水利堤防工程施工技術(shù)研究

石磊

鄄城縣引黃灌溉工程管理服務(wù)中心 山東菏澤 274600

在防洪工程體系中，水利堤防工程為其中一個極其關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，而且還是最為核心的現(xiàn)代水利工程建設(shè)部分，并能直接影響到對洪水防御質(zhì)量水平能否得到有效發(fā)揮，因此其重要性顯而易見。就實踐來看，水利堤防工程為一項大面積施工的勞動力資源密集型工程項目，其在施工工程中，必須正視其所具有的比較長的堤線長度、比較廣的堤防工程保護(hù)范圍和差異性比較大的堤防工程施工周邊地質(zhì)環(huán)境條件等一些特點，采取有效的措施，將這一部分工程建設(shè)做好，才可使水利工程有效運行有可靠保證，并將防洪、蓄水、減災(zāi)等綜合作用充分發(fā)揮出來，避免發(fā)生洪澇災(zāi)害。這就需要采取有效的施工質(zhì)量控制措施，不斷促進(jìn)樹立水利堤防工程施工質(zhì)量。

1 水利工程中的堤防工程重要性

堤防工程是水利工程建設(shè)的重要內(nèi)容，其主要體現(xiàn)在洪水突然爆發(fā)時能夠保護(hù)周圍生命的安全，防止水患入侵。在正常情況下，堤防工程對周圍環(huán)境的生態(tài)平衡能夠起到優(yōu)化和保護(hù)作用。其重要性主要體現(xiàn)在：①保護(hù)水土資源。隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，水土資源的重要性日益凸顯。目前我國水土流失現(xiàn)象越來越嚴(yán)重，從而導(dǎo)致國土地面積不斷減少，并造成水質(zhì)惡化等現(xiàn)象。而堤防工程通過加固加高圩堤等措施，可以有效保護(hù)水土資源。②實現(xiàn)環(huán)境綠化。為了有效抵御洪澇災(zāi)害和保護(hù)水土資源，在修建堤防工程的同時，采取了植物種草的措施，重視植物型護(hù)岸的推廣。此外，人們還重視水環(huán)境、水生態(tài)等方面的修復(fù)和保護(hù)。那些經(jīng)過堤防工程修建后的河道，呈現(xiàn)出一種水清岸綠、環(huán)境良好的局面。

2 水利工程中的堤防工程施工要點的分析

2.1 壩體填筑施工要點分析

堤防工程施工首先需要進(jìn)行壩體填筑，壩體填筑是水利工程防護(hù)的重要環(huán)節(jié)，同時還需要將施工中的施工作業(yè)方式以及施工作業(yè)時間的間隔來進(jìn)行選擇，施工人員還需要就施工中的施工壩體填筑面積大小選擇施工強(qiáng)度，以及結(jié)合施工材料對施工中的施工工序進(jìn)行劃分。在施工過程中，施工人員需要嚴(yán)格控制好施工的有效作業(yè)時間，盡量避免在施工中的溫度對施工質(zhì)量影響，因此施工人員應(yīng)盡量將施工時間安排在春秋兩季進(jìn)行，嚴(yán)格控制好施工的作業(yè)順序以及施工流水作業(yè)的時間長短。一旦出現(xiàn)地面起伏不平的情況，就需要我們充分按照水平分層，從低往高逐層的進(jìn)行填筑工作，在進(jìn)行機(jī)械施工的時候，分段作業(yè)面不能夠少于100m，在作業(yè)面上一定要按照分層統(tǒng)一的原則，進(jìn)行譜圖和碾壓工作。

2.2 預(yù)應(yīng)力錨固施工要點分析

堤防工程施工中的預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)當(dāng)中包括了預(yù)應(yīng)力巖錨和混凝土的預(yù)應(yīng)力拉錨，預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)可以傳遞拉應(yīng)力，可以按照設(shè)計中方向、大小以及錨固深度，對基巖或者是建筑物預(yù)先施工加主動的預(yù)應(yīng)力，其適應(yīng)面十分的廣泛，可以加強(qiáng)和補(bǔ)強(qiáng)原有的建筑，同時還可以達(dá)到加固以及改善受力條件的目的的，從而為水利工程帶來了極大的經(jīng)濟(jì)效益。

