基礎(chǔ)設(shè)施施工新技術(shù)及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施施工新技術(shù)及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)水利工程概述水利工程概述

6.1.1水資源一、水資源的概念廣義上，水資源指的是地球上所有的氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)的天然水。工程實(shí)際中，水資源是指人類可以利用的水資源，主要是指某一地區(qū)逐年可以天然恢復(fù)和更新的淡水資源。

6.1.1水資源怕水節(jié)水治水調(diào)水6.1.2水利工程一、水利工程的概念研究這類活動(dòng)及其對(duì)象的技術(shù)理論和方法的知識(shí)體系稱為水利科學(xué)。用于控制和調(diào)配自然界的地表水和地下水，以達(dá)到除害興利目的而修建的工程稱為水利工程。創(chuàng)新案列——大禹治水6.1.2水利工程二、水利工程的分類按照服務(wù)對(duì)象1防洪工程、農(nóng)田水利工程、灌溉和排水工程、水力發(fā)電工程、航道與港口工程、水土保持、城鎮(zhèn)供水與排水工程等。6.1.2水利工程二、水利工程的分類按照對(duì)水的調(diào)配作用2蓄水工程、排水工程、取水工程、輸水工程、提水工程、水質(zhì)凈化工程、污水處理工程。6.1.3水工建筑物與水利樞紐為了滿足防洪要求，獲得灌溉、發(fā)電、供水等方面的效益，需要在河流的事宜地段修建不用類型的建筑物，用來控制和分配水流，這些建筑物統(tǒng)稱為水工建筑物。不同類型的水工建筑物組成的綜合體稱為水利樞紐。6.1.3水工建筑物與水利樞紐一、水工建筑物分類擋水建筑物1為攔截水流、抬高水位、調(diào)蓄水量，或?yàn)樽钃鹾铀簽E、海水入侵而興建的各種閘、壩、堤防、海塘等水工建筑物。6.1.3水工建筑物與水利樞紐一、水工建筑物分類泄水建筑物2為宣泄水庫(kù)、河道、渠道、澇區(qū)超過調(diào)蓄或承受能力的洪水或澇水，以及為泄放水庫(kù)、渠道內(nèi)的存水以利于安全防護(hù)或檢查維修的水工建筑物。為了工程需要而興建的建筑物。以水力發(fā)電站、各種輸水渠道為代表。6.1.3水工建筑物與水利樞紐一、水工建筑物分類專門水工建筑物36.1.3水工建筑物與水利樞紐一、水工建筑物分類水利工程的特點(diǎn)4系統(tǒng)性和綜合性很強(qiáng)；對(duì)環(huán)境有很大影響；工作條件復(fù)雜；規(guī)模大，技術(shù)復(fù)雜，工期較長(zhǎng)，投資多，對(duì)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等有很大影響；農(nóng)田水利工程農(nóng)田水利工程6.2.1農(nóng)田水利工程農(nóng)田水利是通過興建和運(yùn)用各種水利工程措施，解決農(nóng)田的灌溉和排澇，改善農(nóng)田水分狀況和地區(qū)水利條件，以及土壤改良工作等。農(nóng)田水利工程主要分為灌溉和排水。6.2.2灌溉工程一、灌溉工程分類蓄水工程1

