浅谈工程大坝施工新技术

　　摘要：随着经济的不断发展，科学家对工程大坝中的一些方法、技术进行了革新和优化，不仅达到设计施工中的工程要求，还节省了资金，有效提高了工作效率。
　　关键词：大坝施工，新方法，新技术
　　随着世界经济的快速发展，能源问题日益突出，随着不可再生能源的不断消耗，科学家正在不断寻找新的能源，水能就是其中的一种，且为可再生的二次能源，发展前景巨大。大坝就是将水能转化为电能的构筑物，大坝建造过程十分复杂，需要多方面的技术。
　　1大坝施工的新技术
　　1.1混凝土原材料及配合比优化
　　混凝土原材料采用具有微膨胀性能的中热525#硅酸盐水泥;选用品质优良的高效减水剂;在混凝土中将Ⅰ级粉煤灰作为功能材料掺用;采用缩小水胶比加大粉煤灰掺量的技术路线;限制原材料的碱含量和混凝土总碱量,满足了三峡混凝土耐久性的特殊要求。混凝土配合比先进。用花岗岩人工骨料的大坝四级配混凝土在塔带机为主的运输浇筑方式情况下,其用水量仅为90kg/m3左右,并能满足高性能大坝混凝土的要求。
　　1.1.1变态混凝土的运用
　　变态混凝土是我国创造的碾压混凝土细部结构施工新技术，并于1989年在岩滩碾压混凝土围堰施工中首次应用。变态混凝土的机理是：在碾压混凝土摊铺表面上喷洒水泥浆，使该处的碾压混凝土变成具有坍落度的常态混凝土，用插入式振捣器振捣，使之密实，主要用于贴近模板等不便于碾压的部位。在江垭大坝施工中，设计允许变态混凝土的应用范围是“模板、电梯井、埋设件等周边混凝土”。
　　用变态混凝土取代常态混凝土的好处：(1)拌和楼不必变换混凝土品种，可提高拌和楼的生产率；(2)不必另外安排运输工具，可提高运输生产率；(3)用变态混凝土代替常态混凝土，能做到全面同步上升，脱模后可获得混凝土表面光洁的效果，保证了施工质量，简化了施工工艺，减免了施工干扰，加快了碾压混凝土施工速度。1998年江垭大坝的外国咨询专家Forbes先生将变态混凝土技术引进到澳大利亚的Cadiangullong大坝上，这是国外首次应用我国创造的变态混凝土技术。
　　1.1.2沥青混凝土的应用
　　沥青混凝土具有良好的抗渗性能和优异的变形能力，在水利水电工程中越来越多的用于土石坝、渠道、运河、蓄能电站上下水库等的防渗体，有着良好的应用前景。因此，沥青混凝土防渗技术应用于大型水工建筑物，是近20年发展起来的新技术，碾压式沥青混凝土心墙高土石坝的设计和施工经验在国内尚比较缺乏，但在三峡大坝的建造当中运用了此技术，
　　1.2土石方施工新技术
　　1.2.1基坑开挖快速施工
　　在减少基坑排水影响、优化保护层开挖、尽量多布置工作面和提高各个工作面的施工强度等原则下，采用了快速施工方法：①结合基坑一次性排水，采用泥浆泵抽吸葛洲坝工程蓄水后淤积的粉细砂，减少陆上开挖工程量；②利用一期纵向土石围堰作临时挡水埂，减少基坑积水水位的影响，在基坑抽水前和抽水过程中进行18-23号泄洪坝段基础开挖；③合理布置施工道路，形成多台阶、多工作面同时进行开挖作业，提高土石方开挖强度；④合理使用钻爆设备，获得较好的爆破效果，提高挖掘设备的效率；⑤采用水平预裂的施工方法加快保护层开挖施工进度；⑥采用机械为主、人工为辅的施工方法进行清基交面，提高清基交面的速度。
　　1.2.2大规模水平预裂技术
　　三峡工程二期基坑开挖具有钻爆规模大，开挖强度高，地质条件复杂，建基面开挖质量要求高的特点，采用传统的保护层分层爆破开挖法已不能满足建基面基础开挖工期和质量要求。因此，三峡二期主体工程建基面保护层开挖大规模采用了水平预裂爆破辅以垂直浅孔梯段爆破法。
　　1.3全过程综合温控技术
　　在广泛分析国内外工程已采取单项或多项温控措施现状的基础上,实施全过程、全方位、高标准、大容量的综合温控技术，以确保混凝土施工质量。尤其是高温季节塔带机快速高强度浇筑坝体约束区混凝土，在国内外为首次,没有可借鉴的施工经验及有关计算分析方法确定混凝土运输过程中温度回升率。对此,建立新的计算模型采用差分法求解，解决了混凝土温度回升计算的难题。三峡工程各建筑物孔洞多，结构复杂，混凝土温控防裂难度大，更增加了研究的难度。坝区气温骤降频繁，混凝土表面防裂难度大。所采用的大柱状块温差标准及综合温控防裂措施的规模和难度,均超过国内外其它己建和在建工程的水平。