2.3 堤料選擇與料場布置

選擇合適的堤料是完成堤防施工的基本前提。在堤料的選擇上，必須要遵循兩個原則，一方面要滿足設(shè)計要求，另一方面應(yīng)就地取材。筑堤的最好土料一般是黏性砂土及砂性黏土透水較小，容易壓實的；如果是砂土筑堤強(qiáng)度好，就可能出現(xiàn)透水性大，可能發(fā)生管涌；如果是黏土筑堤防滲性好，就可能會產(chǎn)生干裂、凍脹及滑坡。因此，根據(jù)實際情形砂土、黏土都不適合單獨用來筑堤。一般而言，用黏土料筑防滲體，用砂土料筑堤殼是一種較為有效的方法。當(dāng)然，在這個選擇的過程中，必須要明白淤泥土、凍土塊、雜質(zhì)土、膨脹土等特殊土料，通常是不適合用于筑堤身的。此外，料場土料的自然含水量應(yīng)與堤身壓實最優(yōu)含水量相適應(yīng)，以保證壓實質(zhì)量；否則應(yīng)采取調(diào)節(jié)措施。開工前，相關(guān)部門需要按照設(shè)計要求、運距、土質(zhì)、天然含水量、開采條件等因素，來確定取料區(qū)，一般來說料場土料的可采量，必須要大于填筑需要量的1.5倍。當(dāng)然，在筑堤取土?xí)r，需要保護(hù)好堤防兩側(cè)的護(hù)堤地或表層的天然防滲鋪蓋。因為當(dāng)前許多工程在天然鋪蓋區(qū)內(nèi)取土，如果把鋪蓋層挖穿，這就可能會造成堤防背水側(cè)十分嚴(yán)重的管涌破壞。因此，相關(guān)部門在進(jìn)行設(shè)計時，需要在臨水側(cè)灘地上取土?xí)r，應(yīng)該按照由遠(yuǎn)而近的原則，根據(jù)取土坑宜寬淺不宜窄深的原則，以垂直堤軸線為方向，同時，每隔一定距離時就需要留土埂或通道，這樣才能防止水流淘刷臨水側(cè)灘地上的取土坑，進(jìn)而造成近堤串溝，最終危及到堤身的安全。此外，當(dāng)然不同粒徑組的反濾料必須要按照設(shè)計的要求篩選加工或選購，并需按不同粒徑組分別堆放；取土區(qū)和棄土堆放場地，要盡可能的少占耕地，不得妨礙行洪和引排水。

2.4 施工放樣與堤基清理

在施工放樣中，首先沿堤防縱向定中心線和內(nèi)外邊腳，同時釘以木樁，要把誤差控制在規(guī)定值內(nèi)。當(dāng)然根據(jù)不同堤形，可以在相隔一定距離內(nèi)設(shè)立一個堤身橫斷面樣架，以便能夠為施工人員提供參照。堤身放樣時，必須要按照設(shè)計要求來預(yù)留堤基、堤身的沉降量。而在正式開工前，還需要進(jìn)行堤基清理，清理的范圍主要包括堤身、鋪蓋、壓載的基面，其邊界應(yīng)在設(shè)計基面邊線外30～50cm。如果堤基表層出現(xiàn)不合格土、雜物等，就必須及時清除，針對堤基范圍內(nèi)的坑、槽、溝等部分，需要按照堤身填筑要求進(jìn)行回填處理。同時需要耙松地表，這樣才能保證堤身與基礎(chǔ)結(jié)合。當(dāng)然，假如堤線必須通過透水地基或軟弱地基，就必須要對堤基進(jìn)行必要的處理，處理方法可以按照土壩地基處理的方法進(jìn)行。

2.5 度汛與導(dǎo)流

堤防工程施工期跨汛期施工時，度汛、導(dǎo)流方案應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求和工程需要編制，并報有關(guān)單位批準(zhǔn)。擋水堤身或圍堰頂部高程，按照度汛洪水標(biāo)準(zhǔn)的靜水位加波浪爬高與安全加高確定。當(dāng)度汛洪水位的水面吹程小于500m、風(fēng)速在5級（風(fēng)速10m/s）以下時，堤頂高程可僅考慮安全加高。