灌溉，為農(nóng)田灌溉而興建的水利工程。攔蓄河槽徑流或地面徑流的水庫(kù)、塘壩等；6.2.2灌溉工程取水工程2將河水引入渠道，以滿足農(nóng)田灌溉、水力發(fā)電、工業(yè)及生活供水等需要。因取水工程位于渠道的首部，所以也稱渠首工程。6.2.2灌溉工程灌溉取水方式示意圖①無壩取水取水方式②有壩（低壩）取水③抽水取水④水庫(kù)取水6.2.2灌溉工程輸、配水工程3灌區(qū)內(nèi)各級(jí)渠道及其構(gòu)筑物（如隧洞、渡槽、倒虹吸、跌水、涵洞、節(jié)制閘、分水閘等）.6.2水利工程的基本類型渠道斷面示意圖6.2水利工程的基本類型節(jié)水灌溉傳統(tǒng)灌溉節(jié)水灌溉6.2水利工程的基本類型一、節(jié)水灌溉技術(shù)應(yīng)用的重要性提高農(nóng)戶的經(jīng)濟(jì)收益1提升水資源的利用率2優(yōu)化生態(tài)環(huán)境36.2水利工程的基本類型二、節(jié)水灌溉技術(shù)類型噴灌6.2水利工程的基本類型二、節(jié)水灌溉技術(shù)類型滴灌2創(chuàng)新案例——膜下滴灌技術(shù)6.2水利工程的基本類型二、節(jié)水灌溉技術(shù)類型微灌3微灌6.2水利工程的基本類型二、節(jié)水灌溉技術(shù)類型渠道防滲漏46.2水利工程的基本類型二、節(jié)水灌溉技術(shù)類型退泄水工程5退泄渠迫多余水量的泄水閘、泄水道等。水閘水利發(fā)電工程水利發(fā)電工程6.2.3水利發(fā)電工程創(chuàng)新案列——三峽水電站6.2.3水利發(fā)電工程一、灌水電站的組成擋水建筑物1泄洪建筑物2引水建筑物3電站廠房46.2.3水利發(fā)電工程二、水工建筑物的作用壩的作用1是攔截水流、抬高水位、形成水庫(kù)，造成上下游之間的水位差，使電站具備水力發(fā)電的基本條件。6.2.3水利發(fā)電工程閘門調(diào)節(jié)流量和控制洪水。閘門可根據(jù)它所在的位置的不同分為低水頭閘門和高水頭閘門。6.2.3水利發(fā)電工程泄洪建筑物宣泄洪水，防止洪水漫頂，確保大壩安全；泄水建筑物按泄流方式可分為溢洪道和深式泄水道兩類。6.2.3水利發(fā)電工程引水道是連接水電站進(jìn)水口和調(diào)壓室(或壓力前池)之間的水道，主要用于集中發(fā)電水頭，保證向電站連續(xù)供水。引水道的類型有引水隧洞、引水明管、引水明渠等。6.2.3水利發(fā)電工程水電站開發(fā)方式和主要類型按其集中水頭的方式不同分為壩式、引水式和混合式三種基本方式。一、壩式水電站6.2.3水利發(fā)電工程水電站開發(fā)方式和主要類型河床式水電站1壩后式水電站2類型可分為：河床式水電站布置圖壩后式水電站布置圖6.2.3水利發(fā)電工程二、引水道式水電站在河流坡降陡的河段上筑一低壩取水，通過人工修建的引水道引水到河段下游，集中落差，再經(jīng)壓力管道引水到水輪機(jī)進(jìn)行發(fā)電。6.2.3水利發(fā)電工程無壓引水式，引水建筑物是無壓的，如明渠、無壓隧洞；無壓引水式水電站6.2.3水利發(fā)電工程有壓引水式水電站，引水建筑物是有壓的，如壓力隧洞。有壓引水式水電站6.2.3水利發(fā)電工程三、抽水蓄能電站以抽水蓄能電站利用電力負(fù)荷低谷時(shí)的電能抽水至上水庫(kù)，在電力負(fù)荷高峰期再放水至下水庫(kù)發(fā)電的水電站水利工程施工方法（一）水利工程施工方法（一）CONTENTS一、施工水流控制二、爆破工程三、基礎(chǔ)處理工程目

