堤防護(hù)岸工程施工技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用研究

李綿鑫

（廣東大禹水利建設(shè)有限公司，廣東汕頭 515000）

0 引言

水利工程作為民生工程，在促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、防洪抗?jié)?、蓄水及徑流調(diào)節(jié)等方面均發(fā)揮著極為重要的作用，其中堤防護(hù)岸工程施工是水利工程建設(shè)過(guò)程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用，不僅可以加固岸堤，又能加強(qiáng)對(duì)水利工程保護(hù)，消除潛在安全隱患，實(shí)現(xiàn)水利工程可持續(xù)發(fā)展。水利工程中如何有效應(yīng)用堤防護(hù)岸工程施工技術(shù)，是目前各相關(guān)人員需要考慮的問(wèn)題。

1 水利工程中堤防護(hù)岸工程施工現(xiàn)狀

堤防護(hù)岸工程是水利工程建設(shè)的重要組成部分，主要發(fā)揮著防止水流及波浪直接沖刷岸坡基土的作用，并減少水流及波浪對(duì)岸坡的侵蝕影響，降低塌岸等相關(guān)隱患發(fā)生概率，為水利工程正常穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。

從現(xiàn)階段水利工程中堤防護(hù)岸工程施工情況來(lái)看，普遍存在施工技術(shù)管理不到位、原材料質(zhì)量不符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)以及施工監(jiān)督未落實(shí)等問(wèn)題，導(dǎo)致堤防護(hù)岸工程施工質(zhì)量無(wú)法保證，威脅水利工程安全運(yùn)行[1]。因此，在水利工程建設(shè)過(guò)程中，需要加強(qiáng)堤防護(hù)岸工程施工技術(shù)管理，并結(jié)合工程實(shí)際情況，選擇合適的施工技術(shù)，準(zhǔn)確把握相關(guān)施工技術(shù)要點(diǎn)，進(jìn)而將堤防護(hù)岸工程的重要作用在水利工程中充分發(fā)揮，同時(shí)也有利于加強(qiáng)水利技術(shù)管理成效，切實(shí)提高水利技術(shù)管理水平。

2 水利工程中堤防護(hù)岸工程施工技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

2.1 堤防工程施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1.1 土料選擇

土料是后續(xù)堤身填筑施工中主要使用的材料，土料質(zhì)量對(duì)整個(gè)堤防護(hù)岸工程施工效果有著直接影響，在施工前，應(yīng)結(jié)合工程所在區(qū)域的實(shí)際情況，并以相關(guān)施工標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，合理選擇土料類型，確保所選擇的土料各項(xiàng)性能指標(biāo)符合堤防護(hù)岸工程施工技術(shù)要求，減少后期施工中不必要問(wèn)題發(fā)生。針對(duì)土料選擇，可以考慮以下3 項(xiàng)要求。

（1）符合抗?jié)B設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)要求。遵循土料就近開采原則，根據(jù)堤防護(hù)岸工程施工情況，選擇其附近邊坡土壤材料及巖石，將其作為堤防護(hù)岸工程施工中所需的填筑材料使用，該類型土料各項(xiàng)性能參數(shù)不僅符合抗?jié)B設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，又能有效預(yù)防邊坡塌陷風(fēng)險(xiǎn)，以保證堤防護(hù)岸工程施工質(zhì)量。

（2）以開展土質(zhì)試驗(yàn)方式確定土料類型。按照相關(guān)規(guī)范要求，測(cè)定土料的最佳含水量以及最大干密度，目的是為就近開采土料提供科學(xué)依據(jù)。如針對(duì)水利工程中水流湍急、急速的區(qū)域，適宜選用中壤土作為堤防護(hù)岸工程施工所需土料，有利于增強(qiáng)堤壩耐沖刷能力[2]。控制所選擇土料的含水量及粒徑，使其性能符合堤防護(hù)岸工程施工技術(shù)要求，以提升堤壩結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，避免后期施工中發(fā)生不均勻沉降問(wèn)題。

（3）明確堤防工程施工技術(shù)流程，并做好施工技術(shù)管理及技術(shù)交底工作，為堤防工程施工相關(guān)作業(yè)順利開展提供保障。圖1 為堤防工程施工技術(shù)流程。