2.6 壓實作業(yè)施工要點分析

堤防工程鋪設(shè)完成后，以下是滾動施工。為了確保壓實程度，采用分層鋪設(shè)和壓實的方法。經(jīng)過一層鋪路材料的加工和軋制，可以將其卷入下一層。堤岸壓實在軋制壓實試驗施工過程中，做出記錄，確定各層厚度，軋制設(shè)備的速度，軋制時間等指標(biāo)，形成適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)，以有效的指導(dǎo)RCC建設(shè)。一般軋制速度控制適用于2km/h，軋制時間為3次。經(jīng)過軋制壓實試驗，從而確保堤防施工的有效性。

3 主要施工技術(shù)

3.1 水利工程中的邊坡護(hù)岸技術(shù)

3.1.1 水利工程中的墻式堤防護(hù)岸

墻式堤防工程護(hù)岸在一些沿海區(qū)域和城區(qū)內(nèi)部的河流中的應(yīng)用非常的廣泛，尤其是一些區(qū)域較為狹窄且受到地形的限制的河流，墻式的護(hù)岸工程能夠有效的對這些河流進(jìn)行防護(hù)。對于不同的地區(qū)可以采取扶壁式擋墻、重力式擋墻等集中不同的防護(hù)工程的施工，但是在一般情況下為了減少不必要的工程量就會采取直立式擋墻進(jìn)行護(hù)岸工程的施工，這一施工工程要應(yīng)用在穩(wěn)定性較為好的地區(qū)以降低護(hù)岸中的斷面。此外，相應(yīng)的水利工程堤防護(hù)岸施工者一定不能夠憑借自身的經(jīng)驗去判定此區(qū)域所該適用的工程，從而確保墻體在整個堤岸工程中護(hù)腳所插入的深度能夠有效保障護(hù)岸的持久性和穩(wěn)定性。

3.1.2 水利工程中壩式堤防護(hù)岸技術(shù)

在堤防護(hù)岸工程施工的過程中采用壩式護(hù)岸技術(shù)會改變原有的水流的方向，從而有效的避免堤岸因水流的直接沖擊遭到嚴(yán)重的破壞。但是并不是所有的地區(qū)都適用于壩式的護(hù)岸技術(shù)去保護(hù)堤岸，壩式護(hù)岸技術(shù)一般會被使用在一些河床較為開闊且水流的速度相對較為緩慢的區(qū)域。在任何的地形中都要根據(jù)實際情況合理的為壩式護(hù)岸技術(shù)的施工選擇合理的方案，以確保施工的質(zhì)量能夠達(dá)到保護(hù)堤岸的目的。

3.2 水利工程中堤防防滲施工技術(shù)

我國防滲墻的施工水平已跨入了世界先進(jìn)行列。當(dāng)前，發(fā)展較快、應(yīng)用較多的截滲工藝有：混凝土防滲墻、高壓噴射防滲墻、自凝灰漿防滲墻、垂直鋪塑、水泥土攪拌樁防滲墻等，及時掌握這些工藝的發(fā)展動態(tài)，對于水利工程的設(shè)計、施工等都具有重要的現(xiàn)實意義。

3.2.1 混凝土防滲墻

目前，已成為粒狀地層的主要防滲手段。它不僅可以用于永久性地基防滲，對正在漏水和存在險情的堤壩進(jìn)行防滲處理，還可用于臨時施工圍堰、基坑防滲等。其主要優(yōu)點是能有效地控制墻厚，墻段之間結(jié)合緊密，安全可靠。

3.2.2 高壓噴射防滲墻

高壓噴射防滲墻是借助于高壓射流沖擊擾動壩基覆蓋層，同時灌入水泥漿，使?jié){液與被灌地層土顆粒摻混，形成防滲墻。近年來，山東省水利科學(xué)研究院王明森等科技人員，在多年高噴實踐的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了大粒徑地層高壓噴射灌漿構(gòu)筑防滲墻技術(shù)的研究，形成以高壓射漿、高噴漿液的合理選用為特色的大粒徑地層高噴施工技術(shù)，在多項工程中進(jìn)行推廣應(yīng)用，效果良好。

