水利工程施工读书报告
现代水利工程施工读书报告水利工程施工中的质量问题及控制措施
摘要：施工质量是企业生存的根本，是企业赢得发展，在激烈的市场竞争中发展的关键。在现代水利工程建设，预防和施工企业的常见质量问题的控制可以有效地保证了工程质量，降低质量成本管理，对为企业的发展奠定了良好的基础。下面就水利工程施工中常见的质量问题及控制措施进行了简要论述。
关键词：水利工程；施工；质量问题；因素；控制措施
引言
近年来随着水利工程项目的日益增多，水利工程质量的重要性就在水利工程施工过程中突显出来。水利工程质量的管理与控制容易受到主客观因素的影响，加大了水利施工过程的难度。如何针对水利工程施工中常见的质量问题进行预控成为了现代水利工程施工企业面临的首要问题。针对这一问题，越来越多的施工企业开始加强自身的质量管理体系建设、加强自身的施工质量控制水平，以此为企业的发展奠定良好的管理基础。同时，科学分析水利工程施工中常见的质量问题、针对其因素和特点进行相关的预控措施成为了现代水利工程施工企业的重要工作。
1水利工程的施工特点
水利工程建设与其他工程除了方法、机械有着共同之处外，在其他环节方面上都有着很大的差别，其独特的施工特点有：水利工程施工的材料、工序、技术等各个方面都有着特殊的要求，因为它有着灌溉、防洪、发电、水产、供水、排水、航运、环境保护等多项任务，与人民的生活息息相关，必须严格按照国家有关水利工程施工的相关规定来进行工程的建设，这样才能使得工程质量得到最基本的安全保障。地质条件是水利工程建设必须要考虑的部分，如断层、地壳变动或石灰岩分布广泛都会使得工程的质量受到严重的影响，导致出现许多质量问题。所以，在进行水利工程施工时，一定要了解掌握好当地的地貌特点。同时，水利工程建设对于季节的要求很高，不仅要安排合理的施工时间，还要采取温度控制，避免一些恶劣天气，从而确保工程施工的质量与安全。
2影响水利工程施工质量的主要因素
由于防洪工程产品建设的复杂性和多功能性，影响其质量的因素也较多，主要有：人员、材料、机械、方法和环境，这五大因素的控制是保证工程质量的关键。
⑴“人员”人员包括参与基础上建设的组织者、指挥者和操作者。水利工程施工人员的整体素质极其重要，它是决定工程完成质量好坏的关键因素之一。在施工过程中，每一个环节都脱离不了人为因素操控，所以，提高人员的政治道德素养和专业技术水平是很有必要的，正所谓“高质量的人才，才能产生高质量的产品”。
⑵“材料”原材料是保证水利工程施工质量的基础因素，在施工过程中，如果没有一个合格的原材料作保障，那么水利工程的质量也是无稽之谈，因此，我们必须严格把控施工之前的原材料质量。首先，我们要对原材料设立严格的材料进场制度，对于那些没有合格证或者没有经过相关检验人员验收合格的材料严令其进入施工现场。其次，对于已验收合格进人施工现场的材料，我们还要再次进行取样试验，以确保其是否符合质量标准。最后，在施工过程中我们要对原材料做到合理使用减少材料不必要的浪费和损失。
⑶“机械”施工机械设备对施工质量有着直接的影响。所以在施工机械设备选型时，应注意经济上的合理性、技术上的先进性、操作和维护上的方便性等。
⑷“方法”施工方法包括施工方案和施工工艺。施工方法包括施工方案的设计以及施工工艺的制定，一些水利工程常常因为施工方案的设计没有经过一个仔细的可行性研究就盲目的投入施工，从而造成在完成的进度上有所缓慢，而且对工程的完成质量也难以得到保障。因此，在制定相关水利工程的施工方案时，我们必须结合最前沿的技术，并对其所设计的方案进行一个综合评定和可行性研究，以有利于提高水利工程的工程质量。
⑸“环境”环境因素对工程质量的影响，具有复杂多变的特点。因此应根据工程特点和具体条件，对影响质量的环境因素采取有益的措施严加控制。尤其是施工现场，应营造文明施工和文明生产的环境。
3水利工程中常见的质量问题
