灌區(qū)水利工程管理方法及堤防技術(shù)探究

李瑞英

（盤錦市大洼區(qū)水利服務(wù)中心，遼寧 盤錦124200）

1 引言

灌區(qū)由水庫、渠道、農(nóng)田等系統(tǒng)組成，協(xié)調(diào)周圍水系資源開展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動。灌區(qū)水利工程建設(shè)對于推動區(qū)域農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義。近年來，大型灌區(qū)水利工程項目數(shù)逐漸增加，堤防作為其建設(shè)重點，堤防技術(shù)實踐中也表現(xiàn)出一定問題和不足，因此，有必要對堤防施工技術(shù)及管理經(jīng)驗進行總結(jié)。

2 灌區(qū)水利工程項目

大洼灌區(qū)位于遼寧省盤錦市大洼區(qū)，灌區(qū)地勢較洼，相對平坦，當(dāng)?shù)啬杲邓枯^低且表現(xiàn)為明顯的時空分布不均特點。大洼灌區(qū)覆蓋4 座平原水庫，包括3 座中型和1 座小型，總庫容1.17×108m3。其中，田莊臺引水總干為大洼灌區(qū)的核心輸水渠道，工程全長11.7km，設(shè)計輸水流量為30m3/s。渠道截面為梯形，底寬32m，邊坡1∶2，設(shè)計水深為2m。堤防標(biāo)高6.22～6.8m，渠道等級為3 級。現(xiàn)就大洼灌區(qū)水利工程建設(shè)中總結(jié)的大量有關(guān)堤防施工的優(yōu)秀經(jīng)驗和大家一起分享。

3 灌區(qū)水利工程堤防技術(shù)

3.1 碾壓技術(shù)

大洼灌區(qū)所在地地勢相對平坦，在地基正式施工前，使用合成土料完成首次鋪填任務(wù)。依照碾壓施工的要求，鋪填作業(yè)應(yīng)采用分層或分段的方式進行，避免一次性鋪墊完畢，以提高灌區(qū)水利工程建設(shè)質(zhì)量。綜合施工條件及施工成本、進度管理要求，大洼灌區(qū)采用分段鋪填的施工方式。分段鋪填完畢后，在地基表面鋪設(shè)涂料，然后開展碾壓作業(yè)。注意碾壓之前需對地基穩(wěn)定性及抗震性能做全面檢驗，通過碾壓施工，提高地基的抗?jié)B能力【1】。整體鋪裝施工完成后開展防滲處理工作，建設(shè)混凝土防滲墻，合理確定地基鋪填寬度及厚度，保證灌區(qū)水利工程建設(shè)質(zhì)量達標(biāo)。

3.2 鋪填技術(shù)

堤防鋪填施工技術(shù)要點如下：

1）堤防鋪填在地基鋪填完畢之后進行，確保堤防筑體與地基鋪填寬度相一致。

2）堤防筑體施工應(yīng)避免在夏季高溫時段進行，主要是由于高溫條件下混凝土施工過程中產(chǎn)生的水化熱更易囤積在混凝土內(nèi)部，帶來過高的混凝土體內(nèi)外溫差，引發(fā)溫度裂縫的問題，進而使堤防筑體的防滲漏性能無法達到相應(yīng)要求。倘若在寒冷季節(jié)施工，則需注意混凝土保溫工作。

3）優(yōu)先選擇低熱或中熱的混凝土材料，可在混凝土材料配備中添加適當(dāng)?shù)木從齽蕴岣呋炷涟柚七^程材料流動性及保水能力，控制水化熱的發(fā)生程度。

4）大洼灌區(qū)水利工程堤防建設(shè)長度達到11.7km，針對此類堤防地基較長的工程，由于砌體長度過長，在施工過程中可采用分層控制的方式，進行分段及逐層壓實，提高筑體結(jié)構(gòu)可靠性。

5）堤防結(jié)構(gòu)設(shè)計中，可結(jié)合灌區(qū)水利工程運行特點，合理確定鋼筋材料規(guī)格及數(shù)量，確保筑體內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，提高其抗自然災(zāi)害能力。

3.3 防滲技術(shù)

3.3.1 常用防滲技術(shù)

堤防施工常規(guī)防滲技術(shù)包括高壓噴射灌漿、混凝土防滲墻、帷幕灌漿等。

高壓噴射灌漿防滲技術(shù)利用高壓噴射處理地基，使混凝土材料與漿石攪拌均勻，形成整體的防滲結(jié)構(gòu)。該技術(shù)灌漿中含有大粒徑漿石，可發(fā)揮顯著的防滲效果，且技術(shù)施工速度快、成本低，在堤防施工中應(yīng)用廣泛。高壓噴射灌漿防滲技術(shù)適用于土壤松軟的條件下，若土層中存在較多的碎石，應(yīng)選用其他防滲技術(shù)。

混凝土防滲墻技術(shù)較新，為一種垂直防滲技術(shù)，其優(yōu)點在于可延長地基使用壽命。混凝土防滲墻厚度大、穩(wěn)定性高，使用耐壓的墻體材料，最大限度地排除墻體內(nèi)氣孔，使其防滲效果明顯提升。另外，混凝土防滲墻還具有優(yōu)良的透水性和透氣性，可使其防滲能力進一步提高。

