水利工程建設(shè)中的堤防工程技術(shù)應(yīng)用性分析

李昂，張曉云

（1.南水北調(diào)東線山東干線有限責(zé)任公司，濟(jì)南 250013；2.山東省水利勘測設(shè)計(jì)院有限公司，濟(jì)南 250013）

1 引言

作為重要的支柱性國民產(chǎn)業(yè)，水利工程對社會正常的生活用水與商業(yè)工業(yè)發(fā)展用水供應(yīng)起到了重要的支撐作用。堤防技術(shù)作為水利工程中的重要組成部分，不僅對水利工程建筑的加固起到了重要作用，還能提高水利工程抵御洪澇等自然災(zāi)害的能力，減小水流長時間對水利工程建筑的沖擊，保障水利工程建筑的功能性和安全性[1]。在汛期洪水多發(fā)地區(qū)，堤防不僅為水利工程建筑提供保護(hù)，同時也是保護(hù)人們生命與財(cái)產(chǎn)安全的重要設(shè)施。提升堤防工程技術(shù)水平可以有力保障水利工程建設(shè)工作的順利開展與水利工程職能的高效履行，減少洪澇災(zāi)害的侵?jǐn)_，促進(jìn)汛期暢通泄洪，提升水資源的利用率與長距離水資源調(diào)配的穩(wěn)定性和安全性，為社會資源穩(wěn)定供應(yīng)打下基礎(chǔ)[2]。

2 水利堤防工程施工準(zhǔn)備

2.1 堤防建筑主要材料

水利工程是保障當(dāng)?shù)鼐用裆?cái)產(chǎn)安全的重要功能性建筑。另外，我國是水資源地域分布不均勻的典型國家，水利工程建筑的質(zhì)量也密切關(guān)系著國家的區(qū)域水資源調(diào)配效率與水力供應(yīng)[3]。堤防作為水利工程中最先面對自然水沖擊的前沿建筑，其施工質(zhì)量是水利工程整體質(zhì)量把控的重要一環(huán)，需要得到廣泛重視。堤防工程施工材料的選擇，是堤防長時間使用中是否具有耐久性的重要影響因素，也是堤防工程施工技術(shù)選擇的重要依據(jù)。適當(dāng)?shù)牡谭澜ㄖ昧峡梢栽跐M足工程設(shè)計(jì)要求的同時提升施工質(zhì)量，保障堤身的耐久性。目前，堤防工程的施工材料主要可以分為4 種類型，如圖1 所示。

圖1 堤防工程的施工材料

從圖1 可以看出，堤防工程的施工材料主要分為黏土填筑材料、 砂礫石填筑材料、 沙壤土填筑材料與粉土類材料4種。其中，黏土填筑材料、砂礫石填筑材料、沙壤土填筑材料適合作為主要施工填筑材料使用，而粉土類材料由于自身的整體性較差而不適合作為填筑材料使用。相比之下，黏土填筑材料整體性強(qiáng)，具有優(yōu)良的防滲透性，較適合用于堤后保護(hù)地低洼處的階地。而砂礫石填筑材料的使用過程中應(yīng)注意級配連續(xù)，該類型材料適用于堤后保護(hù)階地較高的區(qū)域，且在山地區(qū)域的河道中比較容易獲取。沙壤土填筑材料相比前兩種材料的使用范圍更加寬泛。堤防填筑材料的選擇需要同時考慮堤防工程所在地?fù)碛械牟牧吓c堤防工程自身的工程性需求兩個方面，在滿足堤防功能的基礎(chǔ)上降低工程成本，實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化。

2.2 填筑施工

填筑作業(yè)是水利工程堤防施工階段最為重要的作業(yè)步驟之一，該步驟直接決定了工程結(jié)構(gòu)是否具有穩(wěn)定性。在具體施工中，首先需要在開始施工前對地基進(jìn)行全面的清理，為地基結(jié)構(gòu)的正常施工作業(yè)打下基礎(chǔ)。地基清理過程中，應(yīng)慎重確定清理范圍，方便后續(xù)施工階段施工質(zhì)量的提升。一般情況下，清理范圍應(yīng)較建筑基面寬約0.3～0.5 m，填筑可以采用后推的作業(yè)方式。下料之后，還可以采用推土機(jī)對土料進(jìn)行平推，進(jìn)而保證輔坡土料的實(shí)際厚度穩(wěn)定在0.4 m 左右。

