水利工程大坝施工中混凝土碾压施工技术研究

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   摘要:随着社会经济不断发展、科学技术不断进步,水利工程在建设过程中所采用的相关技术也越来越成熟。而混凝土碾压技术作为当今社会水利工程大坝施工过程中较为重要的核心技术,它的发展也是从无到有,并逐渐完善走向成熟。随着混凝土碾压技术的应用越来越广泛,水利工程大坝的施工质量也得到了一定程度的保证,水利工程带来的效益也更为巨大。但是,这并不代表混凝土碾压技术就已经到了无可挑剔的水准,它在实际应用过程中仍旧存在一些问题。本文将通过对混凝土碾压施工技术的探究来更好地解决问题并推动水利工程的发展。
   关键词:水利工程;大坝施工;混凝土碾压施工技术;研究与发展
  
   由于水利工程大坝施工具有工程量大、修建耗时长、涉及范围广、发挥作用大、经济效益高等特点,因而在修建过程中,对每一道工序,每一项技术的要求都更为严格,只有在修建过程中细细把关,处处精心,才能使得水利工程大坝的建设更具有安全性和稳固性,也才能使水利工程大坝建设更好地长效地发挥其经济效益,造福人民。而混凝土碾压施工技术作为水利工程大坝施工中的核心一环,以其自身优势确保了它在水利工程大坝施工中举足轻重的地位,混凝土碾压技术的不断发展完善对于水利工程大坝施工的整体建设具有不可忽视的重要作用,能够促使水利工程大坝建设更具安全性,综合效益也得以提高。因此,研究改进混凝土碾压技术是刻不容缓的要务。
   一、水利工程大坝施工中运用混凝土碾压技术的重要性
   水利工程大坝的主要功能是防洪、防凌、蓄水、供水、发电。而修建大坝则是为了能够为下游农田提供灌溉水源、防止下游河水泛滥、改善航运条件并减少河口泥沙淤积,保护河口地区的环境。要想更好地发挥这些作用达到修建大坝的目的,就需要大坝本身足够坚固,而混凝土碾压技术正好为大坝施工建设提供了相应的条件。碾压混凝土作为一种无塌落度的干硬性混凝土,在经过铺筑设备的分层压实后,体积变小、强度变高、防渗性能变好,而以这种碾压混凝土作为原材料的大坝,坝身也就具有了坚固结实、防渗漏、可溢流等特点,从而极大地满足了水利工程大坝建设的需要。除此以外,混凝土碾压技术在施工过程中施工程序较为简单快速、可以使用大型机械但是成本又不是太高,算得上是经济适用的不二选择。因此近年来,我国水利工程大坝建设在施工过程中广泛应用混凝土碾压技术,在一定程度上保障了大坝建设的质量和建设速度,又能在合理的成本范围内使水利工程大坝发挥更好的作用,带来更高的经济效益。因此,混凝土碾压技术在当今水利工程大坝施工建设中具有不容忽视,无法替代的重要作用。
   二、水利工程大坝施工过程中对混凝土碾压技术的要求
   (一)实地勘察地形
   在决定使用混凝土碾压技术之前应该对水利工程大坝建设地进行科学准确的考察,从实际地形出发,做出科学合理的判断。不是所有地形地貌都适合应用混凝土碾压技术,只有实事求是地勘察地形了解土质,才能更好地利用当地环境更好地进行建设,从而能够以更加节省成本更加快速高效的方式更好地完成工程建设。
   (二)合理选择材料
   对于混凝土碾压技术来说,原材料的选择是至关重要的。原材料的选择作为混凝土碾压技术的核心环节之一,能够直接影响大坝建设的质量和性能,因此因地制宜,合理选择原材料,对于更好地建设水利工程具有十分巨大的影响。除此以外,合理选择原材料还能够节省成本开支,减少财政支出,以更少的启动资金更大程度地使大坝质量得以保证,从而更好地发挥大坝的经济效益。
   (三) 确定运输路线
   水利工程大坝在施工过程中需要用到的原材料数量无疑是十分巨大的,如果能够就地取材,那自然可以节省一笔开支,但是如果当地没有足够的原材料供水利工程大坝建设使用,那么就需要从其他地区送原材料来确保大坝的建设,这就需要選择合理的运输路线,使得原材料能够在较少浪费的情况下安全快速地到达建设地,从而能够保证大坝建设的高效完成。
   (四)采用成熟技术
   水利工程大坝建设耗时较长、工程量大、重要意义非同小可,因此,在建设过程中,要选择技术成熟,值得信赖的施工团队,如此才能使得大坝施工建设少出错误,高效完成,才能确保水利工程大坝建设在收工之时能以十分安全,十分稳固十分良好的面貌更好地发挥效益造福百姓。
