堤防建設(shè)工程施工技術(shù)探析

鄧建華

南昌市進(jìn)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(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全造成威脅，工程施工單位應(yīng)盡可能強(qiáng)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(hù)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(shì)，減少洪水的發(fā)生，保護(hù)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(kù)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(jì)斷面也會(huì)存在一定的差異。

1.2 工程概況

信西聯(lián)圩地處進(jìn)賢縣的東北部，是該縣的防汛北大門。其由九條堤構(gòu)成，長(zhǎng)度接近27km。該堤保護(hù)進(jìn)賢縣三里、鐘陵鄉(xiāng)等地，保護(hù)面積達(dá)到57km2，耕地面積約5.2萬畝，人口將近3.6萬，還保護(hù)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(rùn)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(cè)數(shù)據(jù)，這個(gè)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(yáng)湖的圩堤主要位于第四系沖積層和湖積層的河流一級(jí)階地。其上層是黏土、沙壤土，下層是圓礫層、中砂、細(xì)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(huì)對(duì)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(hù)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(shí)，河流的流量會(huì)急劇增加，湖泊水位也會(huì)上升，此時(shí)堤防建設(shè)就顯得尤為重要，其可以有效地?cái)r截或引導(dǎo)洪水，使其不會(huì)對(duì)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(duì)水利工程的沖擊。同時(shí)，工程型護(hù)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(hù)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(jiān)固護(hù)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(jì)要求，結(jié)合當(dāng)?shù)氐耐临|(zhì)、天然含水量、運(yùn)輸距離和開采條件等多種因素，仔細(xì)研究，以確保土料能夠滿足防滲要求，并且能夠根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)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(qiáng)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(yán)格控制土壤的質(zhì)量，確保其含水率等指標(biāo)達(dá)到規(guī)范的要求。

3.1.2 堤防堤身填筑技術(shù)。該項(xiàng)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(duì)堤基進(jìn)行徹底地清理，這是修筑堤身的前提。建造之前，單位應(yīng)嚴(yán)格遵守設(shè)計(jì)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(shí)作業(yè)，以確保壓實(shí)后的土體干密度能夠滿足設(shè)計(jì)要求。其次，在進(jìn)行填筑作業(yè)時(shí)，應(yīng)特別注意以下幾點(diǎn)：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(jìn)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(jì)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(jì)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(duì)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(jì)斷面，在堤身兩側(cè)建立壓載平臺(tái)。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(cè)地基和位移觀測(cè)點(diǎn)，再結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，以確保項(xiàng)目施工順利、穩(wěn)定地進(jìn)行。在完成堤身填筑作業(yè)后，單位還應(yīng)開展整坡壓實(shí)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(shí)作業(yè)要求。在進(jìn)行堤防建設(shè)之前，壓實(shí)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(duì)碾壓參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè)，以確保其符合設(shè)計(jì)要求。此外，還需要對(duì)土料的含水率進(jìn)行嚴(yán)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(xì)記錄每一段的壓實(shí)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(shí)時(shí)，最佳澆水量應(yīng)該是填料總量的30%。如果使用中細(xì)砂來壓實(shí)，則需要根據(jù)最佳含水率來調(diào)整澆水量。

3.2 坡式護(hù)岸施工技術(shù)

通過采用坡式護(hù)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(diǎn)是施工過程簡(jiǎn)便，可以滿足多種環(huán)境要求，而且不會(huì)對(duì)河床環(huán)境產(chǎn)生任何影響，同時(shí)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(qiáng)對(duì)坡式護(hù)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(shí)，傳統(tǒng)的坡式護(hù)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(hù)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(jià)、保證施工質(zhì)量。

3.3 現(xiàn)澆砼護(hù)坡施工技術(shù)

在該工程現(xiàn)澆砼護(hù)坡施工過程中，單位采用了C16砼標(biāo)號(hào)，其厚度在125mm左右。同時(shí)，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(hù)坡的起點(diǎn)和終點(diǎn)處都進(jìn)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(jìn)行了現(xiàn)澆砼封邊，每隔5m進(jìn)行一次伸縮縫，其寬度為22mm，并使用聚乙烯閉孔泡沫板進(jìn)行嵌縫。為了保證護(hù)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(jìn)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(fèi)大量的人力、物力與財(cái)力，而且會(huì)影響河床水體以及兩岸地下水體的補(bǔ)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(tái)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(shí)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(jìn)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(tái)、排架、交通橋和二期砼的強(qiáng)度等級(jí)均為C26，而其他砼的強(qiáng)度等級(jí)則為C21。另外，本項(xiàng)目的回填土采用的是外運(yùn)料，要求回填土的分層厚度在280～310mm之間，且回填土的壓實(shí)度必須達(dá)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(hù)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(shí)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(duì)護(hù)坡拋石進(jìn)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(shí)，為了提高施工質(zhì)量，建議在晴朗天氣條件下進(jìn)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(yán)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(jìn)行墊層和面層的鋪設(shè)，以減少土工布暴露于太陽(yáng)下的時(shí)間。

3.6 泥結(jié)石防汛道路以及預(yù)制塊護(hù)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(hù)層4cm構(gòu)成。整個(gè)過程采用的是分層鋪筑碾壓方法。至于預(yù)制塊護(hù)坡工程施工中，單位使用的砼預(yù)制塊厚度達(dá)到11cm，強(qiáng)度等級(jí)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(xiàng)

工程施工中，壓實(shí)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(yàn)期間可以獲得土壤的含水量值，但在具體施工中因現(xiàn)場(chǎng)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(gè)估量為實(shí)踐操作的參考數(shù)據(jù)，進(jìn)一步保障施工的質(zhì)量與效果。

4 結(jié)束語(yǔ)

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(diǎn)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(duì)此，施工單位在堤防建筑工作中必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)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(cái)產(chǎn)安全。