【说明】本摘要是水利工程施工方面的综述，引自中国水利学会《专业学术综述第五集》。
近几年，我国水利工程施工的新技术、新工艺、新装备取得了瞩目的成就。主要体现在：(1)建成了一大批大型水利工程，如三峡、小浪底、二滩、万家寨、引黄入晋、江垭、乌鲁瓦提、满拉、珊溪、黑泉、白溪等；(2)多项施工关键技术获得突破，如三峡大江截流技术，输水洞群和大洞室的开挖技术，全断面碾压混凝土高掺粉煤灰，面板坝接缝、止水结构，高边坡开挖技术，防渗墙的施工深度和接头技术等；(3)大容量、高效率配套施工机械装备，使我国的大型工程施工速度和规模有一个飞跃发展，而挤身于国际领先水平；(4)“98”大水之后，堤防工程的防渗技术，机械化水平的新技术含量有突破性进展；(5)土工合成材料在水利工程中的推广应用提高了一个新的水平；(6)系统工程在施工组织设计上了一个新的台阶；(7)水利工程建设管理，全面推行了项目法人责任制、招标投标制和建设监理制。
1土石坝施工
据不完全统计，已建成和在建的土石坝，坝高大于100m的有31座。混凝土面板堆石坝、土质心墙堆石坝、沥青混凝土防渗土石坝也已进入100m的高坝行列。土工膜防渗的土石坝开始用于中低坝。这些大型骨干工程，其规模和技术难度都取得关键性进展。现将高土石坝的建设经验综述以下：
土质心墙堆石坝。在20世纪国外坝高大于200m的都采用这种坝型，最高达到325m。我国目前在建的大于100m土质的心墙坝的有瀑布沟(186m)，糯札渡(260m)。已建成的有小浪底(154m)，鲁布革(103.8m)，碧口(101.8m)等。成功的技术成果有：
(1)防渗土料选取
通过大量研究，劣质土料也能用于实际工程。如红黏土、湿陷性黄土，膨胀土，各种含砾土、黏质的砾石土，风化料、残积冰积，洪积的碎石土等。只要有正确的土料设计，合适的机械施工设备，科学的压实参数，均可以作为防渗土料。在建的瀑布沟工程采用冰积洪积成因的碎石土做心墙。小浪底工程以制备砾石土(砾石土，与黄土人工掺合料)等作防渗。
(2)基础的防渗技术
在深厚砂砾石层的基础筑坝，建造防渗墙技术非常重要。近几年来，造墙技术采用冲击及反循环钻机钻主孔，抓斗挖掘副孔成墙；200t液压拨管机起拨接头套管，用孔内聚能爆破大孤石钻进等。完善了施工工艺，保证了成墙的施工质量。小浪底的防渗墙的造墙深度达到81.9m。冶勒水电站的试验段已深达101m。
(3)大型的施工设备
近期我国建成的高土石坝，施工设备已达到很高水平。鲁布革土坝，以20t自卸汽车为主，最高月强度22.33万m3；小浪底大坝，填筑方量5158 m3，以60t自卸汽车为主体，最高月强度118万m3，并用碾重约16t的自行式振动碾。标志着土石施工设备达到世界级水平。
2混凝土面板堆石坝施工
全国已建和在建的混凝土面板堆石坝，坝高大于100m的有25座，其中已建成的天生桥一级(178m)，在建的水布垭(233m)目前面板堆石坝主要技术是：
⑴利用堆石体临时挡水或过水渡汛，从而简化导流和渡汛。如天生桥一级等工程。
⑵采用混凝土防渗墙处理砂砾石基础，将混凝土面板的趾板连接防渗墙，组成完整的防渗体系。
⑶对传统的周边缝三道止水作了改进。底部铜止水片仍为基本的止水构件，中间塑料止水带因承受水压力不超过10MPa，对高坝不适应，倾向省去，表面止水研究了塑性填料，取得了良好效果。
⑷不同面积施工改进设计一套重量轻，配套简单，效率高，浇筑灵活，转移和操作方便的无轨滑模系统。它比有轨滑模效率提高三倍，已在国内普遍推广。