   三、水利工程大坝施工中混凝土碾压技术在我国的应用现状
   水利工程大坝施工中混凝土碾压技术最早产生于20世纪80年代,通过一系列的研究和使用,最先在日本得以确切的实践和应用。而后混凝土碾压技术传入我国,经过一系列的演变和发展,此项技术愈发成熟,日本的成功运用为我国运用此项技术提供了先例和技术上的指导与帮助,是的,我国第一次独立运用此项技术进行建设更加顺畅。二次项技术的广泛应用和日渐成熟也为我国的堤坝建设和水利工程建设提供了巨大的帮助。随着时间不断推移,科学技术不断完善,混凝土碾压技术也逐渐形成相应的体系,碾压混凝土坝大体分为以日本“金包银"模式为代表的RCD,即中心部分为碾压混凝土填筑,外部用常态混凝土防渗和保护,和称作RCC的全碾压混凝土坝,即水灰比低,坍落度为零,经振动压路机振动、碾压成型的两种技术。这两种技术都具有施工工艺简单、施工速度较快、施工用料较少、施工造价不高、施工机械率高、施工造成的环境污染较之早期变小、施工质量较有保障等优点。而随着科学技术的不断进步和技术人员的不断改进,混凝土碾压技术的施工水准也逐渐提高,施工体系更是逐步完善。我国的坑口坝运用了混凝土碾压技术,施工时长缩短一半,节省水泥将近一半,总体成本大幅降低而综合效益稳步提高。随着科学技术的不断发展,水利工程大坝施工中混凝土碾压技术在我国的应用也越来越广泛,逐渐成为我国堤坝建设中不可分割的核心环节。但是这并不代表我国混凝土碾压技术已经达到了登峰造极的水平。在具体的实践和应用过程中,混凝土碾压技术还存在一些问题有待考察和研究,混凝土碾压技术还不够完善,没有形成完整的体系,还需要在发展过程中不断变得更加成熟。    四、水利工程大坝施工中混凝土碾压技术出现的问题
   (一)施工技术水平较低施工受阻
   我国混凝土碾压技术出现时间较晚,经历的演变过程较少,经验不足,技术不够完善,混凝土技术以机械率高为其显著特点,对技术的科技含量要求较高,我国混凝土碾压技术的高科技研发仍处于探索阶段,不具备相关的先进技术,因此在施工过程中可能会由于技术应用不能得到及时的指导而出现具体问题无法解决的情况,使得施工过程受阻,施工时间延长。
   (二)大坝结构形态出现偏差
   我国地形地貌复杂多变,自然因素无法掌控,土质结构也各不相同,可能同一地区由于细微的环境差别而导致土质的构成成分并不相同,而施工前期可能由于考察并不到位,勘探并不全面等问题,而使得一些细微的差别没有得到准确的研究,只是大体考查了施工现场就将局部的相同情况定位成整体的情况,从而使得细微的差别都成为日后施工的隐患,而由于当初考察并不全面,因此制定的并不完全合理的施工方案将在具体实践中不断变更,频繁改变,极有可能使得大坝结构形态出现偏差。因此,混凝土碾压技术在施工过程中可能使得大坝建设出现不合理之处,进而影响大坝建设的安全性与稳固性。
   (三)混凝土土质出现疏松裂缝等问题
   由于原材料配比不够严谨、受外界因素如环境,气候,水文等影响较大、温度差影响材质、混凝土材质内部张力发生变化或者混凝土碾压技术不够成熟等原因,混凝土土质可能出现疏松、裂缝等问题,而混凝土表面出现裂缝,将会对大坝的载荷和负重问题以及后期的发电,蓄水等问题产生深远的不良影响,为水利工程大坝建设埋下安全隐患,也影响水利工程发挥其自身的良好作用。
   (四)混凝土出现渗漏问题
   混凝土碾压技术的应用,使得混凝土变得具有足够高的硬度,而土质在硬化的过程中会不可避免的出现缝隙,这样的土质结构特点使得土质本身就有了渗漏的可能性。而混凝土碾压技术的不够成熟,就在某种程度上放大了渗漏的可能性。不够成熟的混凝土碾压技术使得各种不同的原材料在结合过程中容易出现缝隙,而不同层次结合的地方可能成为出现渗漏的高频点和薄弱处。除此以外,由于长期受外部环境因素的影响和侵蚀,混凝土内部结构的土质和钢筋的结构可能会发生改变,这样就使得混凝土渗漏的可能性增大,而混凝土本身的抗渗能力也会相应減弱,随着时间的推移,混凝土会出现渗漏问题,而大坝的质量也会相应下降,大坝的使用寿命可能骤减,大坝的经济效益也会减少,更严重者可能造成一定程度的环境污染。
   五、水利工程大坝施工中如何加强混凝土碾压技术
   (一)实地考察了解情况
