水工建筑施工中常见的技术问题分析

水工建筑施工中常见的技术问题分析

王建平

广东省水利水电建设有限公司广东广州510635

摘要：水工建筑施工环境复杂，易受到多种因素的影响而出现技术问题，因此必须重视施工中技术问题的研究和分析，找出影响因素和技术解决的路径，以保障水工建筑的施工质量安全可靠。

关键词：水工建筑；施工技术；问题

水工建筑是水利工程中用来挡水、泄水、输水、进（取）水、河道整治以及专门用来水力发电、灌溉、过坝需要等功能而兴建的建筑物。与一般的土木工程建筑不同的是，水工建筑施工更易受到地形、地质、水文、气候、季节等因素的影响，施工条件更为复杂，施工规模难度更大，对环境的影响更为显著，对工程安全的要求更高，因而水工建筑施工中容易出现问题。为了确保水工建筑的安全可靠，必须根据水工建筑的施工现状，采用有效的技术措施，严把工程质量关，并有针对性地实施和管理，才能圆满完成施工任务和实现施工目标。

1土石方施工中的技术问题

1.1土石方施工特点

水工建筑的土石方工程量往往比较大，而且包含的工程内容也比较多，如工程爆破、土石方明挖、边坡处理、地基处理、地下洞室开挖、土石坝筑坝、水库河道疏浚吹填等。土石方开挖的主要特点有规模大、强度高、范围广、可变因素多、贯穿整个过程、与自然条件联系紧密等，所以施工实践性、复杂性、多样性、风险性、不连续性兼备。

1.2土石方施工中常见的技术问题

土石方施工要根据地质结构、水文类别、工程性质等情况合理配套选型施工机械，例如水下开挖可采用各种类型挖泥船、斗轮式挖掘机等。采用不同类型的挖泥船操作方法有明显的差别，如抓斗式挖泥船应顺着水流方向开挖，但绞吸式挖泥船则应根据水流流速来选择作业方向，即流速小于0.5m/s宜顺流作业，流速大于或等于0.5m/s逆流操作较合适[1]。再如基坑开挖涉及到开挖深度、放坡及支护要求、开挖顺序、开挖机械选择、降排水等问题，边坡稳定是开挖过程中最重要的问题，为此要重视开挖顺序“从上至下”、支护顺序“先撑后挖”、开挖深度“分层开挖”的原则，必须确保边坡稳定才能开挖。降排水既是为了边坡稳定，也是避免水土流失的措施。基坑开挖后及时验槽，及时开展后续施工，基坑暴露时间越短越好，因为长时间暴露会破坏原有土质结构，导致地基承载力下降。基坑开挖前必须先准备好支护措施，基坑支护类型很多，例如搅拌水泥土墙、板桩支护、土钉墙支护、喷锚网支护、灌注桩支护等，应结合地质、基坑深度、周边环境等情况进行选择。每一种支护类型的适用条件不同，如搅拌水泥土墙适合软弱土层的加固，并要求场地开阔；而板桩支护对场地宽度要求较低。

土坝和土堤的填筑则对基础清理、土料性质、碾压质量有严格的要求。土方回填前，应对坝（堤）身、戗台、铺盖等基面进行清理，清理范围应超出设计边线0.3～0.5m以上。清理后应对基面进行平整和压实，然后再铺首层土。上坝土料必须经过土工试验、现场碾压试验来确定相关指标。碾压土料的干密度指标应能达到密实度92%以上，土料含水率与最佳含水率之间的偏差不应超过2%。在碾压作业时，应分层填土和碾压，每层铺土厚度应在20～25cm之间，最大土块粒径不应超过8cm。在填筑施工期间还应观测坝（堤）身沉降以及外坡地基的位移情况。

2混凝土施工中的技术问题

2.1水工混凝土施工特点

水工混凝土与其他土建工程混凝土的显著差别是工程量往往比较大，工期较长，施工受季节、气温、汛期洪水的影响很大，同时混凝土中预埋件、孔洞多，钢筋、模板用量大，温控措施和工序质量要求严格，所以水工混凝土施工技术和工艺更为特别。

