建筑工程技术在水利工程上的应用.doc

建筑技术在水利水电工程中的应用越来越多也越来越重要。建筑技术包含很多方面知识，包括从整体规划，建筑外观设计，建筑内部设计到施工工艺，结构设计等。例如景观设计，建筑设计，室内设计，人工挖土工艺，机械挖土工艺。 一、灌浆施工技术在水利工程中的应用浅谈基础灌浆施工技术在水利工程中的应用。 近年来，随着我国经济建设脚步的逐渐加快，水利工程建设发展的速度也有了很大的提高。但是，在水利工程建设不断发展的同时，也给建筑单位带来了很多棘手的问题，例如：目前国内满足水利工程专用的地基还不是很多。基础灌浆技术的出现在很大程度上解决了水利工程地基的问题，凭借着基础灌浆技术能与地质条件很好的适应的优点，基础灌浆技术有了很大得发展空间。尤其在水利工程方面，由于水利工程对防渗水功能要求的严格，所以在水利工程建设初期必须对地基进行防渗水等方面的处理，因此基础灌浆技术在整个水利工程的施工中占据着重要的位置。 1.基础灌浆施工技术在水利工程中的应用 1基础灌浆施工技术在岩溶地区的应用。 对岩溶地区的基础处理没有成型的技术，施工人员大多是凭借着多年的基础施工经验或参照相同工程基础建设的成果。对岩溶地区的基础施工主要分为两种，一种是岩溶地区无填充物的基础施工，另一种是岩溶地区有填充物的基础施工，在两种基础施工中，对有填充物的基础施工的技术要求的更加严格。基础施工技术方法主要根据照岩溶的深度以及岩溶的大小来决定的。 (1) 使用高压灌浆技术对岩溶地区实施基础灌浆。(2) 使用高压旋喷灌浆技术对岩溶地区实施基础灌浆。(3) 使用基础灌浆技术对浅层含岩溶地区实施基础灌浆。(4) 使用基础灌浆技术对深层岩溶地区实施基础灌浆。2针对吸浆加大的水利工程的灌注方法一般来说，对水利工程中出现的岩缝灌浆会在13小时内结束，在对岩缝灌浆的过程中，使用水泥的数量也是有限的，一般情况，单位面积的岩缝在灌浆的过程中使用水泥的数量应该小于120220kg/m。因此，对于一般吸浆的岩缝我们可以按照正常的施工工序。但是在对岩缝灌浆的过程中，有很多岩缝会出现大量吸浆的情况，因为水泥浆始终不能保持满足，所以需要采取一定的措施来解决这种情况。出现大量吸浆的有很多原因，但是究其根本是因为地质条件的特殊，灌注的水泥浆有可能从特殊的地理通道流到别的位置，也有可能是从灌浆区附近的地表溢出。 在这种特殊的灌浆方法对基础进行灌浆时，一般来说，结束是灌浆的压力往往要比预先设计的要小，在无法按设计压力灌浆时应该随机应变，可适当降低灌浆压力，在灌浆一段时间之后，带灌入砂浆凝固时，若无其他原因可按设计压力进行灌浆。 2.灌浆施工技术在严重漏水的情况下使用。 在做水利工程的工程中，很容易见到基础严重漏水的现象，根据以往工程经验判断，产生漏水的原因主要是水利工程建设选点失误，水利工程建设在可溶性岩石地区是水利工程建设点失误的主要体现。在遇到这种工程使用常规的灌浆技术不仅消耗成本大，而且收益也小，所以我们必须采取其他的办法对基础进行灌浆。 （1） 采用模袋灌浆的处理方法。（2） 采用填充级配料进行处理。 3. 上述的灌浆技术存在着自身的优点，但是同时也有缺点，灌浆施工特别是在熔岩地区的灌浆施工常常要结合施工人员的经验以及对相似工程的总结和借鉴；在大吸浆量大的地带所用的灌浆技术虽然简单，但是由于砂浆的扩散造成了极大的浪费，增加了施工的经济成本；在严重漏水的情况下选择的灌浆基础操作与其他灌浆技术相比要复杂很多，正确的使用灌浆技术技能起到很好的灌浆效果，同时也能减少大量的成本。