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摘要：我国大规模的水利工程建设发展迅猛，随着工程施工新技术、新工艺、新装备广泛应用，多项施工关键技术获得突破，以新的地基与基础工程施工技术和高碾压混凝土坝施工技术为代表的我国水利工程施工技术，已跻身国际先进水平。
关键词：水利工程 施工技术 地基与基础工程 高碾压混凝土坝
中图分类号：TV 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）26-437-01
在我国大规模的水利工程建设中，水利工程施工的新技术、新工艺、新装备被广泛应用，取得了长足发展。多项施工关键技术获得突破，使我国的大型工程施工速度和规模飞速发展，跻身于国际领先水平。
一、地基与基础工程技术新进展
我国水利建设发展迅速，建设项目的数量骤增。工程规模大型化，项目功能有所扩展，这就对工程地基的要求进一步提高。由于生产生活的需求，有的新建工程需要建在地质条件复杂、软弱的地基上。这对地基与基础工程技术提出了新的要求。
1、岩石地基处理
（1）GIN（灌浆强度值）灌浆法的要点 我国岩基防渗帷幕灌浆主要采用孔口封闭法，现已成功地在许多大中型水利水电工程中建造了高标准的防渗帷幕。随着二滩、小浪底工程的建设，国外常用的一些高效率的施工方法，如GIN灌浆法、自下而上纯压式灌浆法等，经过多项工程的试验、研究和应用，取得了很好的效果。
GIN（灌浆强度值）灌浆法的基本概念是，对任意孔段灌浆，都是一定能量的消耗，这个能量消耗的数值，近拟等于该孔段最终罐浆压力P和灌人浆液体积V的乘积，就叫作灌浆强度值，即GIN。
GIN灌浆法的要点有：①灌浆过程中仅用一种固定配比的稳定浆液；②用GIN曲线控制灌浆压力，在需要的地方尽量使用较高的压力在有害和无益的地方避免使用高压力；③用电子计算机监测和控制灌浆过程，实时地控制灌浆压力和注入率，判断灌浆结束条件。
（2）工程中的主要灌浆材料 当前工程中的主要灌浆材料有三种：第一种，稳定浆液。稳定浆液是指掺有稳定剂、2个小时析水率不大于5%的水泥浆液。第二种，改性细水泥。改性水泥以42.5级普遍硅酸盐水泥为基料，加入灌浆剂（有膨胀和减水作用）干磨而成。第三种，湿磨水泥。湿磨水泥是通过湿式磨细机将水泥浆液磨细而成。湿磨水泥浆在施工现场使用普遍水泥浆现磨现灌，不存在细水泥的运输和保存问题，加工比较方便。价格也比较低廉。
（3）化学灌浆一方面作为水泥灌浆的补充，一方面越来越独立地成为一种地基处理技术。水泥灌浆和化学灌浆相结合的复合灌浆在工程中获得应用并有所发展。复合灌浆改善了岩体的力学和抗渗性能，弥补了水泥灌浆的不足。
2、覆盖层的处理 混凝土防渗墙是覆盖层地基防渗的主要措施。我国混凝土防渗墙技术也有突破性进展，主要表现在：
（1）在三峡二期工程中，采用液压铣槽机、抓斗等高效机械和先进工艺，完成了国内综合难度最大的上游围堰防渗墙。这标志着我国的混凝土防渗墙施工技术已摆脱依靠老式冲出钻的时代，迈入了液压机械的时代，并达到国际领先水平。
（2）小浪底主坝混凝上防渗墙深达81.9m，混凝土强度35MPa，防渗面积近30万m3。这是国内首个工程实例，代表了我国防渗墙施工的最新水平。
（3）塑性混凝土进一步推广应用，墙段接头技术有新的突破。防渗墙墙段连接是防渗墙施工的一个难点，以前一直以钻凿法为主，这种方法工效低、消耗大。最近我国研制出一种新型拨管机，最大拨管深度达到79m，创造于世界防渗墙施工的最深纪录。
