绪论
水利水电工程施工技术是一门理论与实践紧密结合的专业课。它是在总结国内外水利水电工程建设经验的基础上,从施工技术、施工机械等方面,研究水利水电建设基本规律的一门学科。
一、我国水利水电工程施工的成就与发展
我国是水利大国,与华夏文明一样,治水的历史源远流长,治水的成就灿烂辉煌。从举世闻名的都江堰,到气势磅礴的三峡工程;从大禹治水的“定九州”,到“'98大洪水”百万军民的“三个确保”(确保长江干堤安全,确保重要城市安全、确保人民生命安全),中华民族在与水的抗争中得到凝聚和发展。特殊的自然地理条件,决定了除水害、兴水利历来是我国治国安邦的大事。水利兴则天下定,仓廪实,百业兴。历代善治国者均以治水为重。几千年来,修建了都江堰工程、黄河大堤、南北大运河以及其他许多施工技术难度大的水利工程。在抗洪斗争中,创造了平堵与立堵相结合的堵口方法,取得了草土围堰等施工经验。这些伟大的水利工程和独特的施工技术,至今仍发挥着作用,有力地促进了我国水利水电建设的发展。
新中国成立后,我国水利建设事业取得了辉煌的成就。在水利建设中,江河干支流上加高加固和修建了大量的堤防,整治江河,提高了防洪能力。修建了官厅、佛子岭、大伙房、密云、岳城、潘家口、南山、观音阁、桃林口、江垭等大型水库,为防洪、蓄水服务。修建了三门峡、青铜峡、丹江口、满拉、乌鲁瓦提等防洪、蓄水、发电等综合利用的水利枢纽。这些工程中有各种形式的高坝,使得我国坝工技术有了飞跃的发展。在灌溉工程方面,修建的人民胜利渠是黄河下游第一个引黄灌溉渠,还修建了淠史杭灌区、内蒙古引黄灌区、林县红旗渠、陕甘宁盐环定扬黄灌区、宁夏扬黄灌区等。在跨流域引水工程方面修建了东港供水、引滦入津、南水北调东线、南水北调中线、引黄济青、万家寨引黄入晋工程等。我国取水、输水、灌溉技术均达到了国际水平。
在防洪方面,修建和加高加固大江大河堤防26万km,兴建水库8.5万座,总库容5000多亿m3,初步控制了常遇洪水,保护了4亿多人口、470座城市、5亿亩耕地和大量交通道路、油田等基础设施。新中国成立后,战胜了历次大洪水和严重的干旱灾害,黄河年年安澜。1998年大洪水,长江堤防保持安澜,松花江、嫩江主要城市和河段保证了安全。
在农田水利方面,灌溉面积发展到8亿亩,灌区生产的粮食占全国总产量的75%,棉花和蔬菜产量占全国总产量的90%,我国以占世界近10%的耕地面积,解决了占世界22%人口的粮食问题。
在供水水源方面,兴建了大量的蓄水、引水、扬水工程,抽用地下水,农业灌溉和城市工业供水水源已经初具规模,乡镇供水发展迅速,水利工程年供水能力达5800亿m3。修建各种农村饮水工程315万处,解决了2亿多人和1.3亿头牲畜的饮水问题。
在水资源调配方面,兴建了一批流域控制性工程以及跨流域调水工程,初步解决了区域水资源分布和城乡工农业用水的矛盾,缓解了国民经济和社会发展的用水需要。随着长江三峡水利枢纽工程和黄河小浪底水利枢纽工程的建成,极大缓解了用水紧张的局面。南水北调工程东线工程位于东部,因地势低需抽水北送至华北地区;中线工程从汉水与其最大支流丹江交汇处的丹江口水库引水,自流供水给黄淮海平原大部分地区20多座大、中城市。
在水电建设中,修建了狮子滩、新安江、刘家峡、新丰江、六郎洞、葛洲坝、白山、东江、龙羊峡、李家峡、鲁布革、小浪底、水口、天生桥二级、天生桥一级、漫湾、五强溪、隔河岩、岩滩、万家寨、二滩、三峡、溪落渡、向家坝等各种类型的大型水电站,还修建了数以万计的中小型水电站。截至2014年年底,水电站装机达3.02亿kW,占全国全部电力装机容量的22.2%。大型水电站供应了工业和城市用电,支持了灌溉用水。中小型水电站供应全国1/3的县、45%的国土面积和70%的贫困山区用电。我国水电装机容量位居世界前列,在水电技术上达到国际水平,能修建各种类型、条件复杂的大型水电站。
施工技术也不断提高。采用了定向爆破、光面爆破、预裂爆破、岩塞爆破、喷锚支护、预应力锚索、滑模和碾压混凝土及混凝土防渗面板等新技术、新工艺。
施工机械装备能力迅速增长,使用了斗轮式挖掘机、大吨位的自卸汽车、全自动化混凝土搅拌楼、塔带机、隧洞掘进机和盾构机等。水利工程施工学科的发展,为水利水电建设事业开拓了一片广阔的前景。
在取得巨大成就的同时,应认识到我国施工水平与先进国家相比尚有较大差距。如新技术、新工艺的研究、推广、使用不够,施工机械还比较落后,配套不齐,利用率不充分,施工组织管理水平不高。这些和我国水电建设事业的发展是不相适应的,这就要求我们必须认真总结过去的经验和教训,努力学习和引进国外先进的技术和科学的管理方法,走出一条适合我国国情的水利水电工程建设新路。
二、水利水电工程施工技术的特点
(1)水利工程施工多在河流上进行,因而需要采取导截流、基坑排水、施工度汛、施工期通航及下游供水等措施,以保证工程施工的顺利进行。
(2)水利工程施工经常遇到复杂的地质条件,如渗漏、软弱地基、断层、破碎带及滑坡等,因而要进行相应的地基处理,以保证施工质量。
(3)水利工程多为露天施工,需要采取适合的冬季、夏季、雨季等不同季节的施工措施,保证施工质量和进度。
(4)水利工程一般都是挡水或过水建筑物,这些建筑物的安全往往关系到国计民生和下游千百万人民生命财产的安危,因此必须确保施工质量。
三、课程内容和教学目标
本课程将系统地阐述水利水电土建工程中各主要工种的施工工艺、主要水工建筑物的施工程序与方法等内容。通过学习,要求了解水利工程中施工常用的施工机械的主要组成部分、工作原理、主要性能及其选择;掌握主要工种的施工过程、施工方法、操作技术、质量控制检查、施工安全技术以及主要水工建筑物的施工特点、施工程序和施工技术要求、施工方法以及质量控制检查。
根据教材内容和课程实践性很强的特点,学习中应掌握基本概念、基本原理、基本方法,结合所学过的课程,循序渐进地进行。必须密切联系生产实际,配合生产实习、生产劳动、生产现场教学、电化教学、多媒体教学、课程作业、毕业设计等教学环节,运用所学的施工知识,才能有效地掌握本课程的内容。