水利工程中河道堤防施工技术研究

2020-06-20肖霖

工程建设与设计 2020年9期

肖霖

（山东省调水工程运行维护中心寿光管理站，山东寿光262700）

1 河道堤防工程内容和特点

1.1 河道堤防工程内容

堤防是指沿河流、湖泊和海洋的岸边或蓄滞洪区、水库库区的周边建筑的挡水建筑物，其作用是抵挡河道洪水和海潮保护两岸或海岸不受洪水和海潮的威胁，同时堤防也影响着岸区雨洪的排泄。因此，必须设置穿堤排水建筑物即水闸和泵站。堤防按其所在位置不同可分为湖堤、河堤、海堤、围堤和水库中堤防5 种，专门在河道修建的堤防工程称之为河道堤防。按河堤所在位置的重要性又分为干堤、支堤和民堤。例如，在我国黄河上河堤通常分为遥堤、缕堤、格堤、越堤和月堤5 种。

1.2 河道堤防工程特点

河道堤防工程有以下4 个方面的特点。具体如下：

1）河道堤防工程“战线”长，工作量大。根据全国水利普查公告全国堤防总长度超过4.1×105km，5 级以上堤防长度2.7×105km。全国有防洪任务的河段长度为3.7×105km，已治理河段总长度为1.2×105km，占防洪任务河段总长度的30%。

2）水利工程堤防高度一般比大坝低。

3）河、海堤防顺水流方向挡水，除受波浪作用外，还受水力作用和动力冲刷。

4）挡水水位受季节性影响而变化幅度非常大。

2 河道堤防工程的级别及设计标准

GB 50201—2014《防洪标准》是目前河道堤防工程的建设标准，根据保护对象的重要程度以及失事后遭受洪灾损失的影响程度，可适当提升或降低堤防工程的防洪标准，当采用低于或高于规定的防洪标准时，应当按要求进行逐级论证和报批【1】。河道堤防工程的建设标准应当根据当地区域中所有保护对象中较高的防洪标准来作为依据，选择该区域保护对象中要求最高的防洪标准作为该区域所有河道堤防工程的建设标准。具体如表1 所示。

表1 堤防工程的级别与防洪标准重现期的关系

河道堤防工程工作人员应当根据堤防工程的实际应用来采取相对应的防洪建设标准，如果说当地区域的河道已经遭受洪灾或者洪灾过后对河道的损害非常大，那么，工作人员可以适当提高堤防工程的防洪级别。如果当地区域的河道遭受洪灾的损害比较小且影响不十分严重，那么，河道堤防工程的防洪建设级别可适当调低。采用高于或低于规定级别的一级和二级堤防工程，应当报告国务院水行政主管部门批准，其他级别的堤防工程应当报流域机构或省级水行政主管部门批准。

3 河道堤防工程注意事项

3.1 堤线布置

新建或改建河堤的堤距应根据流域防洪规划分河段确定，上下游和左右岸应统筹兼顾。河堤堤距应根据河道的地形地质条件、水温、泥沙特性、河床演变特点、冲淤变化规律、不同地区的技术经济指标综合权衡有关自然信息和社会因素后确定。根据筑堤材料可选择主堤、石堤、混凝土或钢筋混凝土防洪墙和分区填筑的混合材料堤等；根据堤身断面型式可选择斜坡式堤、直墙式堤或直斜复合式堤等；根据防渗体设计可选择均质土堤、斜墙式或心墙式土堤等。在进行地形选择时，对加固、改建和扩建的堤防，还应考虑原有堤型、筑堤土料对堤型选择的影响，对城市段堤防还考虑城市总体规划、市政设施建设、城市景观和亲水性等要求【2】。

3.2 堤基处理

堤基处理应满足渗流控制、稳定和变形的具体要求，当河道工程竣工后，河道的堤基和堤身的相关参数应当符合标准，如总沉降量和不均匀沉降量。如果河道地基的主要成分是软黏土，那么，为了帮助堤基加速凝固通常会借助排水沙井和塑料排水带，将排水井与透水垫层结合起来共同加固地基。如果一些河道堤基两侧的透水层较厚，那么，就需要建设地下防渗墙来保证堤基的质量。如果要修建多层堤基，那么，可以通过借助排水减压沟和排水减压井等建筑来使河道堤基达到质量标准。黏土、水泥土、混凝土、塑形混凝土、固化灰浆和土工合成材料均可作为截渗墙墙体材料，采用土工合成材料时厚度应不小于0.5mm。在确定防渗墙的厚度时，还应考虑实际的施工要求来进行合理确定，比如，混凝土四脚空心砖及螺母块护面和挂桩坝头丁坝等。