我们在水利施工的工程中应该因地制宜，在不同的地质条件下选择不同的基础灌浆技术，选择合适的基础灌浆技术，或是把多种灌浆技术相结合，争取使每种基础灌浆方法在施工的过程中都发挥更大的作用。 二、滑模技术在水利水电工程施工中的应用。随着水利水电工程的发展水利水电工程的施工技术也得到了很大的发展空间。经过研究发现滑模技术具有施工效率、安全性强、施工成本低等优点被施工人员广泛运用于各种水利水电工程的建设中。滑模的混凝土施工技术提高了施工的速率对紧急防洪工程提供重要的保障。近年来洪涝、水土流失现象越来越严重洪涝灾害严重威胁着人们的生命安全为了防止环境的恶化人们开始退耕还林、治理洪灾洪灾地区人们不得不移居他乡重建家园。为了防止洪灾的威胁保障人们的生命安全就必须加强水利水电的施工技术提高水利水电工程的质量。随着水利水电施工技术的不断发展滑模施工技术开始得到广泛的运用。滑模施工技术将钢筋混凝土施工技术与混凝土施工技术相结合汲取两种混凝土施工技术的优点弥补其中的不足之处。滑模施工技术由于自身具有很好的优势并许多的水利水电施工单位所应用。滑模施工技术设备主要由工具模板、动力滑升设备、施工配件等构成。水利水电工程施工与普通的工程施工相比水利水电工程的结构设计复杂、施工难度大混凝土施工量多。管理人员要加强对施工人员的培训和考核加强施工人员的专业知识提高施工人员的滑模施工技术以保证水利水电工程滑模的施工质量。 水利水电工程施工与其他工程建筑施工相比水利水电工程施工的结构复混凝土施工量多施工的难度大施工技术的要求高而且施工成本也很高。为了降低水利水电建设的成本提高水利水电工程的经济效益提高水利水电工程的质量施工人员要善于掌握新的施工技术保证水利水电工程的顺利完成。水利水电混凝土滑模施工技术是水利水电工程建设中常见的一种混凝土是施工技术具有多的优点为水利水电工程建设提供有利的条件。滑模施工技术的优点主要有： （1）施工效率高。滑模施工技术解决了水利水电施工难的问题加快了施工的速度缩短了施工的时间提高施工的效率。（2）可以减少施工成本。滑模技术在水利水电施工过程中的模板周转数减少加快施工的速度降低了模板的损耗节省了施工的成本。（3）加快混凝土浇筑速度。滑模施工技术具有连续施工的优点大大提高了混凝土浇筑的速度保证混凝土施工质量。 三、防渗技术水利工程施工中的应用。随着我国水利工程的不断发展与进步，水利工程防渗工作越来越受到重视，本文将对水利工程防渗处理的施工技术等问题进行分析与阐述，每种防渗方法都有自身的优势和缺陷。因此，在进行水利工程的防渗处理中，应结合实际情况，采取相应的防渗措施，不断创新防渗施工工艺，提高防渗施工水平。 随着国民经济的发展，我国的水利工程建设取得了良好的发展，为国家经济建设发挥了巨大的作用，作出了不可磨灭的贡献。特别是在防洪抗旱、农田灌溉、生活用水、工业用水等方面，发挥了极其重要的作用。在水利工程的防渗施工中，应根据问题的实际情况，采取相应的方法。在水利工程中，最常用的防渗处理方法就是两种：灌浆处理和防渗墙。1.水利工程防渗处理的必要性水是人类生产和人们生活必不可少的自然资源，用途广泛，极其宝贵。水利工程是基于对水的调节和分配而修建的。修建和完善水利工程，才能科学地控制水流，防止洪涝灾害，更好地满足人民生产生活对水资源的广泛需要。水利工程的防渗处理是一项专业性很强的技术手段，需要水利工程技术人员全面掌握专业技术，在工作中能吃苦耐劳，有忘我的奉献精神。