堤防建設(shè)工程施工技術(shù)探析

鄧建華

南昌市進賢縣河道堤防安全保障中心 江西 南昌 331700

引言

在水利建設(shè)中，堤防建設(shè)工程十分關(guān)鍵，工程施工采用的堤防施工技術(shù)直接影響著水利工程的施工質(zhì)量。所以，為保證工程施工的質(zhì)量、效益，并避免洪水對人們的生命財產(chǎn)安全造成威脅，工程施工單位應(yīng)盡可能強化堤防建設(shè)工程的施工技術(shù)，以提高堤防施工的穩(wěn)定性與安全性。

1 堤防施工概況

1.1 堤防分類

堤防是一種沿江河湖海、分洪區(qū)、排灌渠道等地的防護設(shè)施，其斷面多呈梯形或復(fù)合梯形。其不僅能夠有效管控河勢，減少洪水的發(fā)生，保護人民的安全，還能抵御海潮與風(fēng)浪的侵襲。因此，堤防建設(shè)在水利工程中起著至關(guān)重要的作用。因不同堤防的位置和功能各不相同，所以可以劃分多種類型，例如水庫堤防、渠道堤防和河道堤防。此外，由于每種堤防的工作環(huán)境都不盡相同，所以其設(shè)計斷面也會存在一定的差異。

1.2 工程概況

信西聯(lián)圩地處進賢縣的東北部，是該縣的防汛北大門。其由九條堤構(gòu)成，長度接近27km。該堤保護進賢縣三里、鐘陵鄉(xiāng)等地，保護面積達到57km2，耕地面積約5.2萬畝，人口將近3.6萬，還保護著很多高速公路以及高壓輸變電線路。根據(jù)調(diào)查，該地區(qū)位于亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候區(qū)，氣候宜人，雨量豐富，四季變化顯著。根據(jù)圩區(qū)周圍的監(jiān)測數(shù)據(jù)，這個地區(qū)的多年平均降水量約為1590mm，年度變化較大且分布不均，多年平均氣溫約為18℃。至于鄱陽湖的圩堤主要位于第四系沖積層和湖積層的河流一級階地。其上層是黏土、沙壤土，下層是圓礫層、中砂、細砂等，呈現(xiàn)出明顯的二元結(jié)構(gòu)。圩區(qū)的水體結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，其中以孔隙潛水最為常見，其具有良好的抗壓能力，而且圩區(qū)環(huán)境水也會對砼結(jié)構(gòu)造成輕微的腐蝕，其程度可以是溶出型或分解類。

2 堤防建設(shè)工程施工技術(shù)的作用

堤防建設(shè)工程旨在保護人們免受洪水的侵害，其在水利工程中扮演著至關(guān)重要的角色，能夠有效地控制和減少洪水的影響。當(dāng)夏季雨季來臨時，河流的流量會急劇增加，湖泊水位也會上升，此時堤防建設(shè)就顯得尤為重要，其可以有效地攔截或引導(dǎo)洪水，使其不會對水利工程造成太大的沖擊[1]。此外，臨海城市經(jīng)常遭受風(fēng)浪和潮水的侵襲，因此，做好堤防建設(shè)工程可以有效抵御這些災(zāi)害，還可以在一定程度上減少海水、河水對水利工程的沖擊。同時，工程型護岸是一種加固處理措施，旨在提高防洪、調(diào)水、航行等工程的效率與安全性。工程型護岸將原本自然存在的坡岸改造成一座由混凝土和石塊組成的堅固護坡，可以抵御洪水沖擊，并且具有良好的耐腐蝕性，工程施工中若使用這些材料，在其不易滲透特性的作用下可以大幅提高輸水效率。

3 堤防建設(shè)工程的施工技術(shù)

3.1 堤身土方工程技術(shù)

3.1.1 土料選擇及開采。土料的選擇是決定堤防建筑質(zhì)量的關(guān)鍵因素，因此，在施工前單位必須根據(jù)設(shè)計要求，結(jié)合當(dāng)?shù)氐耐临|(zhì)、天然含水量、運輸距離和開采條件等多種因素，仔細研究，以確保土料能夠滿足防滲要求，并且能夠根據(jù)實際情況進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。在均質(zhì)土堤的建設(shè)中，中壤土和亞黏土是最理想的材料；在鋪蓋、心墻等防滲工程中，黏性較強的土壤更為合適。并且砂性土壤通常應(yīng)用于堤后蓋筑，而膨脹土、雜質(zhì)土、凍土塊、淤泥土等則不適合用于堤身填筑。下表所示為該工程使用的土料數(shù)據(jù)。

表1 工程土料數(shù)據(jù)

在開采土料過程中，地表清理至關(guān)重要，其中包括清除淤泥、排出污水等。通常，施工單位可以采用截流和排流相結(jié)合的方法來處理污水。無論是直接挖掘還是斜坡挖掘，施工單位都應(yīng)該嚴格控制土壤的質(zhì)量，確保其含水率等指標(biāo)達到規(guī)范的要求。

