【文章內(nèi)容簡介】 多萬噸，年供水量 170 億立方米；在 7400多個建制鎮(zhèn)中有 28％建立了供水設備，日供水能力約 800 萬噸，年供水量 29 億立方米。（ 1）農(nóng)田灌溉方面，全國現(xiàn)有農(nóng)田灌溉面積近 億畝，林地果園和牧草灌溉面積約 億畝有灌溉設施的農(nóng)田占全國耕地面積的 48％，但它生產(chǎn)的糧食卻占全國糧食總產(chǎn)量的 75％。（ 2）防洪方面，現(xiàn)有堤防 20 萬多千米，保護著耕地 5 億畝和大、中城市 100 多個?，F(xiàn)有大中小型水庫 8 萬多座，總庫容4400 多億立方米，控制流域面積約 150 萬平方千米。（ 3）水力發(fā)電，中國水電裝機近 3000 萬千瓦，在電力總裝機中的比重約為 29％，在發(fā)電量中的比重約為20％。 然而，隨著工業(yè)和城市的迅速發(fā)展，需水不斷增加，出現(xiàn)了供水緊張的局面。據(jù) 1984 年 196 個缺水城市的統(tǒng)計，日缺水量合計達 1400 萬立方米，水資源的保證程度已成為某些地區(qū)經(jīng)濟開發(fā)的主要制約因素。 水資源的供需矛盾，既受水資源數(shù)量、質(zhì)量、分布規(guī)律及其開發(fā)條件等自然因素的影響，同時也受各部門對水資源需求的社會經(jīng)濟因素的制約。 中國水資源總量不算少，而人均占有水資源量卻很貧乏，只有世界人均值的 1／ 4（中國人均占有地表水資源約 27009 立方米，居世界第 88 位）。按人均占有水資源量比較，加拿大為中國的 48 倍、巴西為 16 倍、印度尼西亞為 9 倍、前蘇聯(lián)為 7 倍、美國為 5 倍，而且也低于日本、墨西哥、法國、前南斯拉夫、澳大利亞等國家。 中國水資源南多北 少，地區(qū)分布差異很大。黃河流域的年徑流量只占全國年徑流總量的約 2％，為長江水量的 6％左右。在全國年徑流總量中，淮、海河、灤河及遼河三流域只分別約占2％、 1％及 ％。黃河、淮河、海灤河、遼河四流域的人均水量分別僅為中國人均值的 26%、 15％、 ％、 21％。 隨著人口的增長，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，造成了水資源供需矛盾的日益加劇。從本世紀初以來，到 70 年代中期，全世界農(nóng)業(yè)用水量增長了 7 倍，工業(yè)用水量增長了 21 倍。中國用水量增長也很快，至 70 年代末期全國總用水量為 4700 億立方米，為建國初期的 倍。其中城市生活用水量增長 8 倍，而工業(yè)用水量（包括火電）增長 22 倍。北京市 70年代末期城市用水和工業(yè)用水量，均為建國初期的 40 多倍，河北、河南、山東、安徽等省的城市用水量，到 70 年代末期都比建國初期增長幾十倍，有的甚至超過 100 倍。因而水資源的供需矛盾就異常突出。 由于水資源供需矛盾日益尖銳，產(chǎn)生了許多不利的影響。首先是對工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響很大，例如 1981 年，大連市由于缺水而造成損失工業(yè)產(chǎn)值 6 億元。在中國 15 億畝耕地中，尚有 億畝沒有灌溉設施的干旱地，另有 14 億畝的缺水草場。全國每年有 3 億畝農(nóng)田受旱。西 北農(nóng)牧區(qū)尚有 4000 萬人口和 3000 萬頭牲畜飲水困難。其次對群眾生活和工作造成不便，有些城市對樓房供水不足或經(jīng)常斷水，有的缺水城市不得不采取定時、限量供水，造成人民生活困難。其三，超量開采地下水，引起地下水位持續(xù)下降，水資源枯竭，在 27 座主要城市中有 24 座城市出現(xiàn)了地下水降落漏斗。 