2.2水工混凝土施工中常见的技术问题

水工混凝土施工中的技术问题可能不少，但从结果来看，裂缝渗漏、蜂窝麻面、气泡过多、色泽不一等是常见的技术问题。裂缝是水工混凝土最常见的病害缺陷，轻则影响外观，重则引起渗漏和钢筋腐蚀，其原因是混凝土失水收缩或温差因素引起的胀缩不均匀所致[2]。裂缝引起混凝土结构渗漏，损失水资源，同时渗漏引起的病害也会缩短结构寿命。引起蜂窝麻面的原因主要是模板不严实有孔眼，在混凝土振捣时水泥浆漏失而产生空隙或者泛砂现象所致；也可能材料配合比不当，如砂率过低，粗骨料太多；或者浇筑高度太高又没加串筒、溜槽，使混凝土入仓产生离析；或者振捣操作不合适，振捣不到位或漏振等。气泡过多的主要原因是油性隔离剂操作不当，如配制过稠、涂抹太厚，振捣时隔离剂混入混凝土中使包裹的气体难以充分溢出，留存于混凝土与模板之间就形成了大量气泡。色泽不一的主要原因是混凝土表面局部砂浆薄层强度低，隔离剂涂抹又不均匀，脱模时部分粘附在模板上，造成混凝土表面平滑程度不一，光线不均匀折射就引起色泽斑驳的效果。上述问题是混凝土施工中的通病，从技术上来说也并不复杂，关键是要制定切实可行的方案，例如针对裂缝问题采取合理的温控措施，基于蜂窝麻面提高模板拼装精度、拼缝设计为企口形式、严格控制混凝土施工配合比等。从工艺管理的角度应加强工序质量控制和病害风险控制，加强前期策划和施工中质量管控等。

3水工建筑中的渗透问题

3.1渗透问题的危害

渗透问题是水工建筑中极为普遍的问题，我国8.5万座水库中存在严重渗透问题的比例接近40%[3]。渗透所带来的渗透压力对水工建筑的稳定性和强度造成不良影响，在汛期洪水来临时甚至有决堤的风险。修复渗透往往要付出很高的成本代价，所以施工中渗透的控制是非常重要的事情。

3.2渗透原因分析

土坝（堤）渗透原因主要是坝体、坝基不均匀沉陷产生的裂缝或填筑碾压不密实造成的。例如勘察不细，坝基中存在软弱夹层，填筑时清基不彻底，碾压土质不符合要求，碾压操作不合理，初次蓄水时水位上升太快等。混凝土结构出现渗透主要是有裂缝。在混凝土裂缝中危害最严重的贯穿裂缝会引起较明显的渗漏，混凝土结构缝止水材料破坏也是渗漏的一个重要原因。

3.3渗透的防治技术

土坝防止渗透应从施工前做好勘察工作，对坝基软弱层进行处理，挖除或实施防渗措施，如采用深层搅拌法处理；湿陷性黄土坝基应预先浸水沉陷；根据土壤特性和碾压条件试验适宜的碾压作业标准；处理岸坡及与坝体接触的刚性建筑等；施工时严格控制工艺技术条件，严把质量关，并妥善处理接缝以及新老填筑面；首次蓄水时应该控制库水位的上升速度；运行期间加强监测等。混凝土施工中需注意的问题前面已经涉及，这里不再赘述，另外还应加强接缝质量的控制。对于已经出现的裂缝渗漏，目前主要采用灌浆的方法处理。如土坝坝体采用劈裂灌浆处理，坝基渗漏采用高喷灌浆处理等，根据裂缝情况也可采用开挖回填、做防渗墙等措施。混凝土结构的防渗一般也采用防渗墙或灌浆进行处理，如采用灌浆进行处理，应先对裂缝和灌浆孔进行清洗，然后再采用孔内循环方法分段进行灌浆；灌浆时严格控制水灰比和压力，顺序应由上至下。

4结语

水工建筑施工中的技术问题很多，难以尽述。本文只是撷取最常见的一些问题进行了分析，因为许多问题的原因和处理方式都有共通之处，若能根据典型案例举一反三而融会贯通，则许多施工中的技术问题都会迎刃而解。关键是要制定科学合理的施工方案，然后严格执行。

参考文献：

[1]邹伦诗.实例研究水工建筑施工中常见的技术问题[J].河南水利与南水北调，2014（2）：11-12.

[2]海日姑·阿布都热西提.基于水工建筑施工病害的防治处理[J].黑龙江水利科技，2013，41（3）：237-238.

[3]张经伟.浅谈水工建筑的防渗透技术[J].内蒙古水利，2015（4）：147-148.