3.1.2 堤防堤身填筑技術(shù)。該項目堤身填筑過程中，施工單位需要做好以下工作。首先，需要對堤基進行徹底地清理，這是修筑堤身的前提。建造之前，單位應(yīng)嚴格遵守設(shè)計規(guī)范。通常，清理堤基的內(nèi)容包括堤身基面、鋪蓋基面與壓載基面。在清理堤基的過程中，應(yīng)徹底除去范圍內(nèi)的雜物，并且將邊界延伸至40cm以上。此外，為了提高老堤的安全性，還需要采取高培厚處理措施[2]。在完成清理工作后，單位還要做好鋪填前的壓實作業(yè)，以確保壓實后的土體干密度能夠滿足設(shè)計要求。其次，在進行填筑作業(yè)時，應(yīng)特別注意以下幾點：當(dāng)?shù)匦螐?fù)雜，需要采取水平分層的方式，從較低處開始，一步一步填充，而不能在斜坡處進行鋪填；若堤防的橫截面坡度大于1∶5，則需要采取處理措施，一般來說，圩壩的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)斷面為1∶3，背水坡的堤頂以下3.2m處則需要設(shè)置1.5～1.8m寬的馬道，而馬道的上方和下方的邊坡也需要遵循1∶3的比例。為了確保堤防建設(shè)的安全性，單位應(yīng)設(shè)計堤頂寬度在5.8m，超高臨河堤與臨湖堤分別是1.8m、2.1m。為了應(yīng)對軟土堤基的挑戰(zhàn)，施工單位還需采取分層填筑的方式，并且根據(jù)設(shè)計斷面，在堤身兩側(cè)建立壓載平臺。為了確保施工的順利和安全，施工單位應(yīng)當(dāng)合理控制施工速度，并且定期監(jiān)測地基和位移觀測點，再結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)進行綜合分析，以確保項目施工順利、穩(wěn)定地進行。在完成堤身填筑作業(yè)后，單位還應(yīng)開展整坡壓實施工、削坡處理，其中土方開挖削坡平整度應(yīng)為±18mm。

3.1.3 壓實作業(yè)要求。在進行堤防建設(shè)之前，壓實作業(yè)至關(guān)重要，其能夠有效地提高堤岸的穩(wěn)定性。因此，工程施工前，單位需要對碾壓參數(shù)進行嚴格的檢測，以確保其符合設(shè)計要求。此外，還需要對土料的含水率進行嚴格控制，一般建議將其限制在2%以下，若在分段填筑的情況下，還需要詳細記錄每一段的壓實情況，以避免出現(xiàn)漏壓、欠壓或者過壓的情況。當(dāng)使用砂礫料來壓實時，最佳澆水量應(yīng)該是填料總量的30%。如果使用中細砂來壓實，則需要根據(jù)最佳含水率來調(diào)整澆水量。

3.2 坡式護岸施工技術(shù)

通過采用坡式護岸技術(shù)，可以在水利工程的坡腳和岸坡區(qū)域安裝防沖刷材料，這種技術(shù)的優(yōu)點是施工過程簡便，可以滿足多種環(huán)境要求，而且不會對河床環(huán)境產(chǎn)生任何影響，同時還能夠提供良好的抗沖擊能力。為了確保安全，施工單位應(yīng)當(dāng)加強對坡式護岸的防腐措施，特別是在地面高度不能滿足防浪要求的情況下，應(yīng)當(dāng)在坡頂處增加一道防浪墻。同時，傳統(tǒng)的坡式護岸技術(shù)存在很多弊端，所以施工單位可以采用無圍堰膜袋護坡水下施工技術(shù)。該技術(shù)不僅能夠避免在干地條件下施工，還能降低工程造價、保證施工質(zhì)量。

3.3 現(xiàn)澆砼護坡施工技術(shù)

在該工程現(xiàn)澆砼護坡施工過程中，單位采用了C16砼標(biāo)號，其厚度在125mm左右。同時，排水孔的直徑為78mm，排列間距和排距都是2.8m，一共有4排，并在孔底部鋪設(shè)一層寬度為280mm×280mm的土工布。為了保證安全，施工單位在護坡的起點和終點處都進行了現(xiàn)澆砼封邊，其厚度介于28～32cm之間，沒有使用任何墊層。底部設(shè)有現(xiàn)澆砼齒槽，頂部則是現(xiàn)澆砼路肩梁，兩者之間都進行了現(xiàn)澆砼封邊，每隔5m進行一次伸縮縫，其寬度為22mm，并使用聚乙烯閉孔泡沫板進行嵌縫。為了保證護坡的安全性，單位在沿堤線方向每隔5m設(shè)置伸縮縫，順坡方向每隔5m設(shè)置切縫，縫寬為22mm，并使用聚乙烯閉孔泡沫板嵌縫。