　　1.4金属结构安装新技术
　　1.4.1压力钢管全位置自动焊接技术
　　在吸取了国外同类焊机成功经验的基础上，针对水电站压力钢管现场施工特点，葛洲坝集团自行研制了全位置自动焊机，成功开发了焊枪摆幅自适应坡口宽度和自动跟踪等重要功能。焊机整体设计合理、工作稳定可靠、结构紧凑轻便。例如在三峡二期工程11-14号压力钢管纵缝焊接施工中成功应用了全位置自动化焊接技术。该工艺焊缝外观成型整齐美观，无损检测一次合格率达到99%以上，焊接质量明显优于传统的手工电弧焊。
　　1.4.2永久船闸人字门安装技术
　　人字门安装在底枢、枕座埋件安装及二期混凝土浇筑后进行，葛洲坝集团在施工过程中成功解决了背拉杆张拉、支垫块安装、门叶径向跳动调节、气温对安装影响等技术难题。这一安装实践，为我国人字闸门设计及安装提供了丰富的参考资料和宝贵经验。
　　1.5模板技术
　　快速立模是混凝土快速施工得以实现的关键所在，大坝混凝土施工根据不同部位的特点选取了相应的模板，如三峡工程大坝混凝土浇筑主要采用多卡模板。多卡模板是一种三角形背支撑结构的大型悬臂模板，具有零配件标准化，组装、运输方便快捷，配合仓面吊使用立模、拆模快速等优点。在三峡大坝坝体上下游面、坝体内部纵横缝及大部分泄水孔表面主要采用多卡模板，同时还把多卡模板支撑系统与三夹装饰板、木胶合板、竹胶面板、保丽板及芬兰板结合应用于进水口曲面、泄水孔表面和拦污栅表面等特殊部位；在竖井、孔洞等部位使用自主设计制造的整体提升模板、异型大模板、定型模板等；在过流面混凝土浇筑中使用自主研制的专利产品“混凝土桥式振动抹平机”。先进的模板技术不仅提高了工效、降低了工人劳动强度、改善了作业环境,而且保证了混凝土浇筑的外观质量；另外，在孔洞部位使用了自行设计制造的异型大模板、定型模板；在过流面混凝土浇筑中，使用自行研发制造的专利产品“桥式混凝土振动抹平机”。先进的模板技术不但提高了工效、降低了工人劳动强度、改善了作业环境，还使混凝土浇筑的外观质量有了保障。
　　1.6大坝施工的截流
　　国内外水利水电工程河道截流方法可归纳为两类，戗堤法截流、无戗堤法截流。河道截流应用最多的是戗堤截流，戗堤法可归纳为立堵和平堵两种截流方式。进入20世纪70年代以来，随着大型土石方施工机械的发展，大流量河道截流方法扩展很快，双戗堤截流、宽戗堤截流、三戗堤截流等截流方法的成功使用，使截流流量突破10000.0m3/s，落差超过8.0m。
　　1.6.1大河大江截流技术
　　大河大江截流是水利工程施工中的关键项目，有一定风险，需周密计划、充分准备，要有足够的抛投强度和现场统一指挥。中国至今为止截流规模最大的是长江葛洲坝水利枢纽于1981年1月进行的大江截流，截流流量4800m3／s，最大落差3.23m，最大流速7m／s，日最大抛投强度7.2万m3，截流历时36小时23分。
　　通过对截流施工程序的优化，提出了满足设计通航要求的最佳施工方案，保证了大江截流期间长江航运的正常畅通。三峡工程大江截流成功，表明我国深水截流技术已达到国际先进水平，其中深动水中平抛垫底，堤头坍塌机理研究，以及截流过程中确保航运通畅等主要试验研究成果已达到国际领先水平。大江截流施工在许多方面反映了当今世界上截流施工的最高水平，为以后水利水电站大坝截流提供宝贵的经验和技术。
　　国内外水利水电大流量截流参数表
　　
　　2结语
　　水力工程大坝的建设不仅耗资巨大，而且可能会破坏当地的生态环境，因此在大坝施工当中，运用一些新技术，新的工艺，不仅能节省施工本身的造价，而且通过实验、施工积累经验，并提高施工过程的工作效率；可能避免生态环境的破坏，其意义非常重大。
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