錄一、施工水流控制采取“導(dǎo)、截、攔、蓄、泄”等工程措施，來解決施工和水流蓄泄之間的矛盾，避免水流對(duì)水工建筑物施工的不利影響，把水流全部或部分導(dǎo)向下游或攔蓄起來，以保證水工建筑物的干地施工和在施工期內(nèi)不影響或盡可能少影響水資源的綜合利用。一、施工水流控制（一）施工導(dǎo)流方式根據(jù)圍堰的修筑和使用方式對(duì)導(dǎo)流進(jìn)行分類。一般情況下分為三類：分段圍堰法導(dǎo)流、全段圍堰法導(dǎo)流、淹沒基坑法導(dǎo)流。分段圍堰法導(dǎo)流壩軸線全段圍堰法導(dǎo)流一、施工導(dǎo)流控制（二）圍堰工程圍堰導(dǎo)流工程中的臨時(shí)擋水建筑物，其作用是圍護(hù)基坑；保證干地施工。臨時(shí)圍堰完工時(shí)應(yīng)予以拆除。圍堰的分類一、施工導(dǎo)流控制（三）導(dǎo)流方案在整個(gè)施工過程中，根據(jù)各個(gè)施工時(shí)段的內(nèi)容不同，劃分不同的導(dǎo)流時(shí)段、流量標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)流量，并依據(jù)每個(gè)導(dǎo)流時(shí)段的工作內(nèi)容，運(yùn)用不同的導(dǎo)流建筑物控制水流。（四）截流工程截流工程是指截?cái)嘣哟菜?，把河水引向?qū)Я鹘ㄖ锵滦沟氖┕?。截流是大型水電工程建設(shè)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，截流在施工導(dǎo)流中占有重要地位，截流日期是施工總進(jìn)度的重要里程碑。影響工期二、爆破工程（一）水利水電工程中的巖石開挖爆破技術(shù)A.水工建筑物巖石基礎(chǔ)的開挖B.巖石高邊坡爆破開挖C.面板堆石壩填筑石料的開采D.圍堰和巖坎的拆除爆破二、爆破工程（二）爆破器材爆破器材有炸藥和起爆器材。而在我國(guó)水電工程中最常用的炸藥為2號(hào)巖石銨梯炸藥。常用的起爆器材有火雷管、導(dǎo)火索、電雷管、導(dǎo)爆索、導(dǎo)爆管、導(dǎo)爆雷管。起爆器材的作用是引爆炸藥、引爆器材間互相引爆、傳遞爆轟波。二、爆破工程（三）爆破的基本方法鉆孔爆破洞室爆破預(yù)裂爆破光面爆破二、爆破工程（四）存在問題A.步驟過于繁瑣,效率低；B.鉆孔、爆破工作量大、爆破工藝復(fù)雜,而各個(gè)工程氣候多樣、地質(zhì)多變，受裝備工藝局限性；C.設(shè)計(jì)方法科學(xué)性、應(yīng)用體系完整性等核心技術(shù)難題的制約;

創(chuàng)新在哪里？三、基礎(chǔ)處理工程（一）基礎(chǔ)的概念水工建筑物的基礎(chǔ)，按照地層的性質(zhì)可以分為兩類：巖基和軟基(土基和砂礫石地基)。（二）基礎(chǔ)處理常用方法基礎(chǔ)開挖非開挖方法包括巖石基礎(chǔ)灌漿、砂礫石層灌漿、高壓噴射灌漿、混凝土防滲墻施工、還有樁基、錨固等方法。三、基礎(chǔ)處理工程（三）巖石基礎(chǔ)灌漿將某種具有流動(dòng)性、膠凝性的漿液，按一定的配比，通過鉆孔壓入巖石孔隙，經(jīng)過硬化，膠結(jié)以后形成結(jié)石，以提高基巖的強(qiáng)度、改善基整體性和抗?jié)B性。灌漿處理三、基礎(chǔ)處理工程灌漿工序1布孔、鉆孔、清孔壓水試驗(yàn)灌漿灌漿結(jié)束封孔質(zhì)量檢查鉆孔灌漿次序遵循原則：先稀后密，分序加密，不同種類的孔遵循：先固結(jié)后帷幕。三、基礎(chǔ)處理工程存在問題2A.作業(yè)各環(huán)節(jié)的連續(xù)性差，自動(dòng)化程度低，效率低；B.場(chǎng)地適應(yīng)性差，人為因素的影響大，作業(yè)的精細(xì)程度差;C.作業(yè)人員多，勞動(dòng)強(qiáng)度高，工作環(huán)境惡劣,運(yùn)行成本高;D.送漿、配漿、灌漿、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)整理復(fù)雜，難以控制質(zhì)量。三、基礎(chǔ)處理工程GT-JL-I型灌漿自動(dòng)記錄儀國(guó)如水電站為Ⅳ等小(1)型工程——智能灌漿系統(tǒng)

智慧在哪里？本次課知識(shí)小結(jié)

