郭 宏
(中牟縣引黃灌區(qū)管理中心,河南 鄭州 451450)
隨著改革開放的不斷深入,我國水利工程建設(shè)取得了很大的成就,在長期的水利工程施工過程當中積累了豐富的經(jīng)驗,極大的促進了我國水利工程施工技術(shù)的發(fā)展,而這些水利工程施工技術(shù)又在很大程度上指導(dǎo)了水利工程施工的順利開展,促進了我國的水利工程建設(shè)事業(yè)。
在河流上施工,為了順利,必須控制水流。水利工程承擔擋水、蓄水和泄水等任務(wù),因而對水工建筑物的穩(wěn)定、承壓、防滲、抗沖、耐磨、抗腐蝕等性能都有特殊要求,需按照水利施工的技術(shù)規(guī)范,需采取專門的施工方法和措施,確保工程質(zhì)量。
水利工程施工大多在露天進行,春夏秋冬、降雨降雪、為避免氣候干擾影響施工進度和質(zhì)量,應(yīng)采取相應(yīng)保證措施。
水利工程建設(shè),一次性投資高,要求使用壽命時間長,關(guān)系擋水建筑物下游千百萬人蓄財產(chǎn)的安全,劣質(zhì)工程會對國民經(jīng)濟帶來不可彌補的損失,因此“百年大計質(zhì)量第一”絕不是一句口號。
如防洪、發(fā)電、航運、灌溉,工業(yè)與城市用水等,要統(tǒng)一考慮,妥善安排,這就增加了施工的復(fù)雜性。
水利工程往往建在山谷地區(qū),交通不便,施工前常需要建設(shè)施工現(xiàn)場內(nèi)外的交通道路、為施工服務(wù)的輔助企業(yè)施工過程使用的辦公和生活用房。這些工程以外的設(shè)施工作量往往較大,必須充分重視,使之既滿足施工要求,又要努力減少工程投資。水利工程對地基的要求比較嚴格,工程又常處于地質(zhì)條件比較復(fù)雜的地區(qū)和部位,處理不當留下隱患,難于補救,需采取專門的地基處理措施。水利工程多在河道、湖泊及其他水域施工,需根據(jù)水流的自然條件及工程建設(shè)的要求進行施工導(dǎo)流、截流或水下作業(yè)。
樞紐中單項建筑物多,布置較集中,工程量大,工種多,施工常受地形條件限制,易發(fā)生干擾。因此現(xiàn)場施工的組織管理十分重要。要求施工中要運用系統(tǒng)工程學(xué)的原理因時因地選擇最優(yōu)的施工方案。
水利工程施工往往需要爆破作業(yè),地下作業(yè),水上水下作業(yè),高空作業(yè),此類施工常常要平行或交叉進行,會對施工安全帶來一定威脅,必須采取可靠的防范措施。
施工準備工程:包括施工交通、水工供水、施工供電、施工通信、施工供風及施工臨時設(shè)施等。
施工導(dǎo)流工程:包括導(dǎo)流、截流、圍堰及度汛、臨時孔洞封堵與初期蓄水等。
地基處理:包括樁工、防滲墻、灌漿、沉井、沉箱以及噴錨等。
土石方施工:包括土石方開挖、土石方運輸、土石方填筑等。
混凝土施工:包括混凝土原材料制備、儲存,混凝土制備、運輸、澆筑、養(yǎng)護,模板制作、安裝,鋼筋加工、安裝,埋設(shè)件加工、安裝等。
金屬結(jié)構(gòu)安裝:包括閘門安裝、起閉機安裝、鋼管安裝等。
水電站機電設(shè)備安裝:包括水輪機安裝、水輪發(fā)電機安裝、變壓器安裝、斷路器安裝以及水電站輔助設(shè)備安裝等。
施工機械:包括挖掘機械、鏟土運輸機械、鑿巖機械、土石方壓實機械、混凝土施工機械、起重輸運系統(tǒng)等。
施工組織與管理:包括施工組織、監(jiān)督、協(xié)調(diào)、指揮和控制。
全面實施項目法人制、招標承包制、建設(shè)監(jiān)理制。
根據(jù)工程建設(shè)的需要和可能,施工中要力求優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗的施工原則,任何片面強調(diào)某個方面而忽視其他方面的做法都是錯的。
施工必須是在做好勘測、規(guī)劃、設(shè)計等前期工作,按照已批準的施工組織設(shè)計與設(shè)計圖紙,在做好施工準備的基礎(chǔ)上進行。堅決反對邊勘測邊設(shè)計邊施工的三邊做法。