   由于水利工程大坝建设施工耗时较长,工程量巨大,因此,在进行水利工程大坝建设之前,应该切实考察当地地质情况,土壤结构,气候因素,水文条件等多方外部因素,细微考察每一处地区的不同之处,并相应制定严谨合理的施工方法与施工对策,从而能够确保在施工过程中改动施工方案次数较少,施工过程合乎技术规范,从而施工过程可以在预期时间内较好完成,达到预期目标。
   (二)选用优质原料
   混凝土碾压技术以混凝土为核心,因此原材料的选择就显得尤为关键。如果在选择原材料的过程中为节省成本而选择粗制滥造的原料,那么所产生的问题是后期的高科技先进设备和健全的检测体系都无法弥补的。因此,要想加强混凝土碾压技术,就应该选用优质原料,好的开始是成功的一半,优质原料的选择能够促使混凝土碾压技术更好地发挥作用,也能够在促进大坝建设过程中发挥良好的奠基作用,为提高大坝施工质量和延长大坝使用寿命做了铺垫。
   (三)切实提高施工能力
   首先要提高施工队伍的整体素养,选用有先进知识水平的高科技人才队伍进行水利工程大坝建设,聘请研究混凝土碾压技术的专业人才作为指导,增强对水利工程大坝建设中混凝土碾压技术的理论研究和专业指导,使实践有据可依,有迹可循。然后,不断提高混凝土碾压技术,通过引进先进设备、购买成套加工设备、提高机械化率从而使得混凝土碾压技术形成自动化体系和切实研究混凝土碾压技术,解决技术难题,切实提高混凝土碾压技术,使得混凝土成品缝隙更小,质量更高,抗渗性更强,更能适用于大坝建设。最后,对混凝土的运输方案和路线也要有多种准备,能够根据天气变化而采取不同的运输方式,使得施工效率不会轻易降低,能够在不同情况下都得以保障。
   (四)不断健全检测体系
   水利工程大坝建设施工耗时长,涉及范围广,耗费物资多,而又对施工过程要求极为严格,出现一点偏差和失误都有可能影响整个大坝的使用,因此,不断健全检测体系是必不可少的。只有拥有一个健全的检测体系,才能及时反应每一个细小之处的具体情况,并对施工过程中出现的问题都能提出科学合理的解决方案,使得所有大问题都能及时变小,小问题及时变无,而不会出现问题堆积最终导致施工受阻的情况。因此不断健全检测体系是使得混凝土碾压技术更好发挥功效的坚实后盾,也是更好完成水利工程大坝建设的稳固保障。
   (五)全面考虑整体提高
   水利工程大坝建设不是一蹴而就的,它可能耗时三五载,跨地区跨经纬也是正常现象,因此需要在施工过程中需要全面考虑整体提高,才能使混凝土碾压技术更好地发挥其作用。比如要考虑温差问题,在施工过程中,可能遇到酷暑施工,也可能遇到严寒时期,而在不同温度下混凝土碾压技术的实际操作与完成效果使有较大偏差的,这就需要技术人员能够考虑到温差问题,研究解决温控技术的实际运用,更好地促进混凝土碾压技术的发展。而诸如此类的问题不胜枚举,都需要施工人员能够全面考虑并切实解决。水利工程大坝工程的混凝土层面产生裂缝除了与自身因素有关外,还与其他条件密切相关。(1)严格控制施工设备的质量。防止出现采用替代设备进行施工,并且还要保证各个施工环节和流程的科学性和科学性。(2)选择合理的施工材料。施工材料要根据不同的施工环境来进行选择。例如:气温较低地区选择抗寒性强的材料,气温较热的地区选择抗软化的材料。(3)工程后期要进行定期养护。施工工程必须采取措施使外界环境对水利工程大坝工程混凝土层面的侵害降到最低,尤其是做好后期定期的养护工作,才能够保证混凝土工程的质量,才能够让混凝土有更加持久的耐用性。
   六、结语
   混凝土碾压技术在当今社会的堤坝建设过程中发挥着举足轻重的作用。随着科学技术的不断发展,水利工程大坝建设过程中的混凝土碾压技术也不断演变发展并趋向成熟。在一次次的实践与应用过程中,混凝土碾压技术也能够全方面地解决多种多样的问题,从而更好地促进水利工程大坝的建设,为我国堤坝建设积累经验,做出贡献。混凝土碾压技术也像一根主线,从原料选用穿插到反馈检测,使得我国的堤坝建设逐渐形成一个完整的体系,为我国推动科学技术发展和促进经济效益发展做出了更大的贡献。
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   (作者单位:中国水利水电第十一工程局有限公司)
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