由于水利工程都需要做较大的投入，而且牵涉到群众的安全，加上地形地貌特殊、山水结构复杂，给水利工程的修建和防渗工作带来了很大困难。这就需要水利工作者必须深入一线，做深入细致的调查、分析和研究，全面掌握地貌特征、土质结构和相关情况，在保证经济、安全、实用的前提下，选择和采用合适的工艺技术组织施工，除险加固。防渗堵漏，全力做好水利工程的防渗处理工作，确保水利工程的修建质量，使其在人类文明生产和人们日常生活中发挥应有的作用。2.水利工程防渗墙的类型 （1）锯槽法成墙工艺 （2）多头深层搅拌水泥土成墙工艺 （3）链斗法成墙工艺 （4）薄型抓斗成墙工艺3.水利工程施工中灌浆类型 水利工程建设的灌浆方法关系于防渗透程度质量因素，把握好防渗处理的灌浆方法极其重要。土石坝坝体、坝基防渗处理中灌浆方法主要有均质土坝及宽心墙坝的坝体劈裂灌浆、高压喷射灌浆、坝基卵砾石层防渗帷幕灌浆等。 （1）士坝坝体劈裂灌浆 （2）高压喷射灌浆 （3）卵砾石层防渗帷幕灌浆 (4)控制性灌浆四、建筑工程组织管理CM模式在水利工程的应用。CM模式是国际上在建设工程组织管理模式的一种新型管理模式，译成中文之意为“施工管理”或“建设管理”，CM模式分为代理型CM模式和非代理型模式两种类型。它与现今黑龙江省的建设管理模式比较有突出的优点，应予推广。1基本情况建设项目管理(Construction Project Management)亦称为工程项目管理，这是国际上在建设工程组织管理比较先进的一种管理模式。而我省水利系统建设工程组织管理模式，多采用设计招标建造模式(DesignBidBuild)。采用这种模式时，业主分别与设计单位、招投标单位、施工和监理单位签订专业服务合同。设计单位负责提供设计文件、图纸，招投标单位组织实施招标来选择承包商，施工单位负责组织施工，监理单位负责监督工程质量。但业主还要在施工阶段对施工单位的施工活动进行监督并对工程资金进行审核和签署。随着我省水利事业的飞速发展，建设规模和发展速度都达到了高水平，出现了一大批大型水利工程，其技术和管理的难度大幅度提高，对工程建设管理者(即业主)水平和能力的要求亦相应提高。在这种新形势下，传统的建设工程组织管理模式已不能满足业主对建设工程目标进行全面控制和对建设工程实施进行全过程控制的新需求，其固有的缺陷日益显得突出，主要表现在:相对于质量控制而言，对投资和进度的控制以及合同管理较为薄弱，效果较差;各服务单位难以形成有效的统一，各负责自己的业务，投资控制很难控制;难以发现设计本身的错误或缺陷，常常因为设计方面的原因而导致投资增加和工期拖延。2 CM模式随着社会技术经济水平的发展，建设工程、业主的需求也在不断变化和发展，总的趋势是希望简化自身的管理工作，得到更全面、更高效的服务，更好地实现建设工程预定的目标。与此相适应，建设工程组织管理模式也在不断地发展。国际上出现了许多新型模式，CM模式就是其中最基本的一种。1、CM模式的概念CM是英文constructmn Managemenl的缩写，若直译成中文为“施工管理”或“建设管理”，即使在CM的发源地美国，对CM模式也没有完全统一的定义。CM模式，就是在采用快速路径法时，从建设工程的开始阶段就雇用具有施工经验的CM单位(或CM经理)参与到建设工程实施过程中来，以便为设计人员提供施工方面的建议且随后负责管理施工过程，这种安排的目的是将建设工程的实施作为一个完整的过程来对待，并同时考虑设计和施工的因素，力求使建设工程在尽可能短的时间内、以尽可能经济的费用和满足要求的质量建成并投入使用。