2.3 輔料施工

輔料施工環(huán)節(jié)同樣是水利工程堤防建筑的重要環(huán)節(jié)之一。在施工準(zhǔn)備過程中，需要嚴(yán)格控制輔料中的實(shí)際含水量，防止輔料因摻雜了過多的透水性材料而降低整體防滲透性。同時施工人員還需要對選擇的輔料進(jìn)行碾壓，并在碾壓過程中掌控碾壓效果。由于輔料質(zhì)量會直接對工程建設(shè)的整體質(zhì)量造成影響，需要在施工前對輔料的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把控，進(jìn)而保障各個施工環(huán)節(jié)可以穩(wěn)定進(jìn)行。

3 防堤施工技術(shù)應(yīng)用

3.1 施工程序把控

施工程序的預(yù)期設(shè)置和把控是水利工程堤防建設(shè)質(zhì)量的重要前提，并且有助于施工后續(xù)階段整體施工質(zhì)量的提升。因此，為保障施工的有效性，施工程序必須得到嚴(yán)格把控。在施工前期準(zhǔn)備中，可以適當(dāng)采用放樣技術(shù)，清理工程表土等措施為堤防建設(shè)質(zhì)量水平的提升打下基礎(chǔ)?？茖W(xué)合理的施工程序設(shè)計(jì)是施工流程有序推進(jìn)的重要保障。通過施工程序設(shè)計(jì)可以將不同階段的施工程序整合，進(jìn)而形成更具整體性的施工計(jì)劃，保證施工作業(yè)有序、高效。

3.2 清基施工技術(shù)

在水利工程清基作業(yè)中，施工技術(shù)人員的技術(shù)熟練度需要得到良好保障。在施工過程中需要對原有地坡中的草皮、樹根等雜物進(jìn)行清理，同時需要保證清基厚度在30～50 cm。施工過程中應(yīng)合理應(yīng)用挖掘機(jī)等機(jī)械設(shè)備，對廢棄物進(jìn)行全面清理，保障清基施工的有效性。

3.3 堤段削坡土方加固

堤段削坡土方加固需要施工人員聯(lián)合使用推土機(jī)與挖掘機(jī)等施工器械，在削坡表面由上至下進(jìn)行坡段修復(fù)作業(yè)，同時將作業(yè)后的土方統(tǒng)一安置到固有堤防的頂部。之后施工人員需要利用推土機(jī)對土方進(jìn)行上推，保證將土方攤平，并且使新填筑的土方與固有土方之間得到有效銜接與融合。

3.4 開挖河道土方施工技術(shù)

在水利工程正式開始之前，施工人員需要根據(jù)具體的施工要求對河道開挖方向進(jìn)行審查和控制，之后根據(jù)河道開挖方向完成控制網(wǎng)的有序布置。為控制河道的施工質(zhì)量，施工人員需要重點(diǎn)關(guān)注開挖工作的具體情況。在河道開挖的正式階段，河道導(dǎo)流渠的斷面挖掘方法主要分為兩種，如圖2 所示。

圖2 河道導(dǎo)流渠的斷面挖掘方法

從圖2 中可以看出，兩種方法分別為開挖作業(yè)從導(dǎo)流渠側(cè)面位置進(jìn)行，與開挖工作從共導(dǎo)流渠兩側(cè)同時進(jìn)行兩種。其中，開挖作業(yè)從導(dǎo)流渠側(cè)面位置進(jìn)行的方法可以保障側(cè)面開挖的有效性，而開挖工作從共導(dǎo)流渠兩側(cè)同時進(jìn)行的方法則有利于保障對面開挖作業(yè)的施工質(zhì)量。在開始挖掘之前，需要清理施工現(xiàn)場，確保沒有障礙物影響挖掘機(jī)的操作，并且設(shè)置好施工標(biāo)志和安全警示，確保施工現(xiàn)場的安全。根據(jù)具體的河道尺寸、深度和土壤條件，選擇適合的挖掘機(jī)型號和規(guī)格。在確定挖掘區(qū)域后，需要進(jìn)行精確的測量和定位工作，以確保挖掘深度和位置符合設(shè)計(jì)要求。使用挖掘機(jī)開始挖掘河道，首先，從河道兩側(cè)向中間挖掘，逐步向下挖掘至設(shè)計(jì)要求的深度。挖掘時，駕駛員需要根據(jù)挖掘機(jī)上的控制裝置精確控制挖掘機(jī)的移動和操作，以保證挖掘的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。在挖掘過程中，需要注意土壤的穩(wěn)定性，避免發(fā)生塌方或滑坡等安全事故。