⑸施工期垫层上游坡面保护，以人工低标号碾压浆技术使用较普遍。施工简单，不需专门设备，质量稳定，速度快，造价低。
⑹采用重型振动碾薄层碾压，可以达到高密实和较小变形的堆石体，现已选用20~25t的自行式或牵引式振动碾的机械设备。
3混凝土坝施工
混凝土筑坝技术，经过三峡、二滩、江垭、万家寨的工程实践，在混凝土骨料，外加剂，施工机械配套设备等方面有许多创新和发展。由其是高拱坝，在研究体型、坝肩、坝基的稳定温度应力，300m级拱坝抗震安全及泄洪消能的研究都取得了突破。二滩拱坝(240m)的建成标志着我国混凝土坝达到国际领先水平。至今混凝土坝完建和在建超过100m坝高的有24座。
⑴混凝土骨料人工生产系统进入国际水平。小浪底混凝土骨料总需量515万t，为弥补粗砂和小石的不足，采用人工骨料生产工艺流程，以调整骨料粒径及级配。骨料系统加工能力为600t／h，最高月生产29.8万t。二滩混凝土人工骨料生产规模达1200-1400t／h。三峡混凝土也全部采用人工骨料，生产系统配置了先进的破碎轧制设备。
⑵为满足大坝高强度浇筑混凝土的需要，从拌和、运输和仓面作业等系统配置了大容量、高效率的机械装备。在拌和系统二滩配置了4×4.5 m3的自落式拌和楼，生产能力达到360 m3／h，月浇筑强度23.3万m3。三峡配置7座拌和系统。其中2座4×4.5 m3，4座4×3 m3，一座4×6 m3。生产能力500 m3／h，月最高浇筑强度45万m3。二滩、三峡使用大型塔机、缆式起重机、胎带机和塔带机，代表了我国混凝土运输的先进水平。三峡采用MD2200T30塔机，工作幅度80m，提升高度86m，提升速度80m／min，起重量20t。二滩采用30t中速缆机，吊运6 m3和9 m3吊罐，小车行走速度450m／min。三峡胎带机皮带宽61cm，自动伸缩臂长40m，可旋转360°。该机操作、移动灵便，适合大仓面施工，生产能力达到240~300 m3／h。三峡采用的TC2400-84型塔带机，工作幅度84m，输送带宽76cm，浇筑能力为300 m3／h。在仓面作业广泛采用平仓机或推土机和混凝土振捣机组(带有3个或4个电动插入式振捣捧)，实现了混凝土浇筑高度机械化，保证了混凝土浇筑的质量。
⑶大型工程混凝土温度控制，主要采用风冷骨料技术。三峡混凝土要求出机口温度满足7℃，关键是采用骨料二次预冷技术。二滩工程采用喷淋冷水浸泡法预冷骨料，它效率高，预冷相对简单，效果稳定实用。
⑷减少混凝土裂缝，广泛采用补偿收缩混凝土。万家寨工程成功地应用了低热微膨胀水泥混凝土筑坝技术，在不足一年时间内实现了电站坝段从基础浇筑至坝顶。节省了投资，简化了温控，缩短了工期，获得了经济效果。有一些高拱坝的坝体混凝土，采用外掺氧化镁进行温度变形补偿。如广东长沙坝成功地建成一座不设横缝的整体式拱坝，运行良好。
⑸模板费用一般占混凝土总造价的15％~30％，且直接影响施工速度及混凝土表面质量和美观。中型工程广泛采用组合钢模板。大型工程普通采用大型钢模板和悬臂钢模板。模板尺寸有2×3m，3×2.5m，3×3m多种规格。滑动模板在大坝溢流面，隧洞，竖井，混凝土井简中广泛采用。牵引动力有的为液压千斤顶提升，有的为液压提升平台上升，有的有轨拉摸，有的已发展为无轨拉摸。
4碾压混凝土坝施工