美国建筑师学会(A1A)和美国总承包商联合会(AGC)于20世纪90年代初共同制定了CM标准合同条件。但是，FIDIC等合同条件体系至今尚没有CM标准合同条件。2、CM模式的类型CM模式分为代理型CM模式和非代理型CM模式两种类型。 （1）代理型CM模式(CM/Agemcy) （2）非代理型CM模式(CM/NonAgency)五、施工坐标在水利工程中的应用。 1 概述 水利工程形式多样, 有大坝、隧洞、明渠、电站等。在具体的测量放线过程中, 我们发现: 每个建筑物开始施工时, 业主除提供23 个控制点的大地坐标外, 建筑物的轴线上还提供两个点的大地坐标。依据控制点测放轴线上两点比较简单,可是测放出这两个轴线上的点后, 再进行细部测放, 就必须依据细部点到轴线上点的方位角和距离推算出细部点的坐标才能测放, 比较繁琐,特别是涉及大坝上下游收坡、电站基础开挖时掌握超欠挖等问题, 边坡点距轴线的距离随着高程的变化而变化, 非常难以掌握。为此, 针对建筑物细部尺寸与轴线垂直或平行的特点, 我们在具体工作中采用了与大地坐标、建筑物相对应的, 仅供施工用的施工坐标。这样一来, 一切困难就都迎刃而解了。 2施工坐标在各项水利工程中的应用 施工坐标在各项水利工程中都能很广泛的应用, 但应注意: 同一个控制点在不同的建筑物施工坐标系中有不同的施工坐标, 要注意区别使用。全站仪测量时, 显示的N、E、Z 值,在不同的建筑物施工坐标系中也有不同的意义。下面就以施工坐标在常见的几种水利工程中的应用为例, 来体会施工坐标的灵活性和实用性。 在大坝施工中, 施工坐标系建立时, 以大坝轴线作为施工坐标轴, 以坝轴线的起始点为施工坐标原点, 以坝轴线方向为施工坐标方向。测放时, 测站控制点和后视控制点全部输入以此坐标系换算的施工坐标, 全站仪测量显示值N、E、Z 就分别表示该点的坝轴线的桩号、距坝轴线的距离和高程, 这样, 测放起来就十分方便了。测放坝轴线, 只要固定住E 值为0, 移动棱镜变动N 值就可以; 而要测放距离坝轴线4 m的点只要固定E 值为4 就行了。考虑到坝面收坡, E 值随着Z 值的变化而变化, 先以所测Z 值根据设计边坡算出理论E值, 然后与所测的E 值相比较,左右移动棱镜调整E 值, 使所测E 值与理论E 值相等, 就找到正确的收坡位置了。这是一种依据固定高程调整距离的方法, 这种方法较适用于控制坝体的填筑边坡; 同样也可以依据全站仪所测的E 值, 根据设计边坡推算出理论的Z 值, 然后与所测的Z 值相比较, 上下移动棱镜调整Z 值, 使所测Z 值与理论Z 值相等, 就找到正确的收坡位置了。这种方法较适用于坝体上砌石的高程控制。 六、建筑信息模型在水利工程设计中的应用。 建筑信息模型（BIM）已经在多个土木工程行业中被广泛的应用，但它在水利行业中的应用就相对滞后。那么，什么是建筑信息模型（BIM）？如何将BIM 应用到水利工程设计工作中？BIM 又能为我们水利工程设计师们带来什么样的改变？用多个示例来展示一下，建筑信息模型（BIM）是如何将水利工程设计从传统的“二维”设计提升到“三维”设计的，“三维”设计又是如何让设计师们从繁琐的绘图和计算工作中解放出来，从而能将更多的时间和精力放在设计理念的构思和创新上。 1. 建筑信息模型(BIM) BIM 是Building Information Modeling 的缩写，目前中文翻译最为贴切的、也最被大家广泛认可的名称就是：建筑信息模型。