摘要：隨著我國大規(guī)模的水利工程建設，水利工程施工的新技術、新工藝、新裝備廣泛應用，取得了長足發(fā)展，堤防工程防滲技術、機械化施工新技術有突破性進展：土工合成材料在水利工程中的推廣應用提高了一個新的水平。
關鍵詞：水利工程；土石壩施工；土工合成材料；混凝土
1 土石壩施工
據(jù)不完全統(tǒng)計，已建成和在建的土石壩，壩高大于100m的有31座。混凝土面板堆石壩、土質心墻堆石壩、瀝青混凝土防滲土石壩有的也已進入了10m的高壩行列。土工膜防滲的土石壩開始用于中低壩。高土石壩的建設規(guī)模和技術難度都取得了關鍵性進展。
1.1 防滲土料選取。
通過大量研究，劣質土料也能用于工程，如紅粘土、濕陷性黃土，膨脹土，各種含礫土、粘質的礫石土，風化料，殘積、冰積、洪積的碎石土等。只要有正確的沒計，合適的機械施工設備�？茖W的壓實參數(shù)，這些劣質土料均可以作為防滲土料。
1.2 基礎的防滲技術。
在深厚砂礫石層的基礎筑壩，建造防滲墻技術非常重要。近幾年來，造墻技術采用沖擊及反循環(huán)鉆機鉆主孔、抓斗挖掘副孔成墻；200t液壓拔管機起拔接頭套管，用孔內聚能爆破大孤石鉆進等。這些完善的施工工藝，保證了成墻的施工質量。小浪底的防滲墻的造墻深度達到81.9m。
1.3 大型的施工設備。
近期我國建成的高土石壩，施工設備已達到很高水平。以20t自卸汽車為主，最高月強度22.33萬m3 ；以60t自卸汽車為主體，最高月強度118萬m3，并使用碾重約16t的自行式振動碾。這些標志著我國土石施工設備達到世界級水平。
2 混凝土面板堆石壩施工
全國已建和在建的混凝土面板堆石壩，壩高大于100m的有25座，面板堆石壩的主要技術敘述如下。
�。�1）利用堆石體臨時擋水或過水度汛，從而簡化了導流和度汛設施。
（2）采用混凝土防滲墻處理砂礫石基礎，將混凝土面板的趾板與防滲墻連接，組成完整的防滲體系。
�。�3）對傳統(tǒng)的周邊縫三道止水作了改進。底部銅止水片仍為基本的止水構件，中間塑料止水帶閃承受的水壓力不能超過IOMPa，對高壩不適應.傾向省去。表面止水研究了塑性填料，取得了良好效果。
�。�4）面板模板改進設計了一套重量輕、配套簡單、效率高、澆筑靈活、轉移和操作方便的無軌滑模系統(tǒng)。它比有軌滑模效率提高3倍，已在國內普遍推廣。
�。�5）施工期墊層上游坡面保護，采用噴混凝土或砂漿、乳化瀝青劑等措施，以低標號碾壓漿技術使用較普遍。施工簡單，不需專門設備，質量穩(wěn)定，速度快，造價低。
�。�6）采用重型振動碾薄層碾壓，可以達到高密實和較小變形的堆石體，現(xiàn)已選用20～25t的自行式或牽引式振動碾的機械設備。
3 混凝土壩施工
�。�1）混凝土筑壩技術，經(jīng)過工程實踐，在混凝土骨料、外加劑、施工機械配套設備等方面都有許多創(chuàng)新和發(fā)展。尤其是高拱壩，在體型、壩肩、壩基的穩(wěn)定溫度應力，以及300m級拱壩抗震安全及泄洪消能等方面，都取得了突破性進展。我國混凝土壩技術達到國際領先水平。至今混凝土壩完建和在建的超過100m壩高的有24座。
（2）為滿足大壩高強度澆筑混凝土的需要，在拌和、運輸和倉面作業(yè)等方面，系統(tǒng)配置了大容量、高效率的機械裝備。拌和系統(tǒng)方面。使用了大型塔機、纜式起重機、胎帶機和塔帶機，代表了我國混凝土運輸?shù)南冗M水平。采用的MD2200T30塔機，工作幅度80m，提升高度86m，提升速度80m／min，起重量20t。實現(xiàn)了混凝土澆筑的高度機械化，保證了混凝土澆筑的質量。