3.4 堤防建設(shè)防滲流施工技術(shù)

滲流問題在水利工程中非常普遍，防滲和排滲是解決滲流問題的關(guān)鍵措施。防滲技術(shù)有兩種主要類型：水平防滲和垂直防滲。然而，由于水流的流量、流速以及紊流的變化不具備規(guī)律性，所以傳統(tǒng)的防滲技術(shù)往往難以滿足需求。傳統(tǒng)的堤岸防滲技術(shù)通常采取黏土鋪蓋的方式，但由于其不能抵御突發(fā)的洪水沖擊，所以需要采取更先進的技術(shù)手段，如建筑防滲墻工程型式，其需要在堤防底部使用防滲墻有效切斷厚砂層，雖然這一方法的防滲作用良好，但因易耗費大量的人力、物力與財力，而且會影響河床水體以及兩岸地下水體的補充、交換，所以該工程可以在背水側(cè)修建排滲減壓溝、減壓井、淺濾溝或截滲槽，并建造壓土平臺和防滲墻，這不僅能避免滲流問題，還能提高工程建設(shè)的穩(wěn)定性與安全性。

3.5 建筑物加固施工技術(shù)

在工程加固施工過程中，為了確保鋼筋砼結(jié)構(gòu)和地基的牢固連接，單位可以在接觸面上鋪設(shè)8cm厚的C11素砼墊層，同時還可以在結(jié)構(gòu)分縫處安裝18mm的銅片，以防止?jié)B漏，最后使用聚乙烯閉孔泡沫板進行嵌縫。此外，單位還應(yīng)在結(jié)構(gòu)縫的兩側(cè)使用1.2m寬的土工布，結(jié)構(gòu)縫兩側(cè)的寬度分別是0.8m。根據(jù)規(guī)定，該工程使用的啟閉平臺、排架、交通橋和二期砼的強度等級均為C26，而其他砼的強度等級則為C21。另外，本項目的回填土采用的是外運料，要求回填土的分層厚度在280～310mm之間，且回填土的壓實度必須達到0.91以上。

至于土工布，土工布的鋪設(shè)在水利工程中扮演著重要的角色，其既能夠保證護岸的施工質(zhì)量，又能夠增加其穩(wěn)定性。為了符合工程規(guī)范，施工單位必須正確選擇土工布，并在必要時采取縫接措施，將兩塊土工布緊密聯(lián)系在一起。在安裝土工布之前，必須對護坡拋石進行徹底的清洗，將其周圍的尖銳物體徹底除去，以免影響到土工布的完整性。同時，為了提高施工質(zhì)量，建議在晴朗天氣條件下進行鋪設(shè)。在此過程中，單位需要按照規(guī)定的順序?qū)⑼凉げ即蜷_，避免土工布太松散或太緊密，其可更好適應(yīng)坡度和地形的變化，并且可以與地面完美契合。為了確保安全，施工過程中還要嚴格遵守相關(guān)規(guī)定。施工人員不可穿釘鞋，并且在完成鋪設(shè)任務(wù)后，還要立即進行墊層和面層的鋪設(shè)，以減少土工布暴露于太陽下的時間。

3.6 泥結(jié)石防汛道路以及預(yù)制塊護坡工程施工技術(shù)

該工程施工中，單位選用的道路路面型式是泥結(jié)碎石路面，由路面下層17.1cm、路面上層11cm、路面磨耗層6cm以及路面保護層4cm構(gòu)成。整個過程采用的是分層鋪筑碾壓方法。至于預(yù)制塊護坡工程施工中，單位使用的砼預(yù)制塊厚度達到11cm，強度等級為C16，下設(shè)厚11cm的砂卵石墊層；其排水孔下墊鋪280mm×280mm的土工布。

3.7 施工注意事項

工程施工中，壓實度易受很多因素的影響而出現(xiàn)施工質(zhì)量問題，比如含水量變化[3]。雖然試驗期間可以獲得土壤的含水量值，但在具體施工中因現(xiàn)場土壤的含水量存在不確定性，所以施工期間單位應(yīng)選擇最優(yōu)的含水量的一個估量為實踐操作的參考數(shù)據(jù)，進一步保障施工的質(zhì)量與效果。

4 結(jié)束語

水利工程建設(shè)中因其地質(zhì)條件復(fù)雜、使用的筑壩材料較為多樣，所以其在滲流方面的特點都不相同。就目前而言，堤防建設(shè)工程的施工面積廣、工程量大，而且工序十分復(fù)雜，所以施工過程中很容易出現(xiàn)質(zhì)量問題。針對此，施工單位在堤防建筑工作中必須嚴格按照設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，基于工程情況合理應(yīng)用施工技術(shù)，不僅能提高工程施工的質(zhì)量，還能確保人們的生命與財產(chǎn)安全。