水利工程施工（一）爆破工程水利水電工程中的巖石開挖爆破技術(shù)爆破器材基本方法存在問題現(xiàn)場(chǎng)混裝爆破智能化裝備與智能設(shè)計(jì)方法施工水流控制施工導(dǎo)流方式圍堰工程導(dǎo)流方案截流工程爆破工程概念及常用方法巖石基礎(chǔ)灌漿防滲墻施工智能灌漿系統(tǒng)水利工程施工方法（二）水利工程施工方法（二）CONTENTS四、土石壩工程五、混凝土工程六、地下建筑工程目

錄四、土石壩施工(一)土石壩的分類土石壩按施工方法可分為：干填碾壓、水中填土、水力沖填、定向爆破筑壩等。(二)土石壩的施工過程準(zhǔn)備作業(yè)，“四通一平”，生產(chǎn)、生活、行政辦公用房，排水清基等,碾壓式土石壩的施工作業(yè)包括：基本作業(yè)，料場(chǎng)土石料開采，挖、裝、運(yùn)、卸以及壩面鋪平、壓實(shí)、質(zhì)檢等；輔助作業(yè)，覆蓋層清除，剔除超徑石塊、雜物，壩面排水、層間刨毛和加水等；附加作業(yè)，壩坡修整，鋪砌護(hù)面塊石及鋪植草皮等。四、土石壩施工(一)土石壩的分類土石壩按施工方法可分為：干填碾壓、水中填土、水力沖填、定向爆破筑壩等。(二)土石壩的施工過程準(zhǔn)備作業(yè)，“四通一平”，生產(chǎn)、生活、行政辦公用房，排水清基等,碾壓式土石壩的施工作業(yè)包括：基本作業(yè)，料場(chǎng)土石料開采，挖、裝、運(yùn)、卸以及壩面鋪平、壓實(shí)、質(zhì)檢等；輔助作業(yè)，覆蓋層清除，剔除超徑石塊、雜物，壩面排水、層間刨毛和加水等；附加作業(yè)，壩坡修整，鋪砌護(hù)面塊石及鋪植草皮等。四、土石壩施工(三)施工過程中的重、難點(diǎn)存料場(chǎng)裝料開采料場(chǎng)裝料填筑層驗(yàn)收

上壩料運(yùn)輸測(cè)量立層厚標(biāo)志桿如含水率過低需加水上壩料攤鋪碾壓分區(qū)界線標(biāo)定質(zhì)量檢查驗(yàn)收下一個(gè)循環(huán)土石壩施工流程圖A.土石壩壩面作業(yè)施工工序：卸料、鋪料；灑水、壓實(shí)；質(zhì)量檢查；刨毛、壩面清理、接縫處理。B.壓實(shí)機(jī)械及壓實(shí)方法。壓實(shí)外力包括碾壓、夯擊、震動(dòng)，壓實(shí)目的是提高抗壓強(qiáng)度和防滲性能。C.壓實(shí)參數(shù)一般達(dá)到設(shè)計(jì)干密度，應(yīng)采取的鋪土厚度、碾壓遍數(shù)、最優(yōu)含水量來控制。四、土石壩施工（四）存在問題據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，世界范圍內(nèi)發(fā)生潰壩事件的壩體中98%以上也是土石壩。究根源，很多情況都是由于施工質(zhì)量原因所導(dǎo)致的，如：某土石壩碾壓施工中的碾壓不均勻情況（漏碾與過碾）某面板堆石壩蓄水后面板受損破壞壩體壩料不滿足設(shè)計(jì)要求壩料攤鋪厚度過厚碾壓施工中遍數(shù)不夠振動(dòng)頻率不滿足要求等從而引起壩體完建后沉降過大，導(dǎo)致面板等關(guān)鍵構(gòu)筑物發(fā)生破壞。四、土石壩施工基于BIM+GIS的土石壩填筑智能精細(xì)化監(jiān)控系統(tǒng)大壩填筑碾壓機(jī)械無人駕駛系統(tǒng)設(shè)計(jì)框架通過無損快速改裝實(shí)現(xiàn)無人駕駛功能的“智能碾”大石門水利樞紐大壩智能施工數(shù)據(jù)剖面圖（碾壓數(shù)據(jù)0.89億條）圍繞重大水利工程建設(shè)中施工質(zhì)量管控信息化智能化關(guān)鍵問題，基于多維智能感知的土石方智能精細(xì)化監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)生了。四、土石壩施工BIM為載體——基于WEB端參數(shù)化的BIM模型精細(xì)分解1壩料為基礎(chǔ)——壩料粒徑組合特征的快速識(shí)別技術(shù)2施工為關(guān)鍵——碾壓施工機(jī)械的快速無損無人駕駛功能改裝3質(zhì)量為目標(biāo)——大壩壓實(shí)特性的實(shí)時(shí)監(jiān)控評(píng)價(jià)4數(shù)據(jù)為王道——國(guó)內(nèi)外典型工程應(yīng)用數(shù)據(jù)積累及挖掘5