�。�3）大型工程混凝土溫度控制，主要采用風冷骨料技術。三峽混凝土要求出機口溫度不大于7℃，為此，采用了骨料二次預冷技術。二灘工程采用噴淋冷水浸泡法預冷骨料，具有效率高、預冷相對簡單、效果穩(wěn)定實用的優(yōu)點。
�。�4）減少混凝土裂縫，廣泛采用補償收縮混凝土。應用了低熱微膨脹水泥混凝土筑壩技術，在短時間內就可以從基礎澆筑到了壩頂。節(jié)省了投資，簡化了溫控，縮短了工期，獲得了經(jīng)濟效果。有一些高拱壩的壩體混凝土，采用了外摻氧化鎂進行溫度變形補償?shù)募夹g。如某地區(qū)成功地建成一座不設橫縫的整體式拱壩，運行良好。模板費用一般占混凝土總造價的15%～ 30%，且直接影響施工速度及混凝土表面質量和美觀程度。中型工程廣泛采用組合鋼模板；大型工程普通采用大型鋼模板和懸臂鋼模板。模板尺寸有2m×3m、3m×2.5m、3m×3m多種規(guī)格�；瑒幽０逶诖髩我缌髅�、隧洞、豎井、混凝土井簡中廣泛采用。牽引方式有的為液壓千斤頂提升，有的為液壓提升平臺上升，有的有軌拉摸。有的已發(fā)展為無軌拉摸。
4 碾壓混凝土壩施工
�。�1）近幾年，碾壓混凝土壩的施工技術有了很大的發(fā)展，建成和在建的共60座。其中，建成45座，在建15座：另有圍堰12座。目前碾壓混凝土高拱壩已占高壩總量的 1／6壩高超過 100m的重力壩的有江埡（130m）、百色（130m）和索風營（120m）；拱壩有沙牌（129m）、石門子（109m），藺河121（100m）等。
�。�2）目前建設的碾壓混凝土壩，采用高摻粉煤灰（60%、65%）和低水泥用量（50%一60kg／m3）的做法。由于水泥用量少，水化熱溫升減少，最大溫升12～16℃。某工程采用水泥用量40kg／m3 ，粉煤灰49kg／m3 。混凝土強度完全滿足設計R90100 的要求。
�。�3）采用低于5sVc 值混凝土。這有利于改善層面結合質量且不影響混凝土強度，使碾壓混凝土的性能得到更好的發(fā)揮。
�。�4）變態(tài)混凝土為我國所獨創(chuàng)，其性態(tài)由硬性混凝土變成低坍落度（1～2cm）常態(tài)混凝土。通過摻入適量的水泥膠漿，經(jīng)強力插入式振搗器振搗密實而形成。其層面的結合質量和常態(tài)混凝土沒有區(qū)別，所以在壩的上游面、孔洞結構周邊、巖石邊坡接合等部位可以采用同一種混凝土。這就使施工作業(yè)十分方便，消除了兩種混凝土結合不好的現(xiàn)象。
�。�5）造縫技術。在某工程采用振動式夯改裝手提式振動刀板，將PVC編織布條帶壓到碾壓混凝土內。在拱壩的誘導縫需進行灌漿，某工程研制出一套可進行重復灌漿的預制混凝土組合塊誘導縫造縫技術，并在拱壩中推廣使用。
�。�6）連續(xù)上升澆筑混凝土碾壓混凝土壩是施工的關鍵技術。普定工程中采用了翻轉模板，實行升程連續(xù)澆筑的方法，創(chuàng)造出連續(xù)40多天不間歇施工，一次上升15m的快速施工記錄。
5 土石方明挖、高邊坡開挖
�。�1）在我國近期大型水利工程的建設中，土石方開挖量和開挖強度達到了世界級水平度。工程明挖的特點是工程量大，工期緊，開挖深度大，形成高陡邊坡，工程地質條件復雜多變及與其他工序交叉作業(yè)，施工中需不斷調整工序。
（2）由于工程量巨大，施工強度高，必須選擇性能穩(wěn)定、質量好的配套的先進施工機械設備。選擇了挖掘機斗容8.0m3 77t的自卸載重汽車。
