水利水电工程基础处理施工技术研究
摘要
关键词
水利水电工程;基础处理技术;环境保护
正文
引言
本研究讲的是水利水电工程建设过程中很重要的一部分,就是确保工程的地基稳固,大坝加固,防止水漏,以及在建设时要保护环境。因为这样的工程对我们国家发展和人们的生活非常重要,所以必须要做得非常好。但是施工现场的情况很复杂,所以要想办法把现有的技术做得更好,在不伤害环境的情况下,让工程既坚固又安全。我们要研究和试验新的做法,把旧的和新的好方法结合起来,这样就能做出好的工程,又不会污染家园。这项研究的目的是要从理论和实际操作两方面探讨,怎样才能让水利水电工程更安全,做得更快,同时又环保。
1、水利水电工程基础处理施工技术发展现状
1.1 水利水电工程基础处理的重要性及其挑战
水利水电工程基础处理的重要性及其挑战在当前建设中受到广泛关注[1]。随着我国水利水电工程的规模不断扩大,基础处理的有效性直接关系到整个工程的安全性和稳定性。地基处理、坝体加固、渗漏防治等关键技术在确保工程稳固、延长使用寿命、提高工程效益方面发挥着不可或缺的作用。
基础处理的重要性主要体现在几个方面。通过提升地基的承载力和减少不均匀沉降,有助于提升工程的整体稳定性,避免因地基问题导致的工程事故。坝体加固技术在防止坝体移位、变形和损坏方面起到关键作用,从而保证蓄水和防洪安全。渗漏防治技术则可以有效阻止水流渗透和漏洞形成,减少水资源和能源的损失,提高工程的效率和可持续性。
当前水利水电工程基础处理也面临诸多挑战。不同地质条件下基础处理技术的适用性和推广性仍需深入研究和验证。施工过程中,由于地质条件复杂多变,传统的施工方法常常难以达到预期效果,导致工程成本增加和工期延误。随着环境保护要求的不断提高,基础处理施工过程中如何减少对周边生态环境的破坏,成为重大难题,这对施工技术提出了更高的要求。
面对这些挑战,亟需继续开发和应用先进的基础处理技术,并加强其推广和应用。注重施工过程中的信息化管理和技术创新,提升基础处理技术的精度和效率,以更好地应对复杂的地质条件和环境保护要求。通过持续改进和创新,进一步提升水利水电工程的建设质量和综合效益,为实现工程的安全、环保和可持续发展提供有力保障。
1.2 目前水利水电工程基础处理施工技术的应用情况
当前,水利水电工程基础处理施工技术的应用已取得显著成效,并在以下几个方面得到了广泛应用与推广。搅拌桩技术作为经典的地基加固手段,已被广泛用于软土及饱和粉土等地质条件复杂的工程中,通过深层搅拌技术改善地基土体的物理力学性能,有效提升工程建设地基承载力。压密桩技术则在应对地基沉降问题方面表现突出,能够显著减少地基沉降量,提高地基的均匀性和稳定性。压密桩与搅拌桩组合改良技术的应用,进一步增强了地基处理的效果,能够更好地克服单一技术方案的局限性。
坝体加固技术在现代水利水电工程中占有重要地位,采用喷灌浆、反滤层设置等加固手段,有效防止坝体渗漏和结构失稳。近年来,智能化施工技术的引入,使得加固施工的质量控制和实时监测得到显著提升,保障了施工过程中的安全性和可靠性。在渗漏防治方面,帷幕灌浆技术和高压喷射灌浆技术被广泛采用,这些技术不仅可以有效封堵坝体渗漏通道,还能提高坝体的整体稳定性和安全性。
总体来看,目前的基础处理施工技术呈现出多元化和智能化的发展趋势,通过上述技术的综合应用,水利水电工程的质量和安全性均得到了显著提升。面对复杂多变的自然地质条件和环保要求,进一步优化和创新这些技术仍然是必要的。
1.3 已存在的问题与改进方向
当前水利水电工程基础处理施工技术在应用中面临多个问题,包括地基处理技术效果不稳、施工工艺复杂且成本高、技术标准不统一及施工质量管理难度大等。为应对这些问题,需要进一步优化施工技术,采用新型材料和工法,提高技术标准化水平。加强监测与信息化管理,提升施工控制精度,以确保工程的安全与高效运行。发展智能化技术也是改进方向之一,以实现施工过程的全面监督和优化。
2、基础处理技术深度研究
2.1 地基处理技术
地基处理技术在水利水电工程中占据关键地位。搅拌桩技术采用专用机械将固化剂与地基土混合,形成具有高强度和低渗透性的改良地基。压密桩技术通过高压将桩体插入地基,密实土层,提高地基承载力。组合改良技术融合搅拌桩和压密桩,兼顾两者优势,适应复杂地质条件。采用这些技术可有效增强地基的稳定性和抗压能力,减少工程中出现的沉降和变形问题。
2.1.1 搅拌桩技术