建筑信息模型（BIM）是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立。它具有可视化，协调性，模拟性，优化性和可出图性五大特点。“建筑”这一名词狭义的概念指的是高楼大厦、庭院房屋，广义上应该理解为所有的、为满足特定要求的、人为修建的空间结构。因此，BIM这一概念可以被应用到建筑工程领域的各个方面，当然也包括水利建筑工程。BIM 是一种新的思维方式和设计理念，我们可将其以理解为真正意义上的“三维”设计，因为相对传统的“二维”设计，它不仅可以用三维立体的图形，直观的表现出设计成果，更可以为我们提供与建结构属性有关的，且相互关联的各种“三维数据”。真正做到所见即所得。 2. 将BIM 引入水利工程设计 Autodesk Civil 3D 是面向土木工程的一款专业BIM 软件，它在地勘、测绘、交通、市政、规划、电力等等行业中被广泛应用。从该软件提供的多种实用功能和软件的普及率来看，它是一个很好的平台，可以通过这个平台将BIM 的概念引入到我们水利工程设计行业中来。虽然水利工程设计中使用Civil 3D 提供的现有功能，只能完成一些简单的渠道、堤防、土石坝等任务，无法充分发挥BIM 的强大优势，但是它提供了丰富的应用程序编程接口（API），这就是开启BIM 高效“引擎”的关键。根据我国水利工程的特性和行业标准，笔者努力尝试在Civil 3D 的基础上，二次开发一些实用的程序和部件，如文中提到的“库容曲线程序”、“拱坝、重力坝和土石坝部件”、“地质曲面程序”、“曲面转实体程序”等等，这都将会为水利工程设计，特别是大坝设计，带来极大的便利，从而能让建筑信息模型（BIM）“本土化”、“水利化”。“三维”设计这一理念将会是设计行业发展的必然趋势，那么基于BIM 概念下的Civil 3D 是如何将水利工程设计“三维化”的呢？本文将做一次浅显的论述，来抛砖引玉。 3. 结语 将各个设计要素动态关联成为一个有机的整体，这就是BIM 的核心优势。不仅仅是设计师，就连业主、监理、施工单位都能方便的通过Civil3D 来获取各自关心的内容。国内多个知名设计院都已经开始采用Civil3D 进行水利工程的“三维”设计。过去一周的工作量，现在只要几个小时就可以顺利的完成，BIM在很大程度上缩短了工程项目的设计周期，提高了设计成果的质量，减轻了设计师的工作强度，释放了设计师的创造力。这种工作效率上的飞跃，将会为设计院和工程师们带来更多的效益和机遇。 勇敢的尝试和大胆的创新才能使新技术和新理念物尽其用。利用Civil 3D 并且在其基础上进行二次开发，就可以让BIM 更好的满足于水利工程设计的实际需要。“三维”设计的理念将会改变水利工程的现在和将来，BIM 的应用前景一片光明，让我们拭目以待。 七、体积混凝土施工技术在水利工程中的应用。 结合实际工程，介绍了工程具体的施工方案，阐述了施工过程质量控制措施。实践证明，该工程施工质量完好，未发现明显裂缝现象。 1. 工程概况 常德市河伏防洪闸新建工程位于常德市沅水北岸，渐水河与沅水的入口处。常德市河伏闸是为了解决渐河水出路，解决内涝而进行的配套建设工程。新建工程的底板为30 cm x30 m的18 m厚的钢筋混凝土底板，加强带采用抗渗等级P8补偿收缩混凝土，宽度为2 m。该工程施工的特点是混凝土一次连续浇筑施工工作量大，工期紧，仅底板就需要钢筋320 t，混凝土1 720 m 。 2. 施工方案 (1) 混凝土配合比确定混凝土采用商品混凝土，配合比试验