2.1.2 堤基清理

在開展清理堤基作業(yè)之前，施工人員需要與設(shè)計(jì)人員、工程監(jiān)理人員做好溝通工作，審核堤基清理方案，確認(rèn)現(xiàn)場(chǎng)情況是否與設(shè)計(jì)圖紙及施工方案相一致，特別是要明確堤基清理范圍，避免后期施工中未確定清理范圍而出現(xiàn)超出設(shè)計(jì)要求的問(wèn)題，直接影響其他施工作業(yè)正常開展。

待堤基清理范圍確定后，嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范清理堤基，一般情況下，若無(wú)特殊要求，堤基清理范圍最大不得超過(guò)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求的500mm。針對(duì)堤基清理中所遇到軟弱堤基問(wèn)題，由于該類型堤基的土質(zhì)含水量較高，且土顆粒之間空隙率較大，導(dǎo)致堤基抗壓能力不足，加上土質(zhì)流動(dòng)性較強(qiáng)，極易受到上部荷載作用影響而引發(fā)不均勻沉降問(wèn)題，直接降低整個(gè)堤基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。因此，在開展堤基清理作業(yè)時(shí)，要重視軟弱堤基清理，結(jié)合實(shí)際情況，采取合適的加固改良措施，以增強(qiáng)堤基承受外部壓力的性能，進(jìn)一步提升整個(gè)堤防護(hù)岸工程承載能力。

2.1.3 填筑施工

（1）鋪設(shè)土工布。在堤防護(hù)岸工程施工中鋪設(shè)土工布，有利于增強(qiáng)堤基整體承載力，將土工合成材料與堤基土體進(jìn)行混合，并形成具有加固效果的加筋土，使堤基抗剪切性能得到進(jìn)一步提升同時(shí)，又能起到對(duì)土體抗拉能力的強(qiáng)化作用，進(jìn)而達(dá)到有效提高堤基強(qiáng)度目的。土工布鋪設(shè)是目前水利工程及堤防護(hù)岸工程施工中較為常用的技術(shù)手段，使用土工織物處理堤基，以改善土體原有性能，使其密實(shí)度、整體性均得到不同程度上的提升，解決堤基承載能力較差而引發(fā)的不均勻沉降問(wèn)題。

（2）土方回填。通常情況下，在水利工程建設(shè)過(guò)程中，出現(xiàn)堤防護(hù)岸工程的橫斷面坡度與設(shè)計(jì)要求不符情況時(shí)，需要采取堤身填筑施工工藝，以提高堤防護(hù)岸工程整體強(qiáng)度。其中土方回填則是堤身填筑施工中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，需要先處理施工區(qū)域，再進(jìn)行填筑施工，待其達(dá)到填筑施工標(biāo)準(zhǔn)后，方可準(zhǔn)許開展填筑施工作業(yè)。具體施工流程如下：①選用分層填筑方式，方便更加準(zhǔn)確地控制回填厚度。在施工現(xiàn)場(chǎng)劃分一部分區(qū)域，將其作為試驗(yàn)段，以試驗(yàn)方式確定最佳回填厚度，其分層厚度最大不超過(guò)200mm，根據(jù)施工特點(diǎn)，選擇合適的壓實(shí)方式，保證堤身填筑施工后的承載能力達(dá)到相關(guān)規(guī)定要求。②開展土料填鋪?zhàn)鳂I(yè)時(shí)，可以使用推土機(jī)等設(shè)備輔助完成土料填鋪?zhàn)鳂I(yè)，將土料運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)制定區(qū)域后，再利用推土機(jī)對(duì)其進(jìn)行平整處理，其作業(yè)方向與堤壩軸線方向保持平行，按照試驗(yàn)結(jié)果控制土料填鋪厚度。③待土料填鋪工序全部結(jié)束后，即可對(duì)其進(jìn)行壓實(shí)處理，按照相關(guān)規(guī)范要求，選擇合適噸位的壓力機(jī)，并明確碾壓次數(shù)、碾壓時(shí)間，使其碾壓密實(shí)度符合堤身填筑施工標(biāo)準(zhǔn)，有效提升堤壩結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性及強(qiáng)度。

2.1.4 堤防混凝土施工

現(xiàn)階段水利工程中的堤防護(hù)岸工程均為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，該類堤壩結(jié)構(gòu)受到外部環(huán)境因素影響，極易出現(xiàn)裂縫等問(wèn)題，降低堤壩結(jié)構(gòu)整體強(qiáng)度。因此，在開展堤防混凝土施工作業(yè)，必須嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行操作，以保證堤防混凝土施工質(zhì)量。具體施工技術(shù)管理內(nèi)容如下。