搅拌桩技术是地基处理中的一种核心方法,通过机械设备将水泥、粉煤灰等固化剂与地基土体进行深层搅拌混合,形成具有高强度的固结体。其优点在于适用范围广,能够显著提高地基的承载力和稳定性,减少地基沉降。该技术有效解决了软土、淤泥质土等特殊地质条件下的基础处理问题。最新发展中引入了智能化施工装备和实时监测系统,实现施工过程的精细化控制,确保工程质量和效率。
2.1.2 压密桩技术及其组合改良技术
压密桩技术通过应用高压注浆或垂直振动,将土层密实化,提高地基承载力。组合改良技术结合了搅拌桩与压密桩的优点,能够在多种地质条件下有效提升地基性能,减少沉降和变形,提高工程稳定性。
2.2 坝体加固技术
坝体加固技术在水利水电工程中至关重要。施工技术手段主要包括灌浆加固、锚杆加固和土工合成材料加固。这些技术通过增强坝体的稳定性和抗震能力,确保工程的安全运行。监控系统在坝体加固中的应用也至关重要,通过实时数据监测和反馈机制,可以及时调整施工方案,确保加固效果。智能化监控系统的引入显著提高了工程的安全性和施工效率,保障了长期运营的可靠性。
2.2.1 施工技术手段
坝体加固技术以混凝土面板堆石坝、土石坝等形式为主,采用喷浆、灌浆、锚固等手段,提升坝体稳定性和抗震性能。
2.2.2 监控系统在坝体加固中的应用
监控系统通过实时数据采集与分析,监测坝体稳定性,预警潜在风险,保障施工安全。信息化技术的应用提高了监控精度和工程管理水平,有效预防地质灾害的发生。
2.3 渗漏防治技术
在水利水电工程中,渗漏是影响工程安全和稳定的重要问题之一。渗漏不仅可能导致坝体和地基的变形,还会增加维护和修复成本,甚至可能威胁到下游地区的安全。渗漏防治技术是水利水电工程基础处理中的关键环节。通过研究和应用有效的渗漏防治技术,可以大幅度提升工程的安全性和使用寿命,提高工程的效益。
渗漏防治技术主要包括阻水屏障技术、止水帷幕技术和化学灌浆技术等几种主要方法。阻水屏障技术通常用于坝体和基础的防渗处理,通过设置防水层来阻止水流渗过坝体和地基。常见的阻水屏障材料包括高密度聚乙烯(HDPE)膜、氯化橡胶涂层、沥青混凝土等,这些材料具备良好的抗渗性能和耐用性,能够有效地抑制水流穿透。止水帷幕技术应用广泛,特别是在岩石地基处理方面通过钻孔灌浆在岩石中形成一堵密实的止水帷幕,以防止地下水渗透。该技术常用的材料为水泥浆、膨润土浆液和化学灌浆材料等。其优点是施工简便、造价低,且灌浆帷幕的宽度和厚度可以根据实际需要进行调整,从而实现最佳的防渗效果。
化学灌浆技术是指通过化学物质的注入处理地基和坝体,以达到防渗效果。这类技术通常使用的化学材料包括硅酸钠灌浆、丙烯酸盐灌浆和聚氨酯灌浆等。硅酸钠灌浆技术利用硅酸钠与钙离子反应生成不可溶的硅酸钙,从而封堵地基或坝体的孔隙,形成持久的防渗层。丙烯酸盐灌浆技术通过注入丙烯酸盐溶液,使其在孔隙中形成高强度的凝胶,从而防止水流渗透。而聚氨酯灌浆技术则利用聚氨酯材料的膨胀特性,通过注浆使其在孔隙中膨胀并固化,填充孔隙阻止水流。化学灌浆技术具有反应速度快、防渗效果稳定和施工过程控制方便等优点,广泛应用于各种复杂的地基和坝体防渗处理。
现代智能化施工技术在渗漏防治中也发挥了关键作用。采用信息化管理和监控系统,可以实时监测工程的渗漏状况和材料性能,充分掌握施工期间的各类数据。通过传感技术和无线通信技术,能实时获取坝体和地基的渗漏信息,并通过数据分析和预测模型,及时发现潜在的渗漏风险和问题,从而进行有效的预防和处理。另外,智能钻孔灌浆技术的应用也显著提高了渗漏防治的效率和效果。智能钻孔灌浆技术能够根据地质条件和设计要求自动调整钻孔位置和灌浆参数,从而实现精准灌浆和均匀渗透,确保防渗效果的均衡和稳定。
随着科研的不断进步和技术的不断提升,渗漏防治技术在未来的发展中预计将更加高效和环保。新材料的开发和应用,如纳米级防渗材料和生态友好型防渗材料,将提供更高的防渗效果和更长的使用寿命。通过加强跨学科的合作,结合地质学、材料科学、信息技术等领域的先进知识和技术,可以进一步提升渗漏防治的综合实力。未来的渗漏防治技术将更加关注施工过程的精细化和智能化,提高防渗效果和施工效率,确保水利水电工程的安全和可持续发展。
渗漏防治技术是水利水电工程基础处理中不可或缺的一部分,通过聚合现代化、多样化和智能化的技术手段,可以有效解决渗漏问题,提高工程安全及耐用性。深入研究和应用先进的渗漏防治技术,对保障水利水电工程的长效运行具有重要作用。
3、环保施工技术研究及未来方向
3.1 环境保护在施工中的重要性