�。�3）某地區(qū)，形成開挖深度170m的高邊坡，總開挖量1891萬m3 ，邊坡輪廓線復雜。進水口最大高邊坡120m，前緣寬度僅280m。由于巖體風化、巖石破碎軟弱。給開挖邊坡穩(wěn)定帶來了很大困難。工程現(xiàn)已建成，開挖技術達到國際先進水平。
6 大型地下工程及長隧洞開挖
�。�1）多年以來，我國地下工程建設有了非常迅速的進展，一批特大的地下洞室工程相繼建成。以某工程為例。在左岸不足1km2的范圍內開鑿了108條縱橫交叉、上下幾層有各種用途的地下洞群。地下廠房開挖尺寸251.5m×26.2×57.94m（長×寬×高）。三條導流洞最大開挖洞徑19.8m，總長度3352m。此外，還有泄洪洞、發(fā)電洞、灌溉洞、排沙洞等。此外，地下廠房開挖尺分別是92m×31.2m×71.4m、388.5m×28.9m×72.7m （長×寬×高），都取得了令人矚目的成就。
關鍵詞：水利工程；土石壩施工；土工合成材料；混凝土
1 土石壩施工
據(jù)不完全統(tǒng)計，已建成和在建的土石壩，壩高大于100m的有31座。混凝土面板堆石壩、土質心墻堆石壩、瀝青混凝土防滲土石壩有的也已進入了10m的高壩行列。土工膜防滲的土石壩開始用于中低壩。高土石壩的建設規(guī)模和技術難度都取得了關鍵性進展。
1.1 防滲土料選取。
通過大量研究，劣質土料也能用于工程，如紅粘土、濕陷性黃土，膨脹土，各種含礫土、粘質的礫石土，風化料，殘積、冰積、洪積的碎石土等。只要有正確的沒計，合適的機械施工設備�？茖W的壓實參數(shù)，這些劣質土料均可以作為防滲土料。
1.2 基礎的防滲技術。
在深厚砂礫石層的基礎筑壩，建造防滲墻技術非常重要。近幾年來，造墻技術采用沖擊及反循環(huán)鉆機鉆主孔、抓斗挖掘副孔成墻；200t液壓拔管機起拔接頭套管，用孔內聚能爆破大孤石鉆進等。這些完善的施工工藝，保證了成墻的施工質量。小浪底的防滲墻的造墻深度達到81.9m。
1.3 大型的施工設備。
近期我國建成的高土石壩，施工設備已達到很高水平。以20t自卸汽車為主，最高月強度22.33萬m3 ；以60t自卸汽車為主體，最高月強度118萬m3，并使用碾重約16t的自行式振動碾。這些標志著我國土石施工設備達到世界級水平。
2 混凝土面板堆石壩施工
全國已建和在建的混凝土面板堆石壩，壩高大于100m的有25座，面板堆石壩的主要技術敘述如下。
�。�1）利用堆石體臨時擋水或過水度汛，從而簡化了導流和度汛設施。
（2）采用混凝土防滲墻處理砂礫石基礎，將混凝土面板的趾板與防滲墻連接，組成完整的防滲體系。
�。�3）對傳統(tǒng)的周邊縫三道止水作了改進。底部銅止水片仍為基本的止水構件，中間塑料止水帶閃承受的水壓力不能超過IOMPa，對高壩不適應.傾向省去。表面止水研究了塑性填料，取得了良好效果。
�。�4）面板模板改進設計了一套重量輕、配套簡單、效率高、澆筑靈活、轉移和操作方便的無軌滑模系統(tǒng)。它比有軌滑模效率提高3倍，已在國內普遍推廣。
�。�5）施工期墊層上游坡面保護，采用噴混凝土或砂漿、乳化瀝青劑等措施，以低標號碾壓漿技術使用較普遍。施工簡單，不需專門設備，質量穩(wěn)定，速度快，造價低。
�。�6）采用重型振動碾薄層碾壓，可以達到高密實和較小變形的堆石體，現(xiàn)已選用20～25t的自行式或牽引式振動碾的機械設備。
3 混凝土壩施工