（1）根據(jù)堤防護(hù)岸工程施工技術(shù)要求，科學(xué)配制混凝土材料，從源頭上把控混凝土材料質(zhì)量，確保混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性符合堤防混凝土施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際情況，再考慮施工環(huán)境，確定各類型原材料，以增強(qiáng)堤防混凝土結(jié)構(gòu)性能。

（2）堤防混凝土施工周期相對(duì)較長(zhǎng)，長(zhǎng)時(shí)間處于低溫環(huán)境條件下，不僅會(huì)影響堤防混凝土施工作業(yè)正常開展，當(dāng)環(huán)境溫度低于規(guī)定限值時(shí)，也會(huì)引發(fā)混凝土裂縫問(wèn)題。因此，在實(shí)際施工過(guò)程中，要注重堤防混凝土結(jié)構(gòu)的抗凍性提升；例如，將水泥材料存放于溫度適宜的暖棚中，并在砂石堆場(chǎng)處做好排水措施，防止地面積水未及時(shí)排出而出現(xiàn)低溫受凍情況，導(dǎo)致砂石凍結(jié)無(wú)法使用，可在砂石表面覆蓋一定厚度的帆布，起到保溫作用。

2.2 護(hù)岸工程施工技術(shù)要點(diǎn)

2.2.1 坡式護(hù)岸施工技術(shù)

相較于傳統(tǒng)護(hù)岸施工技術(shù)，坡式護(hù)岸施工技術(shù)具有操作便捷、施工流程簡(jiǎn)單以及較強(qiáng)的抗沖擊能力等優(yōu)點(diǎn)，主要是將建筑材料或構(gòu)件在堤防或?yàn)┌杜R水坡面直接鋪?zhàn)o(hù)，在此基礎(chǔ)上形成連續(xù)的覆蓋層，起到防止水流、風(fēng)浪侵蝕及沖刷的作用。通常順?biāo)鞣较虿贾迷擃愋头雷o(hù)結(jié)構(gòu)，且斷面臨水面坡度緩于1∶1.0，不僅可以有效減少對(duì)水流的影響，也能確保水利工程正常運(yùn)營(yíng)，同時(shí)也極大地增強(qiáng)了整個(gè)工程的抗沖擊能力。護(hù)腳工程是坡式護(hù)岸施工中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，由于河流中存在大量碎石及泥沙，并會(huì)在水流動(dòng)作用下將碎石及泥沙等雜質(zhì)沖擊到邊坡堤防位置，加上受到河流酸堿性影響，導(dǎo)致堤岸被腐蝕，促使其護(hù)腳部位存在嚴(yán)重的破壞問(wèn)題[3]。因此，在應(yīng)用坡式護(hù)岸施工技術(shù)時(shí)，要注重堤岸護(hù)腳部位的處理，結(jié)合實(shí)際情況，選擇合適的護(hù)岸施工材料，重點(diǎn)加強(qiáng)施工技術(shù)管理，明確各項(xiàng)技術(shù)操作規(guī)范，以提升坡式護(hù)岸施工質(zhì)量，有效增強(qiáng)堤岸結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，提升抗沖擊能力。

2.2.2 壩式護(hù)岸施工技術(shù)

水利工程中應(yīng)用壩式護(hù)岸施工技術(shù)，不僅可以提升整個(gè)堤防護(hù)岸工程質(zhì)量，又能為后期水利工程正常穩(wěn)定運(yùn)行提供基礎(chǔ)保障。該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，需要結(jié)合當(dāng)前灘岸及堤壩的實(shí)際情況，在針對(duì)性修建丁壩與順壩，再以引流方式使水流遠(yuǎn)離堤岸，減少水流流動(dòng)對(duì)堤岸的侵蝕與沖刷影響，實(shí)現(xiàn)對(duì)堤岸有效保護(hù)。其中丁壩結(jié)構(gòu)是護(hù)岸工程施工中較為常用的結(jié)構(gòu)類型，根據(jù)施工要求，選擇合適的防沖材料，對(duì)土心進(jìn)行包裹，以防止水流長(zhǎng)期侵蝕堤岸?；蛘呤褂玫吞几咤冧\鋼絲按照相關(guān)要求制作五絞格網(wǎng)網(wǎng)箱，并在網(wǎng)箱內(nèi)填裝適量石料，起到加固堤岸和阻擋水流的作用，從而有效減少水流對(duì)堤岸的侵蝕影響，增強(qiáng)堤岸結(jié)構(gòu)耐久性與穩(wěn)定性。