3、覆盖屋灌浆和振冲加固 覆盖层灌浆在国内通常采用循环钻灌注，国外较多采用预埋花管法。近年来国内两种方法都有应用和发展
振冲技术已广泛应用于软土地基加固中。随着技术的发展。振冲器的性能也在不断改进。近几年多数工程采用了大功率振冲器，振冲工艺在不断改进，填料方法由原来的间断填料法或连续填料发展为强迫填料注。强迫填料法解决了软黏土缩孔、砂土塌孔、填料困难的问题，填料强度大，成桩质量好。
二、高碾压混凝土坝技术的应用
碾压混凝土坝、面板坝、拱坝和沥青混凝土防渗坝是国外发展比较快的大坝类型，我国在碾压混凝土坝、面板坝和拱坝的关键技术研究和高坝建设等方面已居世界先进水平，取得了重要进展。
1、高碾压混凝土坝在我国的发展状况 碾压混筑坝技术是世界筑坝史的一次重大突破。虽然只有20多年的历史，但碾压混凝土坝的发展极其迅猛。我国碾压混凝土筑坝技术已达到世界先进水平，在有些领域已达世界领先水平。已掌握在高温、高寒、潮湿多雨和干燥少雨等任何地域修建碾压混凝土坝的技术。而且不仅能设计施工常规碾压混凝土坝，还在碾压混凝土拱坝的设计施工方面有重大突破。
在原材料方面，碾压混凝土材料性能和耐久性研究，揭示了碾压混凝土溶蚀机理，通过对碾压混凝土临界水力梯度及渗透溶蚀耐久性的分析论证，为直接采用碾压混凝土作为坝体防渗体、减少防渗层厚度、降低内部碾压混凝土水泥用量和大量采用粉煤灰提供了理论依据，并被应用于工程实践。研制的碾压混凝土配合比数据库和配合比计算机辅助设计方法，简化了碾压混凝土配合比设计。活性掺和料研究，解决了高掺粉煤灰的问题。一般掺量为胶凝材料的55%-65%，减少水泥用量，简化温控，在缺少粉煤灰的地区可采用磨細后的磷矿渣和凝灰岩作掺和料。外掺石粉研究，解决了不同砂质外掺石粉用量对混湿土抗压、抗接强度的影响。
2、高碾压混凝土坝的坝体结构类型 在高碾压混重力拱坝应力和承载能力计算分析方面，我国普遍采用非线性有限元法，同时根据现代混凝土和岩石弹塑性力学、非线性断裂力学的最新研究，采用非线性弹性理论、弹扭性增量理论和非线性断裂理论，研究高碾压混凝 土重力坝的应力状态和承载能力。高碾压混凝土拱坝采用的整体三维有限元分析方法，能较好地模拟复杂的地基条件，合理地考虑拱坝整体刚度与地基的相互作用。采用仿真设计高碾压混凝土拱坝又是一例创新，它考虑了主要荷载的连续增加过程，应力性质的改变，参数有正确性等。渗流分析和防渗结构研究，提出了非均质成层材料单元、缝面薄层单元及无厚度二维缝面单元模型，解决了碾压混凝土成层结构体渗流数值分析的数学模型。
在碾压混凝土拱坝新结构研究方面，具有世界领先水平。为解决大仓面内外温差、运行期温降带来的整体拱坝温度初应问题，在湿压混凝土拱坝上游坝肩拉力区设置人工应力释放缝、在拱冠下游拉力区设置人工径向短缝以释放水压及温度拉应力，并在缝端组合应力断裂区设置止裂结构以防裂缝延伸；在拱坝表面层前期冷却区设置膨胀混凝土塞及灌浆系统，利用膨胀混凝土塞良好的拱向传力作用，在坝体温度末完全下降前形成“铰接拱”提前蓄水，边蓄水边降温而下游面不产生较大的拉应力，待拱坝长时间降温后再进行中缝灌浆。在水压作用下拱坝中缝上游部分断面混凝土塞和全断面混凝土在上下游坝面引起的应力接近，仅混凝土塞局部压力略加大，但亦不难控制在双轴压力场强度范围内。
变态混凝土 （又称改性混凝土）是我国在碾压混凝土筑坝实践中创造的。它是在靠近坝肩、上下游模板和廊道周边等地段不用常态混凝土浇筑，而是用碾压棍凝土铺摊后，再注入一定数量的水泥粉煤灰胶浆，用插入式振捣棒振实，采用这种方法可将碾压混凝土改性，形成平整光滑的外表面和良好的内部接合面，并简化施工。
三、结语
