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(dòng)。灌區(qū)水利工程建設(shè)對(duì)于推動(dòng)區(qū)域農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。近年來，大型灌區(qū)水利工程項(xiàng)目數(shù)逐漸增加，堤防作為其建設(shè)重點(diǎn)，堤防技術(shù)實(shí)踐中也表現(xiàn)出一定問題和不足，因此，有必要對(duì)堤防施工技術(shù)及管理經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)。

2 灌區(qū)水利工程項(xiàng)目

大洼灌區(qū)位于遼寧省盤錦市大洼區(qū)，灌區(qū)地勢(shì)較洼，相對(duì)平坦，當(dāng)?shù)啬杲邓枯^低且表現(xiàn)為明顯的時(shí)空分布不均特點(diǎn)。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(tái)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(jì)輸水流量為30m3/s。渠道截面為梯形，底寬32m，邊坡1∶2，設(shè)計(jì)水深為2m。堤防標(biāo)高6.22～6.8m，渠道等級(jí)為3 級(jí)。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(yàn)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(shì)相對(duì)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(jìn)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(jìn)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(duì)地基穩(wěn)定性及抗震性能做全面檢驗(yàn)，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(dá)標(biāo)。

3.2 鋪填技術(shù)

堤防鋪填施工技術(shù)要點(diǎn)如下：

1）堤防鋪填在地基鋪填完畢之后進(jìn)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(shí)段進(jìn)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(jìn)而使堤防筑體的防滲漏性能無法達(dá)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(dòng)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(dá)到11.7km，針對(duì)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(jìn)行分段及逐層壓實(shí)，提高筑體結(jié)構(gòu)可靠性。

5）堤防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，可結(jié)合灌區(qū)水利工程運(yùn)行特點(diǎn)，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(diǎn)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(jìn)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(dòng)性及膠黏性較強(qiáng)，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(qiáng)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(shí)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(dá)標(biāo)，可進(jìn)行補(bǔ)灌。灌漿結(jié)束且漿體凝固后，即可對(duì)堤防筑體防滲性能進(jìn)行檢驗(yàn)。

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(yàn)，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(hù)坡技術(shù)。模袋由高強(qiáng)度纖長絲機(jī)織而成，其為雙層袋狀結(jié)構(gòu)，模袋之間在橫縱2 個(gè)方向分別使用尼龍繩進(jìn)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(chǎng)。施工過程中，在需進(jìn)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(qiáng)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(hù)面。除以上優(yōu)點(diǎn)，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(hù)面的一部分，可有效縮短施工時(shí)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(qiáng)，施工機(jī)械化程度高，所形成的防滲護(hù)坡外形美觀，護(hù)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(chǎng)

以模袋混凝土防滲護(hù)坡厚度設(shè)計(jì)為例，對(duì)有關(guān)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)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(jì)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(jì)為22 000kN/m3；R為填料抗壓強(qiáng)度，本工程設(shè)計(jì)為295 00kPa；α 為模袋架空面積為正方形時(shí)的邊長，即α≤10cm；FS為安全系數(shù)，通常取3。

經(jīng)計(jì)算，本工程模袋混凝土的抗彎曲厚度設(shè)計(jì)值為4cm。

2）抗漂浮厚度。計(jì)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(hù)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(jì)質(zhì)量

灌區(qū)水利工程堤防施工要點(diǎn)為防滲性能的提升，在設(shè)計(jì)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(jī)協(xié)調(diào)，達(dá)到雙重防滲的效果。另外，在灌區(qū)水利工程設(shè)計(jì)中，還應(yīng)關(guān)注壩頂?shù)呐潘O(shè)計(jì)，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(jì)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(jì)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(jìn)行必要的技術(shù)培訓(xùn)，明確堤防施工要點(diǎn)、要求及注意事項(xiàng)。同時(shí)，通過技術(shù)交底，充分了解設(shè)計(jì)方案意圖，劃定施工重難點(diǎn)，并對(duì)各項(xiàng)施工方案進(jìn)行合理性驗(yàn)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(shí)到具體人頭，確保各項(xiàng)施工管理工作均有專人負(fù)責(zé)。

4.3 加強(qiáng)土工試驗(yàn)

土工試驗(yàn)為堤防施工的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，可有效發(fā)揮工程質(zhì)量控制作用。具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有：樣本采集、參數(shù)測(cè)試、填筑施工等。采集施工場(chǎng)地內(nèi)土樣，進(jìn)行壓實(shí)及含水量測(cè)試，確保其達(dá)到堤防施工質(zhì)量要求，結(jié)合測(cè)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(diǎn)及工程管理方法對(duì)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(jìn)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(diǎn)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。