近几年，碾压混凝土坝的施工有很大的发展，建成和在建共60座。其中，建成45座；另有围堰12座。目前碾压混凝土高拱坝占总量1／6。坝高超过100m的重力坝的有江垭(130m)，白色(130m)和索风营(120m)；拱坝有沙牌(129m)，石门子(109m)，蔺河口(100m)等。
⑴目前建设的碾压混凝土坝，采用高掺粉煤灰(60％-65％)和低水泥用量(50~60kg／m3)由于水泥用量少，水化热温升减少，最大温升12~16℃。广西百龙滩工程采用水泥用量40kg／m3，粉煤灰49kg／m3，混凝土强度完全满足设计R90100的要求。
⑵采用低于5sVc值混疑土，这有利于改善层面结合且不影响混凝土强度，使碾压混凝土的工作性能得到更好的发挥。
⑶变态混凝土是我国独创，其性态由硬性混凝土变成低坍落度(1~2cm)常态混凝土。通过掺入适量的水泥胶浆，经强力插入式振捣器振捣密实而形成，其层面的结合质量和常态混凝土没有区别，所以在坝的上游面，孔洞结构周边，岩石边坡接合等部位可以采用同—种混凝土。这就使施工作业十分方便，消除了两种混凝土结合不好的现象。目前在江垭、汾河等工程已采用，达到了世界领先水平的技术。
⑷造缝技术在棉花滩工程采用振动式夯改装手提式振动刀板，将PVC编织布条带压到碾压混凝土内。在拱坝的诱导缝需进行灌浆，沙牌工程研制出可进行重复灌浆的预制混凝土组合块—套诱导缝造缝技术，并在石门子、龙首等拱坝中推广使用。
⑸连续上升浇筑混凝土碾压混凝土坝是施工的关键技术。普定工程中采用了翻转模板，实行升程连续浇筑的方法，创造出连续40多天不间歇施工，一次上升15m的快速施工方法。
5土石方明挖、高边坡开挖
我国近期大型水利工程的建设，土石方开挖量和开挖强度达到世界级水平；土石方明挖量三峡12000万m3；小浪底3625万m3，其中基础开挖量达770万m3；二滩814万m3；海拨高程4261.3m的满拉200万m3。三峡的年最高开挖强度4400万m3，月开挖强度153 m3。工程明挖的特点是工程量大，工期紧，开挖深度形成高陡边坡，工程地质条件复杂、多变及与其他工序交叉作业，施工中需不断调整工序。
由于工程量巨大，施工强度高必须选择性能稳定，质量好的配套的先进施工机械设备。三峡选择挖掘机斗容8 m3，77t的自卸载重汽车。
三峡船闸，形成开挖深度170m的高边坡，总开挖量1891万m3，且边坡轮廓线复杂。小浪底进水口最大高边坡120m，前缘宽度仅280m。由于岩体风化，岩石破碎软弱，给开挖边坡稳定带来困难，现已建成，开挖技术达到国际先进水平。
6大型地下工程及长隧洞开挖
1995年以来，我国地下工程建设有了非常迅速的进展，一批特大的地下洞室工程相继建成。以小浪底工程的地下洞群为代表。在左岸不足1km2的范围开凿了108条纵横交叉，上下几层各种用途的洞群。地下厂房开挖尺寸251.5×26.2×57．94m(长×宽×高)三条导流洞最大开挖洞径19.8m，总长度3352m。此外，还有泄洪洞，发电洞，灌溉洞，排沙洞等。二滩和在建的龙滩的地下厂房开挖尺寸分别是192×31.2×71.4，388.5×28.9×72.7(长×宽×高)，都取得了令人瞩目的成就。
岩壁吊车梁技术已广泛应用于地下厂房，它可以取消吊车柱减少厂房开挖跨度1-2m，减少施工难度，节省投资。采用的工程有鲁布格，小浪底，大朝山，二滩，东风工程等。它是通过砂浆锚杆或预应力锚杆使混凝土梁支撑在岩壁上。小浪底工程的吊车粱承载力已达到250t。
