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(gè)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(duì)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(jiàn)。就實(shí)踐來(lái)看,水利堤防工程為一項(xiàng)大面積施工的勞動(dòng)力資源密集型工程項(xiàng)目,其在施工工程中,必須正視其所具有的比較長(zhǎng)的堤線長(zhǎng)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(diǎn),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(yùn)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(lái),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(shù)立水利堤防工程施工質(zhì)量。
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(shí)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(duì)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(huì)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(guó)水土流失現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重,從而導(dǎo)致國(guó)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(guò)加固加高圩堤等措施,可以有效保護(hù)水土資源。②實(shí)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(shí),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(guò)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。
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(shí)還需要將施工中的施工作業(yè)方式以及施工作業(yè)時(shí)間的間隔來(lái)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(duì)施工中的施工工序進(jìn)行劃分。在施工過(guò)程中,施工人員需要嚴(yán)格控制好施工的有效作業(yè)時(shí)間,盡量避免在施工中的溫度對(duì)施工質(zhì)量影響,因此施工人員應(yīng)盡量將施工時(shí)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(shí)間長(zhǎng)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(shí)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。
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(jì)中方向、大小以及錨固深度,對(duì)基巖或者是建筑物預(yù)先施工加主動(dòng)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(shí)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(lái)了極大的經(jīng)濟(jì)效益。
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(gè)原則,一方面要滿足設(shè)計(jì)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(shí)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(huì)產(chǎn)生干裂、凍脹及滑坡。因此,根據(jù)實(shí)際情形砂土、黏土都不適合單獨(dú)用來(lái)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(gè)選擇的過(guò)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(chǎng)土料的自然含水量應(yīng)與堤身壓實(shí)最優(yōu)含水量相適應(yīng),以保證壓實(shí)質(zhì)量;否則應(yīng)采取調(diào)節(jié)措施。開(kāi)工前,相關(guān)部門需要按照設(shè)計(jì)要求、運(yùn)距、土質(zhì)、天然含水量、開(kāi)采條件等因素,來(lái)確定取料區(qū),一般來(lái)說(shuō)料場(chǎng)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?yàn)楫?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(huì)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(jì)時(shí),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(shí),每隔一定距離時(shí)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(jì)的要求篩選加工或選購(gòu),并需按不同粒徑組分別堆放;取土區(qū)和棄土堆放場(chǎng)地,要盡可能的少占耕地,不得妨礙行洪和引排水。
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(shí)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(gè)堤身橫斷面樣架,以便能夠?yàn)槭┕と藛T提供參照。堤身放樣時(shí),必須要按照設(shè)計(jì)要求來(lái)預(yù)留堤基、堤身的沉降量。而在正式開(kāi)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(jì)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(shí)清除,針對(duì)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(shí)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(guò)透水地基或軟弱地基,就必須要對(duì)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。
堤防工程施工期跨汛期施工時(shí),度汛、導(dǎo)流方案應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求和工程需要編制,并報(bào)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(jí)(風(fēng)速10m/s)以下時(shí),堤頂高程可僅考慮安全加高。
堤防工程鋪設(shè)完成后,以下是滾動(dòng)施工。為了確保壓實(shí)程度,采用分層鋪設(shè)和壓實(shí)的方法。經(jīng)過(guò)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(shí)在軋制壓實(shí)試驗(yàn)施工過(guò)程中,做出記錄,確定各層厚度,軋制設(shè)備的速度,軋制時(shí)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(shí)間為3次。經(jīng)過(guò)軋制壓實(shí)試驗(yàn),從而確保堤防施工的有效性。
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(duì)這些河流進(jìn)行防護(hù)。對(duì)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(huì)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(yàn)去判定此區(qū)域所該適用的工程,從而確保墻體在整個(gè)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(guò)程中采用壩式護(hù)岸技術(shù)會(huì)改變?cè)械乃鞯姆较?,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(huì)被使用在一些河床較為開(kāi)闊且水流的速度相對(duì)較為緩慢的區(qū)域。在任何的地形中都要根據(jù)實(shí)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。
我國(guó)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(shí)掌握這些工藝的發(fā)展動(dòng)態(tài),對(duì)于水利工程的設(shè)計(jì)、施工等都具有重要的現(xiàn)實(shí)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(duì)正在漏水和存在險(xiǎn)情的堤壩進(jìn)行防滲處理,還可用于臨時(shí)施工圍堰、基坑防滲等。其主要優(yōu)點(diǎn)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(dòng)壩基覆蓋層,同時(shí)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(lái),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(shí)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(xiàng)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(lái)的。使用水泥、膨潤(rùn)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。
3.3.1 拋石擠淤法
拋石擠淤法簡(jiǎn)單說(shuō)就是經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單地計(jì)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(shí)現(xiàn)將軟土地基加固的目的。這種方法主要有以下幾個(gè)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(lái)進(jìn)行選擇,當(dāng)橫坡平坦時(shí),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(shí),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(jiǎn)單并且花費(fèi)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(jì)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(shí)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(jià)格低廉并且施工的工藝也比較簡(jiǎn)單,因此該方法廣泛被應(yīng)用于軟土層較淺并且工程開(kāi)挖的方量比較小的情況。
3.3.3 堤身自重?cái)D淤法
堤身自重?cái)D淤法是一種通過(guò)提升地基本身的抗剪強(qiáng)度來(lái)對(duì)抗剪應(yīng)力從而達(dá)到加固地基目的的方法。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是通過(guò)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(guò)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?cái)D淤法的優(yōu)點(diǎn)是大大減少了工程投資,但相應(yīng)在工程期限上有所加長(zhǎng)。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(zhǎng)的情況。
綜上所述,如果說(shuō)水利工程項(xiàng)目“功在當(dāng)代利在千秋”,是直接關(guān)系到我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、社會(huì)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(jiān)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(xiàng)目。本文著重分析了水利工程堤防工程施工要點(diǎn),同時(shí)對(duì)于工程中會(huì)運(yùn)用的施工技術(shù)做了詳盡的分析,為堤防施工項(xiàng)目的安全運(yùn)行提供支撐,促進(jìn)水利工程項(xiàng)目的可持續(xù)發(fā)展。