�。�1）混凝土筑壩技術，經(jīng)過工程實踐，在混凝土骨料、外加劑、施工機械配套設備等方面都有許多創(chuàng)新和發(fā)展。尤其是高拱壩，在體型、壩肩、壩基的穩(wěn)定溫度應力，以及300m級拱壩抗震安全及泄洪消能等方面，都取得了突破性進展。我國混凝土壩技術達到國際領先水平。至今混凝土壩完建和在建的超過100m壩高的有24座。
（2）為滿足大壩高強度澆筑混凝土的需要，在拌和、運輸和倉面作業(yè)等方面，系統(tǒng)配置了大容量、高效率的機械裝備。拌和系統(tǒng)方面。使用了大型塔機、纜式起重機、胎帶機和塔帶機，代表了我國混凝土運輸?shù)南冗M水平。采用的MD2200T30塔機，工作幅度80m，提升高度86m，提升速度80m／min，起重量20t。實現(xiàn)了混凝土澆筑的高度機械化，保證了混凝土澆筑的質量。
�。�3）大型工程混凝土溫度控制，主要采用風冷骨料技術。三峽混凝土要求出機口溫度不大于7℃，為此，采用了骨料二次預冷技術。二灘工程采用噴淋冷水浸泡法預冷骨料，具有效率高、預冷相對簡單、效果穩(wěn)定實用的優(yōu)點。
�。�4）減少混凝土裂縫，廣泛采用補償收縮混凝土。應用了低熱微膨脹水泥混凝土筑壩技術，在短時間內就可以從基礎澆筑到了壩頂。節(jié)省了投資，簡化了溫控，縮短了工期，獲得了經(jīng)濟效果。有一些高拱壩的壩體混凝土，采用了外摻氧化鎂進行溫度變形補償?shù)募夹g。如某地區(qū)成功地建成一座不設橫縫的整體式拱壩，運行良好。模板費用一般占混凝土總造價的15%～ 30%，且直接影響施工速度及混凝土表面質量和美觀程度。中型工程廣泛采用組合鋼模板；大型工程普通采用大型鋼模板和懸臂鋼模板。模板尺寸有2m×3m、3m×2.5m、3m×3m多種規(guī)格�；瑒幽０逶诖髩我缌髅�、隧洞、豎井、混凝土井簡中廣泛采用。牽引方式有的為液壓千斤頂提升，有的為液壓提升平臺上升，有的有軌拉摸。有的已發(fā)展為無軌拉摸。
4 碾壓混凝土壩施工
�。�1）近幾年，碾壓混凝土壩的施工技術有了很大的發(fā)展，建成和在建的共60座。其中，建成45座，在建15座：另有圍堰12座。目前碾壓混凝土高拱壩已占高壩總量的 1／6壩高超過 100m的重力壩的有江埡（130m）、百色（130m）和索風營（120m）；拱壩有沙牌（129m）、石門子（109m），藺河121（100m）等。
�。�2）目前建設的碾壓混凝土壩，采用高摻粉煤灰（60%、65%）和低水泥用量（50%一60kg／m3）的做法。由于水泥用量少，水化熱溫升減少，最大溫升12～16℃。某工程采用水泥用量40kg／m3 ，粉煤灰49kg／m3 。混凝土強度完全滿足設計R90100 的要求。
�。�3）采用低于5sVc 值混凝土。這有利于改善層面結合質量且不影響混凝土強度，使碾壓混凝土的性能得到更好的發(fā)揮。
�。�4）變態(tài)混凝土為我國所獨創(chuàng)，其性態(tài)由硬性混凝土變成低坍落度（1～2cm）常態(tài)混凝土。通過摻入適量的水泥膠漿，經(jīng)強力插入式振搗器振搗密實而形成。其層面的結合質量和常態(tài)混凝土沒有區(qū)別，所以在壩的上游面、孔洞結構周邊、巖石邊坡接合等部位可以采用同一種混凝土。這就使施工作業(yè)十分方便，消除了兩種混凝土結合不好的現(xiàn)象。
�。�5）造縫技術。在某工程采用振動式夯改裝手提式振動刀板，將PVC編織布條帶壓到碾壓混凝土內。在拱壩的誘導縫需進行灌漿，某工程研制出一套可進行重復灌漿的預制混凝土組合塊誘導縫造縫技術，并在拱壩中推廣使用。