经济的发展、人民生活质量的提高，对水利工程的需求量也在加大。而众多大规模水利工程的建设，促使我们不断的发展和创造出新的施工技术与工艺，以建设出适应新环境条件下的现代化大型水利工程。
关键词：水利工程 施工技术 地基与基础工程 高碾压混凝土坝
中图分类号：TV 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）26-437-01
在我国大规模的水利工程建设中，水利工程施工的新技术、新工艺、新装备被广泛应用，取得了长足发展。多项施工关键技术获得突破，使我国的大型工程施工速度和规模飞速发展，跻身于国际领先水平。
一、地基与基础工程技术新进展
我国水利建设发展迅速，建设项目的数量骤增。工程规模大型化，项目功能有所扩展，这就对工程地基的要求进一步提高。由于生产生活的需求，有的新建工程需要建在地质条件复杂、软弱的地基上。这对地基与基础工程技术提出了新的要求。
1、岩石地基处理
（1）GIN（灌浆强度值）灌浆法的要点 我国岩基防渗帷幕灌浆主要采用孔口封闭法，现已成功地在许多大中型水利水电工程中建造了高标准的防渗帷幕。随着二滩、小浪底工程的建设，国外常用的一些高效率的施工方法，如GIN灌浆法、自下而上纯压式灌浆法等，经过多项工程的试验、研究和应用，取得了很好的效果。
GIN（灌浆强度值）灌浆法的基本概念是，对任意孔段灌浆，都是一定能量的消耗，这个能量消耗的数值，近拟等于该孔段最终罐浆压力P和灌人浆液体积V的乘积，就叫作灌浆强度值，即GIN。
GIN灌浆法的要点有：①灌浆过程中仅用一种固定配比的稳定浆液；②用GIN曲线控制灌浆压力，在需要的地方尽量使用较高的压力在有害和无益的地方避免使用高压力；③用电子计算机监测和控制灌浆过程，实时地控制灌浆压力和注入率，判断灌浆结束条件。
（2）工程中的主要灌浆材料 当前工程中的主要灌浆材料有三种：第一种，稳定浆液。稳定浆液是指掺有稳定剂、2个小时析水率不大于5%的水泥浆液。第二种，改性细水泥。改性水泥以42.5级普遍硅酸盐水泥为基料，加入灌浆剂（有膨胀和减水作用）干磨而成。第三种，湿磨水泥。湿磨水泥是通过湿式磨细机将水泥浆液磨细而成。湿磨水泥浆在施工现场使用普遍水泥浆现磨现灌，不存在细水泥的运输和保存问题，加工比较方便。价格也比较低廉。
（3）化学灌浆一方面作为水泥灌浆的补充，一方面越来越独立地成为一种地基处理技术。水泥灌浆和化学灌浆相结合的复合灌浆在工程中获得应用并有所发展。复合灌浆改善了岩体的力学和抗渗性能，弥补了水泥灌浆的不足。
2、覆盖层的处理 混凝土防渗墙是覆盖层地基防渗的主要措施。我国混凝土防渗墙技术也有突破性进展，主要表现在：
（1）在三峡二期工程中，采用液压铣槽机、抓斗等高效机械和先进工艺，完成了国内综合难度最大的上游围堰防渗墙。这标志着我国的混凝土防渗墙施工技术已摆脱依靠老式冲出钻的时代，迈入了液压机械的时代，并达到国际领先水平。
（2）小浪底主坝混凝上防渗墙深达81.9m，混凝土强度35MPa，防渗面积近30万m3。这是国内首个工程实例，代表了我国防渗墙施工的最新水平。
（3）塑性混凝土进一步推广应用，墙段接头技术有新的突破。防渗墙墙段连接是防渗墙施工的一个难点，以前一直以钻凿法为主，这种方法工效低、消耗大。最近我国研制出一种新型拨管机，最大拨管深度达到79m，创造于世界防渗墙施工的最深纪录。
3、覆盖屋灌浆和振冲加固 覆盖层灌浆在国内通常采用循环钻灌注，国外较多采用预埋花管法。近年来国内两种方法都有应用和发展