三、水利建設與洪澇災害 由于所處地理位置和氣候的影響，中國是一個水旱災害頻繁發(fā)生的國家，尤其是洪澇災害長期困擾著經(jīng)濟的發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計，從公元前 206 年至 1949 年的2155 年間，共發(fā)生較大洪水 1062 次，平均兩年即有一次。黃河在 2021 多年中，平均 3 年兩決口，百年一改道，僅 1887 年的一場大水死亡 93 萬人，全國在 1931年的大洪水中喪生 370 萬人。建國以后，洪澇災害仍不斷發(fā)生，造成了很大的損失。因此，興修水利、整治江河、防治水害實為國家的一項治國安邦的大計，也是十分重要的戰(zhàn)略任務。中國 40 多年來，共整修江河堤防 20 余萬千米，保護了10 5 億畝耕地。建成各類水庫 8 萬多座，配套機電井 263 萬眼，擁有 6600 多萬千瓦的排灌機械。機電排灌面積 億畝，除澇面積約 億畝，改良鹽堿地面積 億畝，治理水土流失面積 51 萬平方千米。這些水利工程建設，不僅每年為農(nóng)業(yè)、工業(yè)和城市生活提供 5000 億立方米的用水，解決了山區(qū)、牧區(qū) 億人口和 7300 萬頭牲畜的飲水困難。而且在防御洪澇災害上發(fā)揮了巨大的效益。 隨著人口的急劇增加和對水土資源不合理的利用，導致水環(huán)境的惡化，加劇了洪澇災害的發(fā)生。特別是 1991 年入夏以來，在中國的江淮、太湖地區(qū)，以及長江流域的其他地區(qū)連降大雨或暴雨，部分地區(qū)出現(xiàn)了近百年來罕見的洪澇災害。截至 8 月 1 日，受害人口達到 億人，傷亡 5 萬余人，倒塌房屋 291 萬間，損壞 605 萬間，農(nóng)作物受災面積約 億畝，成災面積 億畝，直接經(jīng)濟損失高達 685 億元。在這次大面積的嚴重洪災面前，應該進一步提高對中國面臨洪澇災害嚴重威脅的認識，總結(jié)經(jīng)驗教訓，尋找防治對策。 目前我國處于經(jīng)濟高速增長期，為支持社會經(jīng)濟的發(fā)展，研究表明在未來 20 年中，在為解決水資源短缺與合理配置、防洪、滿足電力供應等方面的要求，仍然需要建設大壩。但大壩建設對生態(tài)環(huán)境的影響受到空前的關注，全世界大多數(shù)的國家都在比以往任何時候更加認真地考證、研究、推遲，甚至在某種極端情況下中止或放棄新的水電開發(fā)方案。 大壩建設對生態(tài)環(huán)境的影響隨著公眾環(huán)保意識的提高日益受到關注， “怒江水電開發(fā)規(guī)劃 ”、 “溪洛渡、向家壩電站建設 ”、 “岷江楊柳湖水利樞紐工程論證 ”等項目與生態(tài)環(huán)境保護的矛盾受到社會的熱切關注是這些問題的集中體現(xiàn)。一方面，我國的現(xiàn)代化需要水利水電資源的開發(fā)，另一方面，大壩建設帶來的生態(tài)環(huán)境問題關系到流域可持續(xù)發(fā)展，實現(xiàn)水利水電開發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護協(xié)調(diào)發(fā)展是時代的要求。如何協(xié)調(diào)水資源開發(fā)利用與生態(tài)環(huán)境保護的關系，做到人與自然和諧共處，是未來大壩建設必須考慮的問題。可以預見，生態(tài)環(huán)境影響問題將成為未來水利水電工程建設的限制性因素。 國家環(huán)境影響評價制度的引入，對促進建設項目的環(huán)境保護起到巨大的作用，《環(huán)境影響評價法》的頒布為工程建設對環(huán)境的影響從法律 角度提出更高的要求。 目前水利水電工程環(huán)境評價工作主要基于影響預測評價，由于生態(tài)環(huán)境影響效應的長期性和復雜性，目前我國對大壩對生態(tài)環(huán)境的影響主要基于概念性的評價，較少考慮工程實施后運行期內(nèi)流域生態(tài)系統(tǒng)功能的變化，以及流域生態(tài)系統(tǒng)結(jié)11 構(gòu)、功能的退化，以及相應的恢復措施等，對生物及其生境的影響缺乏有力的數(shù)據(jù)支撐。 