目前，我国水利工程施工中常见的质量问题主要集中在“隐形转包”造成的质量问题、抢工期赶进度造成的工序施工不彻底以及相关的一些技术性质量问题等几方面。“隐形转包”使得施工过程的质量控制与监管力度降低、造成了转包后企业施工质量问题的发生。抢工期赶进度使得施工过程中造成了水泥混凝土固结时间段、养护不到位等情况的发生。另外，由于施工过程中技术监督与管理不到位造成的质量隐患也时有发生。针对这样的情况，加强自身质量监督与管理、提高质量控制能力成为了有效防治水利工程施工质量问题的关键。
4水利工程施工常见质量问题的控制分析
⑴完善施工质量控制体系，提高企业质量控制能力完善施工质量控制体系，加强分包、转包的质量监管是有效避免水利工程施工常见质量问题的重要方式。在现代水利工程施工中，施工企业应加强自身质量控制体系的建立，构建针对工程实际情况的质量控制体系，有效提高企业对施工质量的监督与控制能力，预防常见质量问题的发生。
⑵科学规划工期进度，减少工期紧缩造成的质量问题在现代水利工程施工中，由于事前规划不合理或对工程所在地气候条件估计不足常会造成工期紧张的情况。企业为了在规定时间内完成工程、减少企业工期延误造成的成本增加，其在工程施工中会相应缩短各个工序的施工时间。例如：水泥混凝土浇筑速度提高、浇筑后固结时间缩短、养护时间不足等。这些问题都会影响水泥混凝土强度，甚至导致混凝土工程的开裂，其严重的影响了水利工程中坝体的安全。
针对这样的情况，现代水利工程施工企业应在工程造价编制阶段即考虑工期对施工的影响，科学规划工程施工工期，将可能影响工期的各项因素进行分析，以此确保工期的合理、科学，为有效避免工期问题造成的质量隐患奠定基础。⑶注重水利工程施工技术管理避免质量问题的发生施工技术是影响水利工程施工质量的重要因素，其也是现代水利工程施工企业管理工作的重点。在水利工程施工过程中，施工企业要通过完善的技术管理体系指导技术管理工作，有效保障施工过程中的各项技术参数符合设计要求，保障工程施工质量。在现场管理工作中，水利工程施工企业还要加强现场监控力度，加强技术人员与质量人员的巡检工作，提高技术控制效果，以此避免施工质量问题的发生。
5以质量预控理论预防水利工程常见施工质量问题
在现代水利工程施工中，越来越多的企业开始以预控理论指导质量管理工作。其通过对影响水利工程施工质量的各项因素控制达到预防质量问题发生的目的。根据这一理论，现代水利工程施工企业应在工程施工前即对工程技术文件、地理条件、地质情况等进行综合的分析与论证，将影响该项工程各项因素进行统计并分类，制作科学的质量控制点库。在实际的施工过程中，水利工程技术人员与质量管理人员对质量控制点库进行相关的控制工作，以此预防水利工程施工质量问题的发生。另外，针对施工材料、施工设备、人员以及技术、现场管理等工作，施工企业还应建立分项控制体系，强化对各项因素的控制，有效避免施工质量问题的发生。
6强化人员培训与管理，有效避免水利工程施工质量问题的发生
人，是水利工程施工管理中的第一要素，各项工作的开展都是以人为基础的工作，人为因素是影响水利工程施工质量的智能更要因素。在水利工程施工质量控制与管理中，施工企业应加强对相关人员的培训工作，提高施工人员的质量意识，为有效避免水利工程施工质量的发生奠定基础。同时，施工企业还要加强人员管理及相关质量责任制的完善，使施工人员、技术人员、质量管理人员能够明确自身的质量职责、权限，并通过培训工作使其明确施工质量控制要点，提高施工质量认识的同时为预防质量问题的发生奠定基础。
7结论
综上所述，水利工程施工中质量管理工作的开展需要企业以相应的投入为基础，加快自身相关管理体系的建设，提高质量控制水平。同时通过质量预控理论对影响水利工程施工的各项因素进行控制，达到预防质量问题发生的目的。另外，施工企业还要加强自身对质量通病治理技术水平的提高，在出现质量通病时能够有技术人员提出科学的治理措施，以保障工程施工质量，保障水利工程的安全。通过质量管理工作的开展，为企业的健康发展、综合管理水平的提高奠定坚实的基础。