4 水利工程河道堤防施工技术内容

4.1 堤基清理和土料碾压筑堤技术

堤基清理和土料碾压筑堤是水利工程河道堤防施工的前2 个环节。堤基清理有2 道工序：一道是基面清理，另一道是基面平整压实。基面清理也包括2 个部分：一部分是表层清理，另一部分是内部坑、槽、沟、穴的清理。基面平整压实同样包含2 部分：一部分是堤基表面压实，另一部分是基面平整。基面平整压实工序是堤基清理的主要工序，堤基清理是属于隐蔽工程，该道工序的目的是为了保证堤基和堤身的结合面既能够抗渗又能够抗滑。在实际的河道堤防施工中，施工人员应当严格要求施工标准，通过设置联合验收评定程序来检验工程结果是否合格【3】。

土料碾压筑堤单元工程一般是按照距离或数量来进行划分，如新堤填筑是按照每500m 的距离作为1 个单元工程，而老堤加高加厚是按照每2 000m3的距离作为1 个单位工程。土料摊铺和土料碾压是土料碾压筑堤工序的2 个主要环节，土料碾压是该环节的主要内容。

土料碾压筑堤单元工程在施工前需要专门人员到现场采集土壤，确定土壤的土质以及该土质是否符合相关标准。具体的标准主要有4 个部分：（1）上堤土料不仅要在颗粒组成上符合标准，而且还要在塑性指数上达到要求。（2）如果上堤土料中包含一些黏性土，那么，施工人员应当提前检测出该土料的最大干密度和最优含水度。此举是为了给正式施工的工作人员提供详细准确的数据。（3）如果上堤土料中不包含任何黏性土，也应同样测定该土料的以上2 个参数。（4）如果土料的土质在施工前与检测时产生了结果的差异，那么，施工人员应当及时重新调整施工方案。

4.2 土料吹填筑堤和堤身与建筑物结合部填筑技术

在土料吹填筑堤技术应用前施工人员会首先采集堤身的土质，确定土质是否符合施工要求，只有符合行业标准规定的土料土质才能够开展土料吹填筑堤环节。为了保证吹填区的土质尽量均匀，当施工人员应用土料吹填筑堤技术时，应当尽量让输送泥浆的输泥管管口调整为最合适的角度和距离。通常的调整方式是输泥管管口应该和围堰的堰脚和堤角始终保持恰当的距离，尽量让输泥管中的泥浆均匀沉降，从而充分保证堤身的稳定性。

堤身与建筑物结合部填筑技术包含2 道工序：第一道工序是建筑物表面涂浆，第二道工序是结合部填筑，后者是该技术的主要部分。河道堤防工程对这2 个工序的要求都非常高，通常情况下验收人员会对该环节的2 个工序分别开展验收工作，最大程度保证施工质量。

4.3 防冲体护脚和沉排护脚技术

防冲体护脚包含2 个工序：第一个工序是防冲体制备，第二个工序是防冲体抛头，后者是该技术的主要工序。在正式制备防冲体前，所有的参与制作的原材料以及中间产品都要进行质量检测，在保证质量合格后才能在河道堤防工程中正常使用。比如，一些砂石骨料、石料和混凝土拌合物等材料都要提前检测，若符合施工标准才能正常应用。

沉排护脚同样包含2 个工序：第一个工序是沉排锚定，第二个工序是沉排铺设，后者是该技术的主要工序。在河道堤防施工中，大多数的沉排护脚都是采用“因地制宜”的方式，实际河道堤防施工人员会根据堤防工程现场环境采用恰当的沉排护脚方式【4】。

4.4 护坡工程和河道疏浚技术

护坡工程不仅包含砂石垫层和土工织物铺设，而且还包含防浪护堤林以及干砌石护坡等，这几种类型的护坡工程在实际施工中都要保证施工质量。通常来讲，河道堤防工程会采用其中的一种或者是几种护坡方式。河道疏浚工程是按照疏浚河道段来划分单元工程，一般每500m 距离为1 单元河道疏浚工程。河道疏浚工程也是河道堤防施工工程的重要部分，同样也有着严格的标准。