环境保护在水利水电工程施工中具有至关重要的地位,不仅对生态环境的维护和修复有着深远影响,还直接关系到工程本身的可持续发展。随着我国对生态环境保护意识的不断增强,绿色施工逐步成为工程建设的目标之一。在水利水电工程中,由于施工规模大、工作环境复杂、多数施工场地处于生态敏感区,若不采取有效的环境保护措施,将对当地生态系统造成不可逆转的破坏。
工程施工过程中,地基处理、坝体加固及渗漏防治等环节均可能引发土壤、水体及植被的污染和破坏。大量的施工机械设备运行及材料运输,易导致空气质量下降及噪音污染,从而影响周边居民的生活质量及生物的栖息环境。在施工期间必须制定并严格执行环境保护计划,采取有效的管理和技术手段减少施工对环境的负面影响。
引入现代环保施工技术,如污染土壤主动修复技术和泥浆回收技术,能够在源头上减少污染的产生。智能化施工监控系统的应用也为环境保护提供了有力支持,通过实时监控施工过程各项环境指标,及时发现并治理环境问题,保障施工场地的生态平衡。
施工过程中应合理安排施工时间,避开动植物的繁殖期,最大限度地减少对生态系统的干扰。在施工路线及工程布局设计时,应优先考虑对环境的影响,尽可能避开天然林地、水源保护区及其他敏感区域。还需加强对施工人员的环境保护意识培训,使其了解并遵守相关环保规定,全程严格按照环保施工标准进行操作。
综合各种措施,不但能有效保护施工环境,还能为今后类似工程提供可以借鉴的环保施工经验,为推进水利水电工程的绿色发展打下坚实基础。
3.2 环保施工技术的现状与挑战
在水利水电工程的施工过程中,环境保护技术的应用已逐步受到重视。现阶段环保施工技术仍面临多重挑战。当前,应用较多的环保技术包括水土保持措施、废水处理系统以及噪声控制技术。水土保持措施如挡土墙、植被复绿等,已在多个工程中得到应用,有效避免了水土流失问题。废水处理系统则通过物理、化学及生物手段处理施工废水,减少了对水体的污染。施工废水的处理效率受工程规模和施工环境的影响较大,存在技术不稳定的问题。噪声控制技术如隔音墙和声屏障的应用,虽然在一定程度上减少了噪音对周边环境的影响,但施工过程中机械设备运行时的高噪音仍难以完全消除。
另外,环保施工技术在应用过程中还面临资金有限、技术人才短缺等问题。部分环保技术成本较高,导致部分中小型工程难以实施或难以全面推广。环保技术的应用需要高素质的专业人才,但当前技术人员的培训与专业能力提升还存在不足,影响了环保施工技术的应用效果。掌握和解决这些挑战,对于实现可持续的水利水电工程建设至关重要。
3.3 通过现代智能化施工技术提高工程的可持续发展
通过引入现代智能化施工技术,如信息化管理和监控系统,可以显著提高水利水电工程的可持续发展水平。这些技术借助传感器、卫星和无人机等设备,实时获取施工现场的数据,通过大数据分析和智能调控,优化施工流程,减少资源浪费和环境破坏。一方面,自动化设备和精准施工手段能够有效减少人为操作误差,提高施工质量和效率。另一方面,实时监测系统可以及时发现并处理潜在的环境威胁,避免施工过程中对周围生态的破坏。从而在确保工程质量和安全的实现对环境的最大化保护,促进水利水电工程的绿色发展目标。
结束语
本次研究深入探究了水利水电工程基础处理施工技术,详细论述了地基处理、坝体加固、渗漏防治及施工期间的环保措施等关键技术。通过对现有技术的全面评估与分析,确定了搅拌桩和压密桩等组合改良技术在提升地基承载力与防止地质灾害方面的有效性。同时,引入现代智能化施工技术,特别是信息化管理与监控系统,有助于提升施工精度与效率,保障施工安全。研究同时指出,在工程实践中仍面临一些挑战与局限性,例如复杂地质条件下的技术适应性问题,以及高成本的技术投入和维护问题。此外,尽管采取了多种环保措施,但在某些极端环境条件下仍可能对生态环境造成影响。针对这些问题,未来的研究需要更进一步地探索更经济、更环保的施工技术,同时对现有技术的长期效果与适应性进行深入研究。此外,随着技术的发展,应持续融合新兴科技,如人工智能与大数据技术,以实现更高水平的施工智能化和自动化。本研究的成果及建议将为水利水电工程的未来建设提供有力的理论和实际支撑,推动行业朝着更安全、高效和环保的方向发展。
参考文献
[1]孙欣跃.水利水电工程基础处理施工技术探析[J].黑龙江水利科技,2024,52(08):72-74+148.DOI:10.14122/j.cnki.hskj.2024.08.032.
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