水利水電工程建筑的施工技術的作用和地位 隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，水利資源難以滿足需要，為了獲得更多的水利資源 ,我們就要依靠水利水電工程建設來滿足我們?nèi)找嬖鲩L的需要。水利水電是清潔的可再生能源， 它的利用是社會進步到現(xiàn)階段的產(chǎn)物。進一步說，隨著我國經(jīng)濟社會的高速發(fā)展直接促進了水利水電工程的創(chuàng)新以及發(fā)展，在水利水電工程建設過程中水利水電的施工技術的創(chuàng)新起到非常關鍵、非常重要的作用。在水利水電工程建筑的實施中，技術是它的根本，只有技術作保障才能在艱巨的重大工程中完成工程建筑的施工，水利水電工程建筑的施工技術將直接關聯(lián)作用到水電水利的效益和產(chǎn)生的影響，它并不只是簡單的一個工程而已，它是構(gòu)成整個水電水利工程的一個重要要素。換句話來說，能不能夠熟練的，靈活的掌握并且運用各種各樣的水利水電工程施工技術，會直接影 響到水利水電工程的建設質(zhì)量。只有充分的掌握好，并且運用好水利水電工程施工技術，才能夠有效的、全面的展開相關的管理、控制工作，將技術含量高與社會相緊密聯(lián)系的技術用到水利水電工程建筑的施工中，水利水電工程建筑才能真正發(fā)揮其作用進而才能夠從本質(zhì)上去實現(xiàn)提高水利水電工程施工建設的雙重效益，也就是經(jīng)濟效益與社會效益。在這里我們僅僅探討一下水利水電工程施工中地基基礎施工技術。 通過學習我們知道地基與基礎是建筑結(jié)構(gòu)的重要組成部位，其中基礎處理在水利水電施工中占重要地位，這應引起施工作業(yè)者的高度重視，對于施 工研究人員，我們一定要根據(jù)建筑物對地基的要求，采用特定的技術手段來減少或消除低級的不利缺陷，改善和提高低級的物理力學性能，使地基有足夠的強度、整體性、抗?jié)B性及穩(wěn)定性。本文對現(xiàn)在地基施工的一些新要求、新方法以及新技術做了簡單的分析并對不良地基的處理做了詳細分析，并找出契解決方案。 近期水利水電基礎施工的新要求 （一）應具有地基與基礎的施工圖紙和地質(zhì)勘察報告等有關技術文件和資料，并掌握施工區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)情況。 12 （二）土方開挖前，應根據(jù)施工方案要求，將施工區(qū)域內(nèi)妨礙施工的已有建(構(gòu) )筑物、道路、溝渠、管線、墳墓、樹木等，妥善處理。 （三）山區(qū)施工，應事先了解當?shù)氐貙訋r性，地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌和水文地質(zhì)等，如因土方施工可能產(chǎn)生滑坡時，應采取可靠措施。在陡峻山坡下施工，應事先檢查山坡坡面情況。如有危巖、孤石、崩塌體、古滑坡體等不穩(wěn)定跡象時，應作妥善處理。 （四）施工機械進入現(xiàn)場所經(jīng)過的道路、橋梁和設備卸車地點等，應事先做好必要的加寬、加固等準備工作。 （ 五）測量放線的定位控制線（樁）、水準基準點及基槽的灰線尺寸，必須復核，符合設計要求，并辦理預驗手續(xù)，且應妥善保 護及經(jīng)常復測。 （六）場地要清理平整，表面坡度應符合設計要求的排水坡度和臨時排水設施。如設計無要求時，一般應向排水溝方向做成不小于 2％的坡度。 （七）開方挖土低于地下水位的基坑（槽）、管溝時，應根據(jù)地質(zhì)勘察文件及資料，采取措施，降低水位；一般應降至低于開挖底面的 500mm，然后再開展作業(yè)面。 目前水利水電基礎施工的新方法 目前水利水電基礎施工的新方法主要從兩個方面進行： 對于淺基礎的情形，如果不需要放坡，首先要沿著進行測量的基準灰線直邊切割出來一個槽邊的輪廓線，而后對作業(yè)面 予以一一的展開。