應(yīng)的砌塊綠色材料，如水劑、種子等，形成營養(yǎng)物質(zhì)和營養(yǎng)空間，形成相應(yīng)的綠色植物體系，從而形成綠色混凝土結(jié)構(gòu)，這是綠色混凝土體系構(gòu)建的基礎(chǔ)。

（2）堆石混凝土技術(shù)。

堆石混凝土技術(shù)是以水化熱控制為核心的混凝土處理技術(shù)，能夠通過堆石及水化熱的控制有效減少混凝土中的水泥量，在保證混凝土質(zhì)量的基礎(chǔ)上節(jié)約原材料，從而全面降低混凝土的經(jīng)濟(jì)成本。該技術(shù)在應(yīng)用過程中利用自密實(shí)混凝土的高速流動(dòng)、低分離性能、自流動(dòng)等特征，將塊石與自密實(shí)混凝土結(jié)合形成堆石體，施工工藝非常簡單。

堆石混凝土技術(shù)主要應(yīng)用在密實(shí)度較高和強(qiáng)度較高的體系中，可以實(shí)現(xiàn)大體積混凝土的施工，減少施工過程中有害氣體的排放，具有水泥用量少、水化溫升小、綜合成本低、施工速度快、良好的體積穩(wěn)定性、層間抗剪能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)今筑壩實(shí)踐中已取得初步成果。

（3）防水毯防水技術(shù)。

防水毯防水技術(shù)主要是利用膨潤土和土工織物實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的保護(hù)，消除水對(duì)水利施工結(jié)構(gòu)的影響，是當(dāng)前我國新型水利施工的重要手段。

膨潤土主要由第三紀(jì)火山灰或流紋巖變質(zhì)形成，其內(nèi)部離子發(fā)生明顯轉(zhuǎn)變引起了晶格的膨脹，在一定程度上改善了土體的品質(zhì)。基于膨潤土的防水毯防水技術(shù)主要是利用膨體土構(gòu)建土工布防水毯，在兩層土工布之間注入膨潤土鋪設(shè)在施工表面進(jìn)行水體防護(hù)。上述防水毯中下層土工布多選取機(jī)織聚丙烯織物，上層土工布多選取非機(jī)織聚丙烯織物，兩者性能的差異有效改善了防水效果，從根本上提升了水利施工保護(hù)和加固質(zhì)量。

（4）振沖技術(shù)。

振沖技術(shù)主要是利用產(chǎn)生水平向振動(dòng)的管狀設(shè)備在高壓水流幫助下，實(shí)現(xiàn)振沖。上述振沖的過程中高壓水流能夠有效提升水利施工中混凝土的密實(shí)度，改善混凝土的粘結(jié)效益，從本質(zhì)上優(yōu)化水利施工質(zhì)量，目前應(yīng)用較多。

常規(guī)振沖技術(shù)施工的流程主要為：測量放樣—→設(shè)備就位—→振沖成孔—→提升清空—→重復(fù)操作—→清洗填充—→成樁驗(yàn)收。要嚴(yán)格依照上述流程實(shí)現(xiàn)水利施工混凝土的振沖控制，保證振沖器在樁位核心，速度為（1～2）m/min。振沖達(dá)到一定深度后方可進(jìn)行后續(xù)施工，否則要重復(fù)進(jìn)行，直至質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。振沖技術(shù)實(shí)現(xiàn)了混凝土防護(hù)和植物生態(tài)防護(hù)的統(tǒng)一，從根本上提升了水利工程混凝土防護(hù)效益，具有非常廣泛的應(yīng)用價(jià)值。

2　新技術(shù)在水利施工中的應(yīng)用效益

（1）綠色混凝土技術(shù)的應(yīng)用分析。

綠色混凝土技術(shù)可以明顯提升水利工程施工效益，改善水利工程施工質(zhì)量，已經(jīng)成為新時(shí)期水利施工的關(guān)鍵。在該技術(shù)應(yīng)用的過程中，混凝土體系中形成了非常大的空隙，為綠色植物提供了良好的成長空間，這種環(huán)境下水利工程施工可以得到根本上的優(yōu)化，形成硬質(zhì)護(hù)坡和草皮護(hù)坡的全面結(jié)合，從本質(zhì)上提升了水利工程的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。綠色混凝土技術(shù)在水利工程中的經(jīng)濟(jì)效益主要表現(xiàn)在：

①實(shí)現(xiàn)了資源的二次利用，提升了混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性。綠色混凝土技術(shù)主要借助原有廢棄的混凝土結(jié)構(gòu)，在該基礎(chǔ)上實(shí)施針對(duì)性的處理，大大降低了傳統(tǒng)水利施工中的混凝土成本。

②技術(shù)處理的過程中運(yùn)用綠色理念，通過生態(tài)防護(hù)提升混凝土的穩(wěn)定性和耐久性，降低了不必要的混凝土結(jié)構(gòu)損失，實(shí)現(xiàn)了混凝土經(jīng)濟(jì)效益的最大化，對(duì)改善現(xiàn)代水利施工具有至關(guān)重要的意義。