�。�6）連續(xù)上升澆筑混凝土碾壓混凝土壩是施工的關鍵技術。普定工程中采用了翻轉模板，實行升程連續(xù)澆筑的方法，創(chuàng)造出連續(xù)40多天不間歇施工，一次上升15m的快速施工記錄。
5 土石方明挖、高邊坡開挖
�。�1）在我國近期大型水利工程的建設中，土石方開挖量和開挖強度達到了世界級水平度。工程明挖的特點是工程量大，工期緊，開挖深度大，形成高陡邊坡，工程地質條件復雜多變及與其他工序交叉作業(yè)，施工中需不斷調整工序。
（2）由于工程量巨大，施工強度高，必須選擇性能穩(wěn)定、質量好的配套的先進施工機械設備。選擇了挖掘機斗容8.0m3 77t的自卸載重汽車。
�。�3）某地區(qū)，形成開挖深度170m的高邊坡，總開挖量1891萬m3 ，邊坡輪廓線復雜。進水口最大高邊坡120m，前緣寬度僅280m。由于巖體風化、巖石破碎軟弱。給開挖邊坡穩(wěn)定帶來了很大困難。工程現(xiàn)已建成，開挖技術達到國際先進水平。
6 大型地下工程及長隧洞開挖
�。�1）多年以來，我國地下工程建設有了非常迅速的進展，一批特大的地下洞室工程相繼建成。以某工程為例。在左岸不足1km2的范圍內開鑿了108條縱橫交叉、上下幾層有各種用途的地下洞群。地下廠房開挖尺寸251.5m×26.2×57.94m（長×寬×高）。三條導流洞最大開挖洞徑19.8m，總長度3352m。此外，還有泄洪洞、發(fā)電洞、灌溉洞、排沙洞等。此外，地下廠房開挖尺分別是92m×31.2m×71.4m、388.5m×28.9m×72.7m （長×寬×高），都取得了令人矚目的成就。
�。�2）巖壁吊車梁技術已廣泛應用于地下廠房，它可以取消吊車柱，減少廠房開挖跨度1～2m，減少施工難度。節(jié)省投資。它是通過砂漿錨桿或預應力錨桿使混凝土梁支持撐在某巖壁上 。
�。�3）利用掘進機開挖長隧洞是我國目前的主要施工方法。它可以提高掘進速度，減少圍巖擾動，有效利用圍巖的承載能力。為使工程盡早通水發(fā)揮效益，采用了6臺全斷面雙護盾掘進機，開挖了8條總長122km的隧洞，占一期隧程工程的3／4。掘進速度創(chuàng)造了日最高進尺113m的記錄，達到了國際先進水平。
7 堤防工程
�。�1）垂直防滲墻是防滲處理最有效的措施。為了適應堤防建設的需要。各種薄防滲墻（小于30cm）造墻設備引進或研制了出來，加快了施工進度，提高了工程質量。施工方法大體可分為深攪法、置換法、擠壓法和高噴法。
深攪法應用最為廣泛。使用攪拌機將土層與水泥漿一起攪拌，固結成水泥土柱。凝固后抗壓強度為0.5～1.0MPa（砂性土為1.0～3.0MPa），滲透系數(shù)為n×10-6cm／s。攪拌機已發(fā)展為三頭、五頭、六頭多頭機具.工效高，可保證墻體的完整性：置換法是利用機械開槽。填充防滲材料而形成防滲墻。開糟方法有液壓抓斗（厚度29cm，墻深40m）開槽，以及射水法（厚度20～30cm，深度30m）、鋸槽法（厚度，20～40cm，深度一般在20m以內）等。氣舉反循環(huán)法是近年來開發(fā)的一項新技術，成墻深度37m，性能良好，工效高，有推廣價值；擠壓法是將刀具或模具振動擠壓到土體中，當起拔刀具或模具而形成空間的同時，注入漿液建造成墻。墻體厚度7.5～15cm，深度在18m以內；高噴法是利用能量高度集中的射流沖切摻攪地層，使?jié){液與土層混合凝結。高噴法的雙管和三管適用于防滲工程（定噴、擺噴厚度10～30cm，深度25～30m：旋噴直徑70～150cm.深20～25m）。