帷幕灌漿防滲技術(shù)使用低密度灌漿漿液，此類漿液的流動性及膠黏性較強，依照既定比例將其注入墻體縫隙中，凝固后可有效發(fā)揮防滲效果，提高巖層本身的強度。施工過程中，帷幕灌漿漿液可降低混凝土內(nèi)部含水量，控制水化熱的持續(xù)時間，發(fā)揮提高混凝土體質(zhì)量的作用。若一次灌漿后其防滲效果未達標(biāo)，可進行補灌。灌漿結(jié)束且漿體凝固后，即可對堤防筑體防滲性能進行檢驗。

3.3.2 創(chuàng)新施工方案

總結(jié)以往的堤防防滲技術(shù)經(jīng)驗，大洼灌區(qū)水利工程堤防施工創(chuàng)新性地引入模袋混凝土防滲護坡技術(shù)。模袋由高強度纖長絲機織而成，其為雙層袋狀結(jié)構(gòu)，模袋之間在橫縱2 個方向分別使用尼龍繩進行連接，后灌注混凝土，使模袋發(fā)揮模板的功能。如圖1 為模袋混凝土施工現(xiàn)場。施工過程中，在需進行混凝土灌注的位置鋪設(shè)模袋，將其固定后向內(nèi)部灌注混凝土，借助模袋材料帶有的透水不透漿屬性，利用壓強及重力將模袋內(nèi)多余水分排出，以降低混凝土材料的水灰比，形成防滲性能高、穩(wěn)定牢固的堤防防護面。除以上優(yōu)點，該技術(shù)在混凝土澆筑后不涉及拆模作業(yè)，模袋被當(dāng)作混凝土防護面的一部分，可有效縮短施工時長。另外，模袋混凝土在施工過程無須設(shè)置圍堰結(jié)構(gòu)，水上與水下部分施工連續(xù)性強，施工機械化程度高，所形成的防滲護坡外形美觀，護坡整體性高，具備良好的環(huán)境適應(yīng)性和抗凍能力，因此，在遼寧地區(qū)水利工程建設(shè)的應(yīng)用非常廣泛。

圖1 模袋混凝土施工現(xiàn)場

以模袋混凝土防滲護坡厚度設(shè)計為例，對有關(guān)經(jīng)驗進行總結(jié)。

1）抗彎曲厚度。堤防施工中，若模袋混凝土存在局部架空，需關(guān)注其抗彎曲厚度。其計算見式（1）：

式中，δ 為模袋混凝土厚度；γC為砂漿及混凝土有效容重，本工程設(shè)計為22 000kN/m3；R為填料抗壓強度，本工程設(shè)計為295 00kPa；α 為模袋架空面積為正方形時的邊長，即α≤10cm；FS為安全系數(shù)，通常取3。

經(jīng)計算，本工程模袋混凝土的抗彎曲厚度設(shè)計值為4cm。

2）抗漂浮厚度。計算見式（2）：

式中，δ 為抗漂浮厚度；C為面板系數(shù)；HW為波浪高度；LW為波浪長度；Lr為垂直水邊的護面長度；γC為水容重；γW為混凝土及砂漿容重；m為邊坡系數(shù)【2】。

4 灌區(qū)水利工程管理方法

4.1 提升設(shè)計質(zhì)量

灌區(qū)水利工程堤防施工要點為防滲性能的提升，在設(shè)計過程中，應(yīng)注意提高工程反濾及截滲能力，使二者之間有機協(xié)調(diào)，達到雙重防滲的效果。另外，在灌區(qū)水利工程設(shè)計中，還應(yīng)關(guān)注壩頂?shù)呐潘O(shè)計，合理確定傾斜角，傾斜度以2%為宜。為使壩坡與排水系統(tǒng)之間形成有效的連通關(guān)系，建議在下游適當(dāng)位置設(shè)置沿路石堤。工程主體設(shè)計過程中，結(jié)合工程建設(shè)需求及具體施工條件，合理確定主體支撐力、標(biāo)高、密度等參數(shù)，通過提高設(shè)計方案的合理性來保證灌區(qū)水利工程建設(shè)質(zhì)量。

4.2 完善管理制度

一是完善人員培訓(xùn)、技術(shù)交底制度。工程施工前組織相關(guān)人員進行必要的技術(shù)培訓(xùn)，明確堤防施工要點、要求及注意事項。同時，通過技術(shù)交底，充分了解設(shè)計方案意圖，劃定施工重難點，并對各項施工方案進行合理性驗證。二是執(zhí)行責(zé)任制度，劃分施工管理任務(wù)，將管理責(zé)任落實到具體人頭，確保各項施工管理工作均有專人負責(zé)。

4.3 加強土工試驗

土工試驗為堤防施工的重點環(huán)節(jié)，可有效發(fā)揮工程質(zhì)量控制作用。具體實驗內(nèi)容有：樣本采集、參數(shù)測試、填筑施工等。采集施工場地內(nèi)土樣，進行壓實及含水量測試，確保其達到堤防施工質(zhì)量要求，結(jié)合測試結(jié)果調(diào)節(jié)地基碾壓施工方案。

5 結(jié)語

總結(jié)堤防施工技術(shù)要點及工程管理方法對于提高堤防施工水平具有重要意義，只要堤防工程施工質(zhì)量得到了保障，進而提高灌區(qū)水利工程建設(shè)質(zhì)量和工程綜合效益。堤防施工中的重點是把握碾壓技術(shù)、鋪填技術(shù)及防滲技術(shù)的應(yīng)用，這樣就能確保堤防施工高質(zhì)量地完成。