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钻爆法与TBM隧洞开挖
前言
隧洞的掘进方法基本上可以分为矿山法、掘进机法、沉管法、顶挖法、明挖法等。矿山法，因最早应用于采矿而得名。由于多数情况下，矿山法都采用钻孔爆破进行开挖，故又称钻爆法，它包括传统的矿山法和新奥法。掘进机法包括隧道掘进机法和盾构掘进机法，前者适用于岩石地层，后者适用于土质围岩。
沉管法、顶挖法、明挖法主要用于修建水底隧洞、城市地铁及埋深很浅的山岭隧道等。因此，可供深埋隧道选择的只有钻爆法、TBM法及钻爆和TBM相结合的掘金方法。钻爆法利用炸药爆轰产生的冲击波的动态作用和爆轰气体准静态作用的联合作用，使岩体破坏并最终形成粉碎圈、破碎圈、振动圈。TBM利用机械破碎岩石的原理，完成开挖、出渣及混凝土（钢）管片安装的联合作业，连续不断地进行掘进。
1.钻孔爆破法开挖
2.1
炮孔类型及作用
掏槽孔通常布置在开挖断面的中下部。掏槽孔是整个断面炮孔中必须首先起爆的炮孔，由于其密集的布孔与装药，现在开挖面上炸出一个槽腔，为后续炮孔的爆破创造新的自由面。掏槽孔的爆破效果是影响开挖循环进尺的关键。按布孔形式，一般可分为楔形掏槽、锥形掏槽、直孔掏槽等三类。楔形掏槽与锥形掏槽的钻孔方向与开挖断面是斜交的，故又称为斜孔掏槽；直孔掏槽的钻孔方向则与开挖断面正交。
2.2周边孔光面爆破
采用钻孔爆破法开挖，洞室的轮廓控制主要取决于周边孔的布置及其爆破参数的选择。对于开挖面上的周边孔，采用轮廓控制技术，即光面爆破或预裂爆破。光面爆破的基本原理是：在断面设计开挖线上布置间距较小的周边孔，采用特定的减弱装药结构等一系列施工工艺，于崩落孔爆破后起爆周边孔内的装药，炸除沿洞周留下的厚度为周边孔爆破最小抵抗线的岩体，从而获得较为平整的开挖轮廓。
光面爆破的主要控制参数包括：周边炮孔的间距a、光爆层厚度（或最小抵抗线）W、周边孔密集系数m、炮孔线装药密度Qx、炮孔装药不耦合系数k等。钻孔精度对获得良好光面爆破效果具有关键作用。在施工中，要采取适当措施确保周边孔达到准、正、平、直、齐的设计要求。采用不耦合装药。严格控制装药集度，在有条件时，应该优先考虑选用光爆专用炸药，并在孔底部位适当加强装药。在不耦合系数较大并用光爆专用炸药连续装药情况下，应在炮孔内装入一根导爆索，以免由于管道效应而引起熄爆现象。
2.3隧洞的钻爆参数设计
隧洞开挖中的爆破参数设计与众多因素有关，如围岩条件、断面尺寸大小、爆破器材质量、凿岩爆破的技术水平等。要根据客观要求，选取适宜的爆破参数，取得最佳爆破效果。（1）炮孔直径对凿岩生产率、炮孔数目、单位体积耗药量和洞壁的平整程度均有影响。（2）合适的炮孔深度有助于提高掘进速度和炮孔利用率。（3）单位体积耗药量q取决于岩性、断面大小、炮孔直径和炮孔深度等多种因素（4）总装药量的分配：根据类比法或工程经验及各类炮孔的不同要求，初步确定各类炮孔数目，然后根据用药平衡的原则，将上述每一循环总的装药量Q分配到各个炮孔中去，并在爆破开挖过程中加以检验和修正。
2.4隧洞开挖爆破施工程序
采用钻孔爆破法进行地下洞室的开挖，其施工工序包括：钻孔、装药、都塞、起爆、通用散烟、安全检查与处理、初期支护、出渣等，按此工序，洞室施工一个循环接一个循环，直至掘进开挖完成。
2.掘进机（TBM）开挖
3.1掘进机的类型和工作原理
根据破碎岩石的方法，掘进机大致可分为挤压式和切削式两种类型。挤压式主要是通过水平推进油缸，使刀盘上的滚刀强行压入岩体，并在刀盘旋转推进过程中，用挤压和剪切的联合作用破碎岩体。切削式岩石抗弯、抗剪强度低的特点，靠铣削加弯断破碎岩体。根据掘进机的作业面是否封闭可分为开敞式、单护盾和双护盾掘进机。