振冲技术已广泛应用于软土地基加固中。随着技术的发展。振冲器的性能也在不断改进。近几年多数工程采用了大功率振冲器，振冲工艺在不断改进，填料方法由原来的间断填料法或连续填料发展为强迫填料注。强迫填料法解决了软黏土缩孔、砂土塌孔、填料困难的问题，填料强度大，成桩质量好。
二、高碾压混凝土坝技术的应用
碾压混凝土坝、面板坝、拱坝和沥青混凝土防渗坝是国外发展比较快的大坝类型，我国在碾压混凝土坝、面板坝和拱坝的关键技术研究和高坝建设等方面已居世界先进水平，取得了重要进展。
1、高碾压混凝土坝在我国的发展状况 碾压混筑坝技术是世界筑坝史的一次重大突破。虽然只有20多年的历史，但碾压混凝土坝的发展极其迅猛。我国碾压混凝土筑坝技术已达到世界先进水平，在有些领域已达世界领先水平。已掌握在高温、高寒、潮湿多雨和干燥少雨等任何地域修建碾压混凝土坝的技术。而且不仅能设计施工常规碾压混凝土坝，还在碾压混凝土拱坝的设计施工方面有重大突破。
在原材料方面，碾压混凝土材料性能和耐久性研究，揭示了碾压混凝土溶蚀机理，通过对碾压混凝土临界水力梯度及渗透溶蚀耐久性的分析论证，为直接采用碾压混凝土作为坝体防渗体、减少防渗层厚度、降低内部碾压混凝土水泥用量和大量采用粉煤灰提供了理论依据，并被应用于工程实践。研制的碾压混凝土配合比数据库和配合比计算机辅助设计方法，简化了碾压混凝土配合比设计。活性掺和料研究，解决了高掺粉煤灰的问题。一般掺量为胶凝材料的55%-65%，减少水泥用量，简化温控，在缺少粉煤灰的地区可采用磨細后的磷矿渣和凝灰岩作掺和料。外掺石粉研究，解决了不同砂质外掺石粉用量对混湿土抗压、抗接强度的影响。
2、高碾压混凝土坝的坝体结构类型 在高碾压混重力拱坝应力和承载能力计算分析方面，我国普遍采用非线性有限元法，同时根据现代混凝土和岩石弹塑性力学、非线性断裂力学的最新研究，采用非线性弹性理论、弹扭性增量理论和非线性断裂理论，研究高碾压混凝 土重力坝的应力状态和承载能力。高碾压混凝土拱坝采用的整体三维有限元分析方法，能较好地模拟复杂的地基条件，合理地考虑拱坝整体刚度与地基的相互作用。采用仿真设计高碾压混凝土拱坝又是一例创新，它考虑了主要荷载的连续增加过程，应力性质的改变，参数有正确性等。渗流分析和防渗结构研究，提出了非均质成层材料单元、缝面薄层单元及无厚度二维缝面单元模型，解决了碾压混凝土成层结构体渗流数值分析的数学模型。
在碾压混凝土拱坝新结构研究方面，具有世界领先水平。为解决大仓面内外温差、运行期温降带来的整体拱坝温度初应问题，在湿压混凝土拱坝上游坝肩拉力区设置人工应力释放缝、在拱冠下游拉力区设置人工径向短缝以释放水压及温度拉应力，并在缝端组合应力断裂区设置止裂结构以防裂缝延伸；在拱坝表面层前期冷却区设置膨胀混凝土塞及灌浆系统，利用膨胀混凝土塞良好的拱向传力作用，在坝体温度末完全下降前形成“铰接拱”提前蓄水，边蓄水边降温而下游面不产生较大的拉应力，待拱坝长时间降温后再进行中缝灌浆。在水压作用下拱坝中缝上游部分断面混凝土塞和全断面混凝土在上下游坝面引起的应力接近，仅混凝土塞局部压力略加大，但亦不难控制在双轴压力场强度范围内。
变态混凝土 （又称改性混凝土）是我国在碾压混凝土筑坝实践中创造的。它是在靠近坝肩、上下游模板和廊道周边等地段不用常态混凝土浇筑，而是用碾压棍凝土铺摊后，再注入一定数量的水泥粉煤灰胶浆，用插入式振捣棒振实，采用这种方法可将碾压混凝土改性，形成平整光滑的外表面和良好的内部接合面，并简化施工。
三、结语
经济的发展、人民生活质量的提高，对水利工程的需求量也在加大。而众多大规模水利工程的建设，促使我们不断的发展和创造出新的施工技术与工艺，以建设出适应新环境条件下的现代化大型水利工程。