“九五”期间，水工隧洞的开挖长度大于lkm的约50条，总长度近300km。1992年以前，我国建设的隧洞长度大于lkm的隧洞65条，总长度273km。因此，这几年的建设隧洞长度超过前40年的总和。最长的一条隧洞为引黄入7号隧洞，洞长达43.5km。
利用掘进机开挖长隧洞是我国目前的主要施工方法。它可以提高掘进速度，减少围岩扰动，有效利用围岩的承载能力。引黄入晋一期工程要开凿26条隧洞，总长161.5km，为使工程尽早通水发挥效益，采用了6台全断面双护盾掘进机，开挖了8条总长122km的隧洞，占一期隧洞工程的3／4。掘进速度创造了日最高进尺113m的施工记录，达到了国际先进水平。
7堤防工程
“98”大水，暴露了大江大河堤防抗御洪水能力普遍偏低，另外，堤基渗漏、堤身隐患多，崩岸严重等。堤防安危，关系到国民经济的发展和人民生命财产的安全。因此，在夺取98年抗洪斗争全面胜利后，运用先进技术掀起堤防加固为重点的防洪工程的建设，共加固堤防约3万km，完成堤防达标的约1.65万km．。长江中下游堤防建设总长度8千余公里，其中98年以来重点实施建设的长江干堤工程共29项，总长3576km。
7.1垂直防渗墙是防渗处理最有效的措施。
为了适应堤防建设的需要，各种薄防渗墙(小于30cm)造墙设备引进和研制出来，推动了工程的施工进度和提高工程质量。施工方法大体可分为深搅法，置换法，挤压法和高喷法。
(1)深搅法应用最为广泛。使用搅拌机将土层与水泥浆一起搅拌，固结成水泥土柱。凝固后抗压强度为0.5-1.0MPa(砂性土1.O~3MPa)，渗透系数n×lO-6cm／s。搅拌机已发展为三头、五头、六头多头机具，工效高，保证墙体完整性。
(2)置换法是利用机械开槽，填充防渗材料而形成防渗墙。开槽机的机具有液压抓斗(厚度29cm，墙深40m)，射水法(厚度20~30m，深度30m)，锯槽法(厚度，20-40cm，深度一般在20m以内)。气举反循环法，这是近年的一项新技术，成墙深度37m，性能良好，工效高，有推广价值。
(3)挤压法是将刀具或模具振动挤压到土体中，当起拨刀具或模具时形成空间的同时，注入浆液建造成墙。墙体厚度7.5~15cm，深度在18m以内。
(4)高喷法是利用能量高度集中的射流冲切掺搅地层，使浆液与土层混合凝结。高喷法的双管和三管适用于防渗工程(定喷、摆喷厚度lO~30cm，深度25~30m；旋喷直径70-150cm，深20~25m)。
7.2护岸工程广泛应用了新技术。
主要有铰链式混凝土沉排护岸，模袋混凝土及合金钢丝笼块石。
(1)铰链混凝土沉排工艺采用钢制扣件将预制混凝土块连接成排。其特点是集柔性与整体性于一体。能较好地适应河床变化，确保坡脚稳定，基本不需维修。已在长江干流黄冈、铜陵、同马沉放了数十万平米。
(2)模袋混凝土(砂)护岸是用高强度锦纶丝袋均匀贴在坡面上，用泵充灌流动混凝土或砂的一种新技术。它具有施工速度快，可在水下施工，整体性能好，抗风浪冲击能力强，适应复杂地形，其结构具有良好的柔性和透水性。
(3)合金钢丝笼是用合金钢丝制成的网兜，内装块石沉放于河底。网兜大小由实施地段的水流条件和河床变形决定。它具有强度高，柔性好，耐腐蚀，整体性能好，抗冲能力强，适应河床变形等优点。长江石首河湾共沉放9660个，取得了很好的效果。
8地基处理
伴随着工程复杂地基的建设，地基处理取得新的成绩，如引进GIN灌浆，墙体接头等居于先进行列。在三峡、小浪底工程的防渗墙施工达到国际先进水平。