3.2.3 自凝灰漿防滲墻

自凝灰漿防滲墻是在塑性混凝土墻的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。使用水泥、膨潤土并摻入少量緩凝劑制成“自凝灰漿”，在凝固前可作為造孔中的固壁泥漿，完工后自行凝固，形成墻體起防滲補(bǔ)強(qiáng)作用。

3.3 水利工程堤防軟基處理方法

3.3.1 拋石擠淤法

拋石擠淤法簡單說就是經(jīng)過簡單地計算后，在需要進(jìn)行處理的軟土地基的位置拋下一定數(shù)量、粒徑的石塊，然后擠走原地基位置處的淤泥質(zhì)土或者淤泥，從而實現(xiàn)將軟土地基加固的目的。這種方法主要有以下幾個要求：

（1）用于拋填地基的石塊一般應(yīng)選取不易風(fēng)化且大小不小于30cm的石料。

（2）進(jìn)行拋填的方向應(yīng)根據(jù)軟土地基的下臥層橫坡情況來進(jìn)行選擇，當(dāng)橫坡平坦時，應(yīng)從地基的中部逐漸向地基的兩側(cè)擴(kuò)展拋填；而當(dāng)橫坡坡陡大于1：10時，應(yīng)從坡高出向坡低出進(jìn)行拋填。

（3）在初步的拋填完成后，應(yīng)在拋填層的上部鋪設(shè)反濾層。

拋石擠淤的施工方法施行簡單并且花費較少，較常用于處理性質(zhì)屬于流塑態(tài)的軟土地基。

3.3.2 墊層法

墊層法首先應(yīng)將靠近堤防基底部分的、不滿足規(guī)定地基設(shè)計要求的軟土全部挖除，然后用碎石、砂、石渣等一些壓縮性低、強(qiáng)度高、透水性好且易壓實的材料進(jìn)行人工回填形成新的持力層。這種方法因其能夠就地取材、價格低廉并且施工的工藝也比較簡單，因此該方法廣泛被應(yīng)用于軟土層較淺并且工程開挖的方量比較小的情況。

3.3.3 堤身自重擠淤法

堤身自重擠淤法是一種通過提升地基本身的抗剪強(qiáng)度來對抗剪應(yīng)力從而達(dá)到加固地基目的的方法。簡單來說就是通過將堤身的自重逐漸增加，使得在堤身自重的作用下處于流塑態(tài)的淤泥質(zhì)土或淤泥因受到擠壓導(dǎo)致其孔隙中的水應(yīng)力充分消散并且使得有效應(yīng)力得到增加，從而提高了地基的抗剪強(qiáng)度。在進(jìn)行擠淤的過程中為了避免因增加地基自重而導(dǎo)致不均勻沉陷的情況發(fā)生，應(yīng)將堤坡、堤身的填筑速度減緩、放慢，還可以采取分期進(jìn)行加高的方法。堤身自重擠淤法的優(yōu)點是大大減少了工程投資，但相應(yīng)在工程期限上有所加長。因此，這種方法適合于流塑態(tài)的軟土地基并且工程期限較長的情況。

4 結(jié)語

綜上所述，如果說水利工程項目“功在當(dāng)代利在千秋”，是直接關(guān)系到我國經(jīng)濟(jì)增長、社會發(fā)展的重要工程，那么水利工程堤防工程則是水利工程的“金鐘罩”，是關(guān)系到水利工程的質(zhì)量水平、堅固程度、使用壽命的核心環(huán)節(jié)之一，因此，必須高度重視水利工程堤防工程施工。由于水利工程往往復(fù)雜多變，因此，水利工程堤防工程形式多樣，以便適應(yīng)不同環(huán)境和要求的水利工程項目。本文著重分析了水利工程堤防工程施工要點，同時對于工程中會運用的施工技術(shù)做了詳盡的分析，為堤防施工項目的安全運行提供支撐，促進(jìn)水利工程項目的可持續(xù)發(fā)展。