�。�2）護岸工程廣泛應用了新技術，主要有鉸鏈式混凝土沉排護岸、模袋混凝土及合金綱絲籠塊石。鉸鏈混凝土沉排工藝：采用鋼制扣件將預制混凝土塊連接成排。其特點是集柔性與整體性于一體，能較好地適應河床變化，確保坡腳穩(wěn)定，基本上不需維修。模袋混凝土（砂）護岸是用高強度錦綸絲袋均勻貼在坡面上，用泵充灌流動混凝土或砂的一種新技術。它具有施工速度快、可在水下施工、整體性能好、抗風浪沖擊能力強、適應復雜地形的優(yōu)點，其結構具有良好的柔性和透水性；合金鋼絲籠是用合金鋼絲制成的網(wǎng)兜，內裝塊石沉放于河底。網(wǎng)兜大小由實施地段的水流條件和河床變形情況決定。它具有強度高、柔性好、耐腐蝕、整體性能好、抗沖能力強、適應河床變形等優(yōu)點。
8 結束語
綜上所述，土石壩、混凝土壩、碾壓混凝土壩施工技術進展情況。并闡述土石方明挖、高邊坡開挖、大型地下工程及長隧洞開挖以及堤防、地基防滲墻的施工深度和接頭技術。
�。�3）利用掘進機開挖長隧洞是我國目前的主要施工方法。它可以提高掘進速度，減少圍巖擾動，有效利用圍巖的承載能力。為使工程盡早通水發(fā)揮效益，采用了6臺全斷面雙護盾掘進機，開挖了8條總長122km的隧洞，占一期隧程工程的3／4。掘進速度創(chuàng)造了日最高進尺113m的記錄，達到了國際先進水平。
7 堤防工程
�。�1）垂直防滲墻是防滲處理最有效的措施。為了適應堤防建設的需要。各種薄防滲墻（小于30cm）造墻設備引進或研制了出來，加快了施工進度，提高了工程質量。施工方法大體可分為深攪法、置換法、擠壓法和高噴法。
深攪法應用最為廣泛。使用攪拌機將土層與水泥漿一起攪拌，固結成水泥土柱。凝固后抗壓強度為0.5～1.0MPa（砂性土為1.0～3.0MPa），滲透系數(shù)為n×10-6cm／s。攪拌機已發(fā)展為三頭、五頭、六頭多頭機具.工效高，可保證墻體的完整性：置換法是利用機械開槽。填充防滲材料而形成防滲墻。開糟方法有液壓抓斗（厚度29cm，墻深40m）開槽，以及射水法（厚度20～30cm，深度30m）、鋸槽法（厚度，20～40cm，深度一般在20m以內）等。氣舉反循環(huán)法是近年來開發(fā)的一項新技術，成墻深度37m，性能良好，工效高，有推廣價值；擠壓法是將刀具或模具振動擠壓到土體中，當起拔刀具或模具而形成空間的同時，注入漿液建造成墻。墻體厚度7.5～15cm，深度在18m以內；高噴法是利用能量高度集中的射流沖切摻攪地層，使?jié){液與土層混合凝結。高噴法的雙管和三管適用于防滲工程（定噴、擺噴厚度10～30cm，深度25～30m：旋噴直徑70～150cm.深20～25m）。
�。�2）護岸工程廣泛應用了新技術，主要有鉸鏈式混凝土沉排護岸、模袋混凝土及合金綱絲籠塊石。鉸鏈混凝土沉排工藝：采用鋼制扣件將預制混凝土塊連接成排。其特點是集柔性與整體性于一體，能較好地適應河床變化，確保坡腳穩(wěn)定，基本上不需維修。模袋混凝土（砂）護岸是用高強度錦綸絲袋均勻貼在坡面上，用泵充灌流動混凝土或砂的一種新技術。它具有施工速度快、可在水下施工、整體性能好、抗風浪沖擊能力強、適應復雜地形的優(yōu)點，其結構具有良好的柔性和透水性；合金鋼絲籠是用合金鋼絲制成的網(wǎng)兜，內裝塊石沉放于河底。網(wǎng)兜大小由實施地段的水流條件和河床變形情況決定。它具有強度高、柔性好、耐腐蝕、整體性能好、抗沖能力強、適應河床變形等優(yōu)點。
8 結束語
綜上所述，土石壩、混凝土壩、碾壓混凝土壩施工技術進展情況。并闡述土石方明挖、高邊坡開挖、大型地下工程及長隧洞開挖以及堤防、地基防滲墻的施工深度和接頭技術。