綠色混凝土技術(shù)生態(tài)效益主要表現(xiàn)在：形成了以綠色混凝土為核心的混凝土生態(tài)體系，有效改善了混凝土質(zhì)量。綠色植物的覆蓋加固了混凝土結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了坡體的生態(tài)固化，延長了水利工程的壽命，從根本上提升了水利施工的生態(tài)效益。

（2）堆石混凝土技術(shù)的應(yīng)用分析。

堆石混凝土技術(shù)可以應(yīng)用在港口、鐵路、公路、堤壩等相關(guān)水利項(xiàng)目施工的過程中，對(duì)水利施工效益的改善具有非常積極的意義。該技術(shù)施工操作非常簡單，僅需要將自密實(shí)混凝土注入到塊石體系中即可，減少了不必要的水泥資金投入，大大降低了施工成本。與此同時(shí)，堆石混凝土技術(shù)應(yīng)用的過程中還能夠大幅縮短施工周期，在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到相應(yīng)的質(zhì)量效果，從根本上優(yōu)化水利施工的經(jīng)濟(jì)效益。

日本明石海峽大橋修建的過程中就選取堆石混凝土技術(shù)作為主要的橋體混凝土基礎(chǔ)技術(shù)，運(yùn)用堆石混凝土技術(shù)對(duì)吊橋的混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理，有效提升了施工質(zhì)量和施工效益。明石海峽大橋吊橋修建的過程中實(shí)際混凝土使用方量僅為29萬m3，工期僅為2年，比設(shè)計(jì)方量和設(shè)計(jì)周期明顯減少，大大改善了明石海峽大橋工程的效益指標(biāo)。

（3）防水毯防水技術(shù)的應(yīng)用分析。

防水毯防水技術(shù)選取膨潤土作為施工的主要材料，從根本上降低了膨潤土對(duì)環(huán)境的影響。膨潤土是典型的生態(tài)環(huán)保材料，該技術(shù)應(yīng)用的過程中操作非常簡便，可以直接在土體上進(jìn)行鋪設(shè)，不需要找平層安裝，有效提升了水利工程的施工效益。防水毯防水技術(shù)應(yīng)用的過程中對(duì)土層的平整度要求不嚴(yán)格，整體施工條件較為簡單，可以進(jìn)行直接鋪設(shè)。防水毯能夠針對(duì)性地收縮、變形，實(shí)現(xiàn)搭接，從根本上提升防水層的粘結(jié)質(zhì)量，提高水利工程防水水平。與此同時(shí)，防水毯防水技術(shù)具有非常好的自愈修補(bǔ)裂縫功能。常規(guī)水利施工過程中很容易出現(xiàn)由于管線問題、施工環(huán)境問題等引起的裂縫，導(dǎo)致水利工程效益大打折扣。而防水毯防水技術(shù)中的膨潤土密實(shí)度較高，能夠?qū)?xì)小裂縫及時(shí)填充，從根本上改善水利施工質(zhì)量。該土體是天然礦物，在長時(shí)間的環(huán)境作用下不易出現(xiàn)變質(zhì)，其耐性明顯好于其他土體，為水利施工質(zhì)量提供了良好的保障。

（4）振沖技術(shù)的應(yīng)用分析。

振沖技術(shù)在當(dāng)前水利施工中應(yīng)用較為廣泛，如我國飛來峽水利樞紐壩基、紅山水庫等。振沖技術(shù)能大幅改善土體質(zhì)量，降低施工時(shí)可能出現(xiàn)的土體形變幾率。除此之外，該技術(shù)還減少了混凝土處理過程中的人力投入、資金投入等，大大改善水利施工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

飛來峽水利樞紐壩基土體較為松散，施工中回填砂的厚度達(dá)到15 cm左右，長度在300m左右，寬度在160m左右，施工面積較大。常規(guī)施工很容易出現(xiàn)由土體松散導(dǎo)致的壩基裂縫、壩基坍塌等問題，為了防止上述現(xiàn)象，施工人員利用振沖技術(shù)對(duì)該區(qū)域土體進(jìn)行振沖、壓實(shí)處理。選取150 kW液壓振沖器，就地加密處理，從根本上提升了飛來峽土體密實(shí)度，為后續(xù)施工打下了良好的基礎(chǔ)。紅山水庫施工的過程中也具有上述特征，選取75 kW振沖器進(jìn)行加密處理，振沖器孔距設(shè)置為3.0m。加密處理后土體質(zhì)量明顯提升，在很大程度上改善了水利施工壩體的安全質(zhì)量。

3　總　結(jié)

水利施工過程中我們要把握好綠色混凝土技術(shù)、堆石混凝土技術(shù)、防水毯防水技、振沖技術(shù)，掌握上述技術(shù)的特征、施工流程、施工內(nèi)容、施工要點(diǎn)，新技術(shù)與水利施工完全融合，實(shí)現(xiàn)水利施工效益的全面優(yōu)化和改善，從根本上加速我國水利工程發(fā)展進(jìn)程。

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作者簡介：張益民（1972-），男，福建龍巖人，大學(xué)本科，工程師，目前從事水利施工管理工作。

收稿日期：（2016-01-20）