近年来,国家加大了对基础设施建设的投入,促使各种水利水电工程项目兴起。水利水电工程在水资源调配、消除水灾害、保持水土等方面发挥了重要的作用,综合而言,水利水电工程对区域发展具有经济、社会与生态多重效益。水利水电工程设计作为项目建设的关键环节,影响着整个工程功能和效益的实现。因此,新形势下的水利水电工程设计需遵循相应的原则与规范,保障设计的质量,最大程度发挥水利水电工程在各个领域的作用,带动整个水利事业的稳步发展。
1水利水电工程的基本设计原则
1.1坚持与环境工程设计进行有机结合
近年来,水利水电工程事业逐步迎来了新的发展机遇,人们在水利水电工程项目的建设过程中,不再单一局限于对水利水电工程经济与社会效益的追求,反而更关注水利水电工程经济、社会与生态效益的统一。在现代化水利水电工程设计理念下,对水利水电工程生态系统的要求更高,设计人员在工程设计中需坚持与环境工程设计相结合,不断优化水利水电工程的总体设计,发挥水利水电工程在环境保护、水资源调节等方面的重要作用。
1.2程安全性和经济性原则
由于水利水电工程多建设在河流周边地区,这就使得水利水电工程具备储水、灌溉、防洪、航运、供电、水土保持等功能。但是,任何水利水电工程的施工都需要在保持原有生态平衡的基础上进行,切不可过于追求经济效益而忽略对生态环境的保护。为达到水利水电工程的建设标准,在水利水电工程的设计中,需始终遵循工程安全性与经济性的原则,从工程学与生态学的角度来进行设计,并在设计中融入水利学、水质工程学等方面的知识,使水利水电工程具有更好的安全性与耐久性。水利水电工程的功能相对多样,在投入使用以后需保障水利水电工程能够抵御洪涝、暴雨的侵袭。为满足这一要求,在设计工作开始之前,专业人员需详细勘察工程现场的水流情况、地质地形、气候因素,确保水利水电工程泄洪通道设计相对合理,能够抵御水流冲击。水利水电工程建设施工的过程中,可能会对周边局部生态环境产生一定的破坏,因此,在设计过程中需坚持生态性原则,保障能够在生态破坏最小的前提下实现水利水电工程的功能。
2水利水电工程地基处理关键技术
2.1地基加固技术应用
在水利水电工程建设过程当中,地基加固处理是重要部分。地基加固主要是采用上部荷载转移技术,通过此技术可以对水利水电工程地基进行加固,保障水利的地基稳定。上部荷载转移技术适用于在原有水利水电工程地基上进行二次加固。上部荷载转移技术主要通过地基加宽托换技术,将出现问题的水利地基进行加固。例如,在建设过程当中,出现水利建筑地基出现裂缝、承载能力不足的现象时,可以通过上部荷载转移技术进行解决。使用钢筋混凝土套包裹在原有的地基上,扩大水利的受力面积,防止原有的水利地基裂缝逐渐扩大,分担水利的负载能力。
2.2泥搅拌桩地基处理
水泥搅拌桩也是软土地基处理的一种有效形式之一。从20世纪70年代开始,采用水泥搅拌桩加固软土地基逐渐进入水利水电工程施工的面前,至今已有40多年的历史。它是将水泥作为一种固化剂,用特制的、能钻入土层深处的深层搅拌机,利用搅拌机搅拌头将水泥浆或者水泥粉注入土体,搅拌均匀,使喷出的水泥等固化剂与土体进行充分混合发生物理化学反应,使土体固结,形成具有整体性、稳定性和一定强度的水泥土桩,使软土硬结从而提高地基强度。
2.3地基排水技术要点
为了让水利水电工程地基建设减少受到自然因素的破坏,要采用地基排水技术,降低地基建设损坏概率。水利水电工程地基建设完毕之后,基本上没有保护措施,很容易受到雨水的侵蚀。为了防止地基建设受到雨水侵蚀,这就要对水利水电工程地基进行排水处理,从而保护工程地基。地基排水首先需要对地基表面的水进行汇集,汇集到一个位置,方便统一排水。统一排水设计原理是通过地基表面凸起处实现雨水汇集。其次,将地基表面汇集的雨水进行分流引导处理。此排水原理主要应用到汇集到一处的雨水,并且地势比较平坦的水利水电工程。可以通过建设截水沟、急流槽等排水系统将地表的水排出,防止水利水电工程地基受到雨水侵蚀。
2.4预应力管桩地基处理
预应力管桩地基处理是近几年经常适用的一种地基处理措施,一般在沿海地区使用居多,一般是通过压桩机使用锤击法或静压法等措施将预制混凝土管桩打入土层,将上部建筑物荷载分散至桩端并通过桩基传导至持力层或者通过桩体与土层之间的摩擦力支承上部荷载。预应力管桩作为一种预制桩,一般有厂家提供,质量有保证,其特点:桩身质量稳定、强度高、穿透力强,施工快等优点,不足之处就是费用高,需要一定的场地空间等问题。近几年来随着我国快速发展,预应力管桩技术广泛应用及大型静力压桩机械的研发,致使将直径500、600的预应力管桩压到满足设计要求较深的持力层,以满足建筑物承载力,从而大大推广了预应力管桩的使用空间。
2.5碾压夯实施工
碾压夯实施工技术的操作原理是对地基表层土质进行反复压实操作,有效增大地基基层密实性,保证地基结构稳定,强化土壤性能和使用强度,一般会选择使用推土机完成压实步骤,为了最大程度上保证土质密实度,多会选择滚动车在土层上反复碾压,一直检测合格为止。
3水利水电工程施工中地基处理注意事项
3.1做好工程地质勘探工作
工程地质勘探工作也是准备工作中重要内容,主要的作用就是对地质进行专业的调查,主要的工作内容就是结合之前的遥感照片以及水文地质单位提供的报告和资源来开展调查、测绘以及岩石测试和观测见土试验等工作,还要通过现场原型观测以及岩体学试验等测试工作来进行最终的工程地质勘察报告的编制。在根据上述报告的基础上来掌握此地区的工程地质条件,判断进行水利水电工程建设的可行性,而且按照建筑物的结构要求来对最佳的地基处理技术进行选择和设计。
3.2对地基处理方法进行合理选择
正如前文所述,目前在水利水电工程施工之前针对不同的水文地质条件所采取的地基处理方法主要有以上几种,这就需要按照工程地基的实际情况来进行最佳地基处理技术的选择和方案的制定,而且对不同方案进行合理预算以及所用机械、材料等成本的预算和控制,然后在对各个因素进行综合分析的同时来进行最佳设计方案的确定,保证地基处理效果和质量达标。
结语
针对水利水电工程施工中容易遇到的不同类型的土层以及地基类型,为了确保地基的稳定性和承载能力,就需要结合不同的特点来进行相应的地基处理技术的选择,而且在地基处理技术的应用以及水利水电工程施工中做好施工前的准备以及处理方案的选择设计、后期的技术维护等工作,保证整个水利水电工程施工的安全、顺利以及保质保量的完成。
参考文献
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[2]孙建伟.水利水电工程地基处理关键技术分析.建材与装饰,2019(51).
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