一項水利工程施工就是一個系統(tǒng),在這個系統(tǒng)中,有主體過程施工和附屬、配套工程施工;有建筑工程和安裝工程施工;有前方現(xiàn)場施工和后方輔助生產(chǎn)及后勤供應(yīng);有勘測設(shè)計科學(xué)研究和施工的配合;有各個工種之間的協(xié)調(diào)工作等。所有這些問題構(gòu)成了一個有機的整體,圍繞一個共同的目標進行活動,要是這些活動在時間上相互協(xié)調(diào),在空間上互不干擾,密切配合,就應(yīng)按系統(tǒng)工程原理組織過程施工,使各項活動總體上達到最佳化。
應(yīng)按經(jīng)濟規(guī)律辦事,建立健全各種管理制度,明確崗位責任,實行獎罰分明,以充分調(diào)動各方面的積極因素。如做好人力物力的綜合平衡,實現(xiàn)均衡、連續(xù)、有節(jié)奏地施工。
施工中的各項活動必須根據(jù)當時當?shù)氐膶嶋H情況制定具體措施,任何脫離具體條件的做法,都是違反施工的科學(xué)規(guī)律的,都可能導(dǎo)致工程失敗,甚至會引起嚴重后果。
水利工程施工具有悠久的歷史和成就。公元前250多年修建的都江堰,不僅在規(guī)劃設(shè)計取得成就,在施工技術(shù)方面也有創(chuàng)造,如魚嘴與飛沙堰的卵石砌護,該施工方法沿用至今,還有黃河大堤、錢塘江海塘等。這些水利工程都是通過人力施工的。
由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,新型建筑材料的出現(xiàn),大型專用施工機械的研制與改進水利工程到現(xiàn)代成果累累?,F(xiàn)代的水利施工由傳統(tǒng)的人力施工轉(zhuǎn)向機械化施工。工業(yè)發(fā)達的國家是從20世紀30年代,而我國從50年代。
各種大流量條件下導(dǎo)流建筑物(圍堰、明渠、導(dǎo)流洞、底孔等)的修建、拆除與封堵。當今世界上最大規(guī)模的中國三峽水利樞紐導(dǎo)流明渠(長3410m,寬350m)導(dǎo)流設(shè)計流量83700m3/s,二灘水電站最大過流段面17.5m×23m的導(dǎo)流洞。
開挖強度大幅提高,各種復(fù)雜的、高陡邊坡治理問題。復(fù)雜地質(zhì)條件下的大型地下廠房開挖與襯砌支護。這些問題的解決,除高施工機械化程度和水平外,還采用了許多新技術(shù):如在爆破方面,經(jīng)常采用預(yù)裂爆破,光面爆破等;在巖石支護方面,廣泛采用錨洞、錨桿、錨樁、預(yù)應(yīng)力錨固等。
中國高壓水泥灌漿技術(shù)的成功運用,為高壩水庫防滲、高壓輸水道圍巖的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和滲流穩(wěn)定提供了保證各類防滲墻技術(shù)發(fā)展也很快。世界上最深的防滲墻已達131m。小浪底施工中的混凝土防滲墻深度達82m。另外沉井、抗滑樁和振沖加固技術(shù)的運用也用于一些特殊要求的地基處理。人工砂石料系統(tǒng)逐步取代天然砂石料系統(tǒng),并不斷發(fā)展。規(guī)模最大人工砂石料系統(tǒng)混凝土綜合機械化施工水平不斷提高?;炷聊雺褐渭夹g(shù)不斷發(fā)展,80年代開始,大渡河上的銅街子用在圍堰上;86年坑口大壩運用取得成功,逐步得以運用。至2001年我國開工的龍灘碾壓混凝土壩初期達192m高,后期建成壩高已達216.5m。
施工工期縮短,質(zhì)量逐步提高,二灘水電站(拱壩高240m,大型地下廠房裝機3300MW,地形險峻,地質(zhì)復(fù)雜,施工難度大):1991年11月主體工程開工,1998年8月~11月第一批2臺機組相繼并網(wǎng)發(fā)電,工程質(zhì)量優(yōu)良。
水電是我國的優(yōu)勢資源,提高水利水電施工技術(shù)發(fā)展是能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展與結(jié)構(gòu)調(diào)整的要求,是國土資源利用與區(qū)域經(jīng)濟振興的要求,是國家環(huán)境保護與可持續(xù)發(fā)展的要求。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,水利工程建設(shè)中的新設(shè)備、新的施工方法、新工藝、新材料等不斷出現(xiàn)和更新,施工經(jīng)驗的日益積累,施工管理體制的進一步改革,為水利工程施工展示了廣闊的前景。