水利工程施工技术方案及陕西案例

水利工程作为国民经济的基础性工程，其施工质量直接关乎防洪、灌溉、供水等功能的实现。施工技术方案的科学性与针对性，是保障工程安全、高效、生态化建设的核心前提。陕西省地处黄河流域与长江流域的交汇地带，兼具黄土高原、秦岭山地与关中平原的复杂地貌，水利工程建设面临地质条件多样、生态保护要求高、气候差异显著等挑战。本文结合水利工程施工技术的核心逻辑，以陕西典型工程为例，剖析技术方案的实践路径与优化策略。一、水利工程施工技术方案的核心构成（一）土方工程施工技术土方工程是水利工程的基础环节，涵盖开挖、填筑、压实等工序。在黄土高原地区的坝体、渠道工程中，需重点关注边坡稳定性与土方压实度。分层开挖技术通过控制每层开挖深度（通常≤3m），结合机械开挖与人工修整，避免边坡坍塌；填筑作业采用“薄层铺筑、分层碾压”工艺，选用振动碾或羊足碾，确保压实度≥96%（根据工程等级调整）。例如陕北淤地坝建设中，针对湿陷性黄土特性，采用强夯法预处理地基，有效消除黄土湿陷性。（二）混凝土工程施工技术混凝土工程的质量直接影响水工建筑物的耐久性。配合比设计需兼顾强度、抗渗性与抗冻性，针对陕西寒冷地区（如陕北），混凝土中需掺入引气剂，提高抗冻等级（F200以上）。大体积混凝土施工（如大坝、隧洞衬砌）采用“分层分块、低热水泥+通水冷却”的温控措施，控制混凝土内外温差≤25℃，避免温度裂缝。引汉济渭工程秦岭隧洞的衬砌混凝土，通过优化配合比（掺加粉煤灰、矿渣粉），降低水化热，同时采用模板台车机械化施工，提高成型精度。（三）防渗与支护技术水利工程的渗漏问题会削弱结构稳定性，防渗技术需根据地质条件选择。在砂卵石地层的渠道、坝基防渗中，高压喷射灌浆技术可形成连续防渗墙；而在黄土裂隙发育区，采用土工膜（如HDPE膜）铺设结合黏土夯实的复合防渗体系。边坡支护方面，秦岭山区的水利工程常采用“锚杆+格构梁+植被”的组合支护，既保证边坡稳定，又兼顾生态修复。东庄水利枢纽的坝基防渗工程，通过混凝土防渗墙与帷幕灌浆结合，有效阻断地下水渗透路径。（四）生态水利施工技术新时代水利工程强调生态友好，陕西在渭河治理、淤地坝建设中广泛应用生态技术。植被混凝土护坡通过添加有机质、保水剂，在混凝土表面形成植被生长层，兼顾抗冲刷与生态修复；生态袋堆砌技术用于河道护岸，利用土工合成材料袋填充土壤与种子，实现柔性护岸。渭河生态区建设中，采用“透水混凝土+植草沟”的海绵水利技术，提升雨水调蓄能力，减少面源污染。二、陕西典型水利工程施工技术方案实践（一）引汉济渭工程——长距离深埋隧洞施工工程概况：引汉济渭是陕西“南水北调”核心工程，需穿越秦岭山脉，建设总长98.3km的深埋隧洞，最大埋深2012m，地质条件复杂（断层、岩爆、高地温）。施工技术方案：1.隧洞开挖：采用“TBM（全断面硬岩隧道掘进机）+钻爆法”组合工艺。TBM段（约85km）利用其高效、低扰动的优势，日进尺可达30m；钻爆法用于TBM无法通过的断层破碎带，采用光面爆破技术，控制超欠挖≤15cm。2.支护与衬砌：针对岩爆段，采用“超前锚杆+钢拱架+喷射混凝土”的主动支护；高地温段（洞内温度≥35℃）设置通风降温系统，同时采用耐热混凝土衬砌。3.难点解决：通过地质超前预报（TSP、地质雷达）提前掌握断层位置，调整施工参数；研发自适应TBM刀具，提高硬岩掘进效率。工程实践表明，TBM技术的应用使隧洞施工周期缩短40%，成本降低30%。（二）东庄水利枢纽——高土石坝与生态防洪体系工程概况：东庄水利枢纽位于泾河下游，是黄河流域防洪骨干工程，大坝为均质土坝，最大坝高230m，兼具防洪、减淤、供水功能。施工技术方案：1.坝体填筑：采用“分区填筑、动态控制”工艺，将坝体分为防渗体、过渡层、主堆石区，选用泾河天然砂砾石作为填筑料，压实度≥98%。填筑过程中采用GPS定位与碾压遍数自动监测系统，确保施工质量。2.混凝土面板施工：面板采用滑模浇筑，分块长度≤15m，设置伸缩缝与止水带，防止温度裂缝与渗漏。3.生态防洪：枢纽下游建设生态湿地，采用“透水坝+植被缓冲带”的组合，削减洪峰流量，净化入库水质。工程运行后，泾河下游防洪标准从20年一遇提升至100年一遇，同时年减淤量达2000万m³。（三）陕北淤地坝群建设——黄土高原水土保持技术工程概况：陕北地区是黄土高原水土流失核心区，淤地坝作为小流域治理的关键工程，需在沟壑区建设坝体、排洪渠、溢洪道等设施，兼具拦沙、蓄水、造地功能。施工技术方案：1.坝体施工：采用“碾压式土坝”工艺，坝基处理采用“清基+截水槽”，清除表层腐殖土与软弱层，截水槽深入稳定土层≥2m。填筑料选用当地黄土，分层碾压（层厚20-30cm），压实度≥95%。2.排洪系统：排洪渠采用“浆砌石+混凝土”衬砌，溢洪道设置消力池，防止水流冲刷坝体。3.生态配套：坝坡采用“紫穗槐+沙棘”混播护坡，坝地种植耐旱作物（如谷子、马铃薯），形成“坝体稳固-生态护坡-农业利用”的复合体系。截至2023年，陕北淤地坝群已累计拦沙20亿吨，新增耕地50万亩，生态与经济效益显著。三、技术方案优化与陕西地域特征的适配策略（一）地质条件适配陕西黄土高原区（陕北）的湿陷性黄土、秦岭山区的断层破碎带，要求施工技术方案强化地基处理与支护措施。例如，淤地坝建设中采用强夯法处理湿陷性黄土地基，引汉济渭隧洞采用超前地质预报与动态支护技术，应对复杂地质。（二）气候条件适配陕北寒冷干燥，混凝土工程需添加防冻剂、采用冬季保温养护；关中平原夏季高温，大体积混凝土施工需优化配合比、加强温控。东庄水利枢纽的混凝土坝体采用“通水冷却+表面保温”，有效控制温度裂缝。（三）生态保护适配陕西作为黄河流域生态保护重点区，水利工程需践行“绿水青山”理念。渭河治理中采用生态护岸、透水铺装，淤地坝建设中推广植被护坡，引汉济渭工程注重隧洞施工对秦岭生态的最小扰动，通过生态补偿机制修复施工区植被。四、结论与展望水利工程施工技术方案的科学性，需基于工程功能、地质气候、生态要求的系统分析。陕西案例表明，针对性的技术方案（如TBM隧洞施工、生态淤地