創(chuàng)新在哪里？利用云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等最新信息技術(shù)，在最小成本投入條件下，加強(qiáng)土石壩施工過程的精細(xì)化監(jiān)管，提高工程施工管理水平，保障工程建設(shè)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)土石壩填筑施工的協(xié)同化、智能化及精細(xì)化管控。五、混凝土工程施工(一)施工工藝凈料貯存毛料貯存骨料加工骨料開采毛料溫控?fù)胶狭霞庸ね饧觿胶狭腺A存外加劑貯存水泥貯存混凝土拌合混凝土運(yùn)輸壩體混凝土澆筑拌和水溫控模板制作模板安裝鋼筋加工鋼筋架立骨料料場(chǎng)規(guī)劃1模板和鋼筋作業(yè)2混凝土的制備3混凝土的施工方案4特殊季節(jié)的混凝土施工5混凝土的溫度控制6混凝土的施工質(zhì)量控制7五、混凝土工程施工(二)施工重難點(diǎn)300米級(jí)拱壩是白鶴灘響亮的名片，多項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)居世界第一，工程建設(shè)難度也居同類工程之首。溫度應(yīng)力作用混凝土在凝固過程中，水泥水化會(huì)釋放大量的水化熱，使混凝土內(nèi)部溫度升高。大體積混凝土的溫度變化必然引起溫度變形，溫度變形受到約束，勢(shì)必產(chǎn)生溫度應(yīng)力。而溫度應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致有害裂縫產(chǎn)生，進(jìn)而影響結(jié)構(gòu)的安全和正常使用。美國(guó)混凝土學(xué)會(huì)（ACI）規(guī)定：“任何就地澆筑的大體積混凝土，其尺寸之大，必須要求解決水化熱及隨之引起的體積變形問題，以最大限度減少開裂”。

智慧在哪里？白鶴灘大壩的“智能手機(jī)”

——大壩施工進(jìn)度仿真系統(tǒng)與大壩混凝土施工全過程智能控制系統(tǒng)六、地下建筑工程（一）施工內(nèi)容包括地質(zhì)、測(cè)量、地下工程開挖、鉆孔爆破、掘進(jìn)機(jī)開挖、出渣與運(yùn)輸、臨時(shí)支護(hù)、施工期安全監(jiān)測(cè)、通風(fēng)與防塵、輔助工程、安全施工、質(zhì)量檢查與驗(yàn)收等。（二）考慮的首要問題保證施工過程中圍巖的穩(wěn)定六、地下建筑工程（三）施工工藝施工準(zhǔn)備→測(cè)量放樣→炮孔布置→造孔→裝藥連線爆破→通風(fēng)排煙→安全檢查及處理→出渣→清底→支護(hù)（錨桿、掛網(wǎng)、噴混凝土、錨索等）→下一施工循環(huán)。（四）施工的難點(diǎn)六、地下建筑工程施工難度條件差，施工干擾大，施工場(chǎng)地受到限制，受照明、通風(fēng)、噪聲及滲水等影響，鉆爆作業(yè)條件差；鉆爆工作與支護(hù)、出渣運(yùn)等工序交叉進(jìn)行。爆破難度大，自由面少，巖石的夾制作用大；破碎難度大，爆破的單位耗藥量提高；爆破質(zhì)量要求高。六、地下建筑工程全斷