掘进机一般由刀盘、机架、推进缸、套架、支撑缸、皮带机及动力间等部分组成。掘进时，通过推进缸给刀盘施加压力，滚刀旋转切碎岩体，由装在刀盘上的集料斗转至顶部通过皮带机将岩渣运至机尾，卸入其它运输设备运走。
3.2掘进机可行性论证及道具设计中围岩力学参数系统的选择
由于TBM设备复杂、耗资巨大，在决定采用之前，一般都要进过反复论证，尽管可行性论证包括设备性论、工程造价及地质条件等众多内容，但最为重要的往往是地质条件，到目前为止，TBM业绩不佳或完全失败的主要原因都是地质条件的变化造成的，如台湾的坪林隧道、大陆的天生桥引水隧洞。地质条件论证包括涌水、地温、围岩稳定性、围岩坚硬程度及耐磨性能。
在众多需要考虑的地质因素中，围岩坚硬程度及耐磨性能不仅关系到TBM的掘进效率，而且也是TBM设计，特别是刀具设计所必须的参数。目前的TBM刀具设计中考虑的主要是岩石强度（抗压、抗拉和剪切强度）和耐磨性能。测试岩石强度和耐磨性的方法有：压缩强度测试（CTS）、点荷载实验（PLT）、研磨实验。尽管有多个指标，但在刀具设计中，甚至是在比较TBM的掘进业绩或在TBM与钻爆法之间做出选择是，最常考虑的因素一般都是单轴抗压强度，有时加上一个反应岩石耐磨性能的石英含量。
3.钻爆法与TBM比较
3.1优缺点
（1）因照明、通风、噪声及渗水等影响，钻爆法作业条件差；钻爆工作与支护、出渣运输等工序交叉进行，施工场面受到限制，增加了施工难度。
（2）TBM利用机械切割、挤压破碎，能使掘进、出渣、衬砌支护等作业平行连续进行，工作条件比较安全，节省劳力，整个施工过程能较好地实现机械化和自动控制。
（3）钻爆法开挖导致隧道超欠挖不可避免，不仅影响隧道施工工程质量、安全和进度，而且影响经济效益。
（4）TBM挖掘的洞壁比较平整，断面均匀，超欠挖量少，围岩扰动少，对衬砌支护有利。
（5）钻爆法开挖资金投入少，产出均衡。可展开多工作面的作业，技能易于掌握，机动、灵活、适应性强。
（6）TBM设备复杂昂贵，安装费工费时。当隧洞长度较短时，采用掘进机并不经济。掘进机不能灵活适应洞径、洞轴线走向、地质条件与岩性等方面的变化。设备更换，安装占用时间较长，掘进机掘进时释放大量的热量，工作面上环境温度较高，因此要有较大的通风设备。
4.2开挖过程地应力调整
（1）当采用TBM掘进机开挖时，盘形滚刀的破岩过程对洞壁围岩的扰动较小，掌子面附近岩体中储存的变形能逐步释放，持续时间也较长，围岩应力应变曲线的连续性和过渡性较好，因此掘进机开挖时开挖边界上的地应力是一个缓慢平稳的准静态卸载过程。
（2）岩体爆破开挖过程中，裂纹首先在炮孔连线方向优先扩展。当两炮孔间裂缝面完全贯通，岩体碎块抛离新形成的开挖面后，岩体开挖荷载的卸荷过程完成。断裂动力学领域的研究表明，对理想脆性材料，裂纹动态扩展的理论极限速度可达介质的Rayleigh波速，岩体原始应力场的开挖卸载是一实实在在的动态过程。
4.3损伤区
（1）TBM开挖条件下，损伤区内岩体的声波速度从隧洞表面往内部是平稳过渡的，而钻爆开挖条件下则过渡明显较为缓慢，在表面附近存在显著的低波速带。
（2）钻爆开挖的隧洞，内损伤区深度占总损伤区深度的比例大，该区域损伤较为严重，岩体基本失去承载力；而TBM开挖洞段，内损伤区深度占总损伤区深度的比例较小。
（3）高地应力条件下围岩的爆破开挖扰动并不仅仅只包含了爆炸荷载所诱发的扰动，同时也包含了高量级的初始地应力瞬态高速卸载或调整时所诱发的围岩扰动。地应力值越高，其影响越大；而高应力条件下TBM开挖时，围岩中的地应力是一个平稳的释放和调整的过程，这个过程对围岩造成的直接影响很小，但由于开挖轮廓面附近围压的迅速降低，造成浅部围岩的承载力大幅下降，因此TBM开挖条件下围岩的高应力破坏可能更加严重。
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