2.2.3 拋石護(hù)岸技術(shù)

水利工程中應(yīng)用拋石護(hù)岸技術(shù)，主要是將不同尺寸大小的石塊或巖石進(jìn)行堆積處理，以形成具有一定堅(jiān)固程度的保護(hù)障礙物，防止水流直接沖擊堤岸，起到保護(hù)堤岸以及防止水土流失的作用。拋石護(hù)岸技術(shù)管理要點(diǎn)如下。

（1）開展施工作業(yè)前，施工人員需要再次符合測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)，并根據(jù)拋石水位及水流流動(dòng)速度明確施工位置，為后續(xù)開展相關(guān)試驗(yàn)做好準(zhǔn)備，以保證拋石護(hù)岸技術(shù)應(yīng)用有效性。待測(cè)量放樣工作結(jié)束后，確定拋投范圍界限，同時(shí)按照要求對(duì)固定觀測(cè)斷面進(jìn)行布設(shè)，方便后續(xù)持續(xù)觀察拋石護(hù)岸施工情況。

（2）結(jié)合施工環(huán)境，選擇合適的石料，所選用的石料除了質(zhì)地堅(jiān)硬以外，也要具備遇水不易破碎或水解的性能，并根據(jù)拋石護(hù)岸技術(shù)要求確定石料規(guī)格、密度以及抗壓強(qiáng)度等參數(shù)，確保石料質(zhì)量完全符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)規(guī)范要求。若施工中涉及使用混凝土預(yù)制拋投物或其他拋投材料，其質(zhì)量均要與設(shè)計(jì)及相關(guān)規(guī)范要求相符合[4]。

（3）開展拋投試驗(yàn)前，施工人員需要結(jié)合實(shí)際情況和具體施工要求，科學(xué)編制拋投試驗(yàn)方案，選擇具有代表性的施工段進(jìn)行拋投試驗(yàn)，詳細(xì)記錄各項(xiàng)試驗(yàn)參數(shù)，為后續(xù)正式開展拋石護(hù)岸施工作業(yè)提供參考依據(jù)。以水上拋投試驗(yàn)為例，具體操作如下：①測(cè)量試驗(yàn)區(qū)域的水流速度及水深。②精準(zhǔn)稱重現(xiàn)場(chǎng)石料，在鉛絲籠中放入不同重量的石料，并使用細(xì)鋼絲繩將鉛絲籠吊入水中，待其自由下落沉底后，即可對(duì)不同流速、水深條件的水平漂移距離進(jìn)行測(cè)量。多次重復(fù)上述試驗(yàn)步驟，以獲取更加準(zhǔn)確地試驗(yàn)數(shù)據(jù)。③結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)，選擇符合該水域情況的漂距系數(shù)，并通過(guò)式（1）計(jì)算石料漂距：

式中：Ld——石料漂距，m；k——漂距系數(shù)；Vf——表面流速，m/s；H——水深，m；G——石料重量，kg。

即可在明確石料漂移距離的基礎(chǔ)上確定水上拋石作業(yè)流程及方法，以保證拋石護(hù)岸技術(shù)應(yīng)用效果，待拋石護(hù)岸施工結(jié)束后，需及時(shí)開展質(zhì)量檢驗(yàn)工作，以便盡早處理潛在質(zhì)量隱患，提升拋石護(hù)岸施工質(zhì)量，起到防止水流直接沖擊堤岸的作用，有效加強(qiáng)堤岸防護(hù)[5]。石料漂移距離測(cè)定如圖2 所示，不同形式的拋投船舶定位方法如圖3 所示。

圖2 石料漂移距離測(cè)定

圖3 不同形式的拋投船舶定位方法

拋石護(hù)岸施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)如表1 所示。

表1 拋石護(hù)岸施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，堤防護(hù)岸工程施工技術(shù)在水利工程中有效應(yīng)用，不僅可以提升水利工程整體建設(shè)水平，又能將水利工程所具備的功能最大限度地發(fā)揮。因此，在工程建設(shè)階段，要結(jié)合實(shí)際情況，選擇合適的堤防護(hù)岸工程施工技術(shù)，并科學(xué)制定施工技術(shù)方案，重點(diǎn)加強(qiáng)技術(shù)管理，明確各施工環(huán)節(jié)技術(shù)要點(diǎn)，以保證堤防護(hù)岸工程施工質(zhì)量，從而將該項(xiàng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)在水利工程建設(shè)中充分體現(xiàn)。