3.5 填塘施工

填塘施工是河道堤防施工中的關(guān)鍵步驟之一。施工人員需要在填塘施工作業(yè)之前完成準(zhǔn)備工作，即從土料中進(jìn)行取樣，并對土樣進(jìn)行檢測，檢查土料中是否存在塑料與污染物等物質(zhì)。在檢測后需要將檢測結(jié)果向當(dāng)?shù)氐捻?xiàng)目管理部門進(jìn)行報(bào)送。只有在質(zhì)量管理人員簽字后，才可以利用檢測的土樣進(jìn)行填塘作業(yè)。在這期間，施工人員還應(yīng)利用計(jì)算機(jī)技術(shù)在填塘作業(yè)范圍內(nèi)進(jìn)行放樣測算，進(jìn)而保證填塘的位置與面積是合理而科學(xué)的。整體流程如圖3 所示。

圖3 填塘作業(yè)流程

進(jìn)行填塘作業(yè)時，施工人員需要時刻關(guān)注填塘區(qū)域內(nèi)的工作調(diào)度與布置。首先，需要對填塘進(jìn)行清理，以此保證垃圾與雜物不會對工程進(jìn)度形成阻礙，消除外界不良因素對項(xiàng)目工程形成的負(fù)面影響。其次，應(yīng)提高對隱蔽作業(yè)的重視程度，工程管理人員應(yīng)對隱蔽工程進(jìn)行單獨(dú)的質(zhì)量審查，保證隱蔽工作最終能夠準(zhǔn)確符合施工具體標(biāo)準(zhǔn)。再次，施工人員需要采取傳統(tǒng)的凸字形填充法進(jìn)行填料作業(yè)。并且需要保障在施工完成后填料頂面高程超出水面約8 m，具體的高度區(qū)間需要視工程現(xiàn)場的環(huán)境而定。最終，施工人員與項(xiàng)目工程管理人員均要提升對基面碾壓工作的重視程度。在基面碾壓的過程中，第一層填料需要采用碾壓式推土機(jī)進(jìn)行嚴(yán)格的碾壓作業(yè)，而不是采用諸如壓路機(jī)等其他作業(yè)器械進(jìn)行碾壓，以此來保證工程的最終品質(zhì)。

3.6 舊堤加固

舊堤加固技術(shù)主要面向舊堤的坡面松土處理，在舊堤施工中，這是一項(xiàng)重要的補(bǔ)充性作業(yè)。施工人員需要保證舊堤清除是合理且有效的，在此基礎(chǔ)上，可以對舊堤坡面進(jìn)行松土作業(yè)，保證土料中的含水量在標(biāo)準(zhǔn)允許范圍內(nèi)。在對舊堤坡面進(jìn)行充分平整與覆蓋后，可以開始碾壓作業(yè)。舊堤加固與新堤建造雖然在技術(shù)與工程量上均有所區(qū)別，但兩者在水利工程堤防項(xiàng)目中是一并進(jìn)行的，因此，同樣需要采用嚴(yán)格的審查和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，提升水利工程堤防項(xiàng)目的綜合施工質(zhì)量。

4 結(jié)論

水利工程項(xiàng)目是關(guān)乎社會民生的重要項(xiàng)目，而堤防功能是水利工程建筑在物理性上的最前端工程，對其施工質(zhì)量更需要嚴(yán)格把控。本次研究從水利工程堤防技術(shù)的施工前準(zhǔn)備與施工中技術(shù)應(yīng)用兩個角度入手，分析水利工程堤防建筑中的技術(shù)要點(diǎn)。結(jié)果顯示，由于水利工程堤防建筑自身穩(wěn)固性的需求，施工時需要從準(zhǔn)備階段開始一步步打好基礎(chǔ)，并為后續(xù)施工步驟預(yù)留應(yīng)變空間，在保證施工流程按照設(shè)計(jì)方案穩(wěn)定進(jìn)行的同時有效減少施工量，提升施工效率與施工質(zhì)量。