對于地下水位的降低和地面排水系統(tǒng)的建造，這兩個工程都需要結(jié)合當?shù)毓こ痰刭|(zhì)資料、挖方尺寸等條件予以考慮，這樣就可以進一步的預防地基土結(jié)構(gòu)被破壞。 保證地基與基礎的強度能夠足以承受建（構(gòu)）筑物上的全部結(jié)構(gòu)荷載。為了滿足這一條件，基礎的耐久性、防潮性、耐侵蝕性和抗凍的能力都需要充分滿足要求和條件。除此之外，為了確保地基穩(wěn)定，必須讓地基和基礎有足夠的工作面。地基變形值的范圍也應該在許可的參考值數(shù)之內(nèi)，這樣才不會引起建筑物的開裂、傾斜或者標高產(chǎn)生相應的變化等。 13 水利水電基礎作業(yè)方法 根 據(jù)土質(zhì)、現(xiàn)場出土等條件要合理確定開挖作業(yè)順序和工作面、分段分層平均下挖展開工作面。 對淺基礎不需要放坡時，應首先沿測量的基準灰線直邊切出槽邊的輪廓線，展開作業(yè)面。 降低地下水位與地面排水，均應根據(jù)當?shù)毓こ痰刭|(zhì)資料、挖方尺寸、防止地基土結(jié)構(gòu)遭受破壞等，采取集水坑降水、井點降低地下水位，或采取兩者相結(jié)合的措施降低地下水位。 有關不良地基處理的新技術 不良地基是指由于地基的天然性能缺陷，不能滿足水利工程建筑物穩(wěn)定對地基的要求。對于水利水電工程建筑物來說，不良地基對建筑物的影響主要表現(xiàn)在基礎的沉陷量過大或不均勻性，基礎滲漏量或水力坡降超過容許值。 地質(zhì)條件差，抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)小于設計規(guī)定值。地基內(nèi)為無粘性土粉細砂層因振動可能產(chǎn)生液化，造成建筑物失穩(wěn)破壞，或因震陷造成建筑物破壞幾等個方面。在這里我們將討論幾種不良地基的處理方法，尤其詳細講述軟弱夾層地基的處理方法。 強透水層的防滲處理 以大壩為例，剛性壩基砂、卵、礫石都屬于強透水層，一般都加以開挖清除，土壩壩基砂、卵、礫石層因透水強烈，不僅損失水量，且易產(chǎn)生管涌，增大揚壓力，影響建筑物的穩(wěn)定，一般都加以防滲處理。處理的方法是：將透水層砂、卵、礫石開挖清除回填粘土或混凝土，構(gòu)筑截水墻。利用沖抓鉆或沖擊鉆機作大口徑造孔，回填混凝土或粘土形成防滲墻。利用高壓噴射灌漿方法修筑水泥防滲墻。水泥或粘土帷幕灌漿。壩前粘土或混凝土鋪蓋，延長滲徑，帷幕后排水減壓，設置反濾層。 可液化土層的處理 可液化土層是指無粘性土層或少粘性土層在靜力或振動力 作下，孔隙水壓力14 上升，抗剪強度瞬時消失的土層，土層的液化可使地基沉陷、滑移失穩(wěn)、危及上部建筑物的安全。常用處理的方法是： (1)將可液化土層開挖清除，置入其他強度較高、防滲性能良好的材料。 (2)振沖擠密或分層振動壓實。 (3)四周用混凝土圍墻封閉，防止其向四周流動。 (4)穿過可液化土層設置砂樁或灰土樁，或設置砂井。 軟弱夾層基礎的處理 軟土地基是指壓縮層主要由淤泥、淤泥質(zhì)土或其他高壓縮性土結(jié)構(gòu)組成的地基，承載能力很低，一般 ≤50kN/m2，不易滿足水工建筑物地基設計要求，故需進行處理。 軟土基礎的特性。 （ 1）大孔隙比，高天然含水量。淤泥和淤泥質(zhì)土的天然含水量 w 一般介于50%～ 70%之間，相比而言，我國軟土的天然孔隙比 e 則一般介于 1～ 2 之間，一般情況下，這就會遠遠的大于液限，最高的時候，甚至可能達到 200%。 （ 2）低透水性。由于高含水量，在滲透系數(shù) k≤1（ mm/d）的時候，透水性能就非常的差。這樣，在承受強荷載作用后，孔隙水壓力就會變高，地基的壓密固結(jié)性能也會深受影響。 （ 3）低抗剪強度。通常，軟土會呈現(xiàn)出軟塑 —流塑的狀態(tài)，這樣在有外部荷載的時候，抗剪性能 就變得極差。在土層本身含有排水出路的時候，隨著有效