⑴防渗帷幕灌浆提出一种新的“灌浆强度值”(GIN)方法。由于裂隙岩体灌时控制GIN为一常数，则大裂缝注入量大而压力小，细裂隙注入量小而压力大，自动地适应了岩体地质条件的不规则性，使帷幕体的总的注入浆量合理分布，效益与投资比率达到最大，取得了较好的效果。小浪底工程在这基础上提出了孔口封闭法为基础，嫁接GIN法，取二者之长，完成了约2.7万m，取得了水利部科技进步奖。
⑵混凝土防渗墙的施工，在三峡二期工程上游围堰采用液压铣槽机、抓斗等高效机械的设备，于1997年11月-1998年8月完成了墙厚1．0m，面积4．8万m2的施工任务，月最大施工强度6440m2。在施工技术达到了国际领先水平。
小浪底工程主坝混凝土防渗墙深度达到81.9m，同时还创造防渗墙混凝土强度等级最高(35MPa)的记录，并首次采用横接头孔技术，目前冶勒工程造墙试验深度已达到10lm。
⑶防渗墙接头技术，改进为拔管法施工，尼尔基工程最深40m，面积3.9万m2的防渗墙采用拔管法施工，满足了工期要求，施工最大月强度达到1.3万m2。
9土工合成材料
土工合成材料，具有反滤、排水、隔离、防渗、防护、加筋等多种功能。它具有重量轻、施工简易、运输方便、价格低廉、料源丰富等优点。在“98”大水防洪抢险中发挥重要作用。
10系统工程在施工组织设计中的应用
系统工程在水利工程施工组织管理中进一步拓宽了应用领域，居于全国前列，取得了一系列突破性成果，使其更加适应水利工程建设的需要，前景更为广阔，主要表现在以下几个方面。
⑴应用于工程施工进度计划。主要是：一有《工程网络计划技术规程》可遵循，二有软件系统作技术支撑。组织开发的《水利水电工程施工网络计划软件包》，操作灵活，使用方便，并扩展为进度——费用综合信息管理系统，达到了先进水平。《施工总进度网络计划CAD系统》，已用于天荒坪、桃林口、十三陵等工程，效果良好。这里还须特别指出，成都勘测设计研究院与三峡工程开发总公司联合开发的《三峡二期工程大坝混凝土浇筑模拟与分析系统》，在三峡二期工程大坝混凝土浇筑施工进度计划编制、预测和动态管理中发挥了作用。
⑵应用于工程施工组织设计总平面布置。为解决最优总平面布置问题，应用系统工程中的数学规划、图论、专家系统等方法，并结合CAD技术，取得了一系列施工应用研究成果。如二滩水电站工程砂石料场优选研究中，用系统分析方法建立了混合整数规划模型，并用分枝限界法求解，为合理选择料场，降低砂石骨料成本提供了科学方法，又如：采用多目标决策分析模型，对三峡工程施工场外运输的4种方案，就其13项技术经济指标，排出决策对比优序数矩阵和加权优序数矩阵，进行决策分析计算，为决策提供了科学依据。
⑶应用于主体工程施工。系统工程已较广泛应用于主体工程施工，效果日益显著。如二滩工程的混凝土坝施工中，应用模拟技术模拟混凝土浇筑过程，预测施工工期，确定缆机台数，逐年逐月的施工强度及浇注顺序等重要指标。对各坝型施工过程进行仿真模拟编制了相应的施工计算机模拟软件，并先后在三峡、龙滩等多项工程验证。又如根据二滩工程所处地区的气温和施工条件，用系统分析方法，建立了以坝块混凝土的温控费用为目标函数，以设计规范、自然条件、水化热、浇筑能力、坝块尺寸、冷却措施的效应等因素作为约束条件的非线性规划数学模型，可用于单块实体混凝土浇筑块温控措施的设计。其后，又建立了一种对整个坝体、整个施工期温控措施进行优化的混合型非线性规划数学模型，使所采用的温控措施组合方案的总费用最低。 |
