水利工程堤防施工关键技术应用探析

2024-06-08冯春红

大科技 2024年20期

冯春红

（山东省临沂市临沭县水库管理中心，山东临沂 276700）

1 水利工程堤防施工技术的应用意义

堤防施工技术是指在建设堤防时使用的一系列技术和方法，以确保堤防的稳固、安全和持久。堤防是为了预防河流溢出和海水入侵而建造的人工土工结构，因此，堤防建设和维护至关重要。堤防施工技术在水利工程中扮演了至关重要的角色。首先，堤防施工技术是防止洪水侵害农田、城市和其他关键设施的首要手段，能够大大减少经济损失和人员伤亡。其次，各类堤防施工技术促进了水资源的合理利用，支持农业、工业和电力生产，为经济的可持续发展提供动力。同时，现代堤防施工技术更加注重与自然环境的和谐，保护湿地和河道生态，确保鱼类的正常迁徙。与此同时，各类堤防施工技术的进步和新材料的应用不仅增强了堤防的稳固性，还能够有效降低施工成本，大大缩短施工工期。水利工程建设中，堤防是为了防止河流、湖泊和水库溢出，防止海水入侵以及维持水位稳定而建设的关键设施。堤防施工技术是保证其功能和稳定性的基础[1]。

2 水利堤防施工关键技术

2.1 清理建基技术

清理建基技术是技术人员在工程建设前清理现场环境所采用的手段。在对河道提防进行清理作业时，需要技术人员结合现场施工环境、制定的施工方案以及采用的施工技术、仪器设备等等条件进行清理工作，清理干净原土坡上存在的树根、草皮等等杂质，其为后续水利工程地基建设创造了良好环境，可以稳固地基，促进工程建设。清理地基时，厚度最好在30～50cm，这一厚度可以有效清理土壤杂质，也能够保证地基质量，避免其土池松散，为水利工程建设提供稳定性地基保障。清理期间，需要技术人员利用挖掘机、运输车等设备彻底清理运输清理出来的废土，确保清理工作能够有效进行，以便水利工程能够顺利施工[2]。而在水利工程实际施工过程中，技术人员先要采用清理建基技术确保工程建设环境安全有效，以便后续水利工程施工环节可以顺利进行，进而提高水利工程建设质量。

2.2 堤段削坡土方加固技术

堤段削坡土方加固技术常用于提防施工建设，主要使用推土机、挖掘机等设备修复水利工程削坡表面。实际作业时，技术人员在固有堤坝顶部放上施工后的土方，之后通过推土机从上到下进行修复，确保土方摊平，同时对其碾压夯实，使堤段削坡土方表层能够保证均匀稳固，并有效衔接好新填土方结构与原本的土方结构。水利工程建设时，该技术的应用能够使工程建设更加稳固安全，保证水利工程施工质量，使水利工程建设活动能够顺利进行。对此，水利工程技术人员在施工时需要利用该技术对新建土方结构进行夯实加固处理，确保整个土方结构稳固性和衔接水平符合要求。

2.3 开挖河道技术

水利工程建设前，技术人员结合水利工程实际施工方案和施工环节综合分析河道情况以及挖掘方向，优化控制网布孔。技术人员需要注重开挖工作施工实际情况，确定正确的河道挖掘方向。河道挖掘时，河道导流渠横断面挖掘主要分为两方面，一方面是技术人员在导流渠侧面挖掘河道以保证挖掘工作顺利进行；另一方面是技术人员同时在导流渠两侧挖掘河道，以保证挖掘质量和效率。河道开挖作业需要技术人员按照规格采用挖掘机进行挖掘，一般规格选择为1m3，这种情况下的挖掘作业灵活性更高，效果更好。同时需要技术人员应用好装卸运输车量对土壤进行初步运输挖掘，防止挖掘作业受到影响，进而使导流渠畅通[3]。并在挖掘过程中，测量人员必须要把握好施工河道上方的边坡和河堤实际距离，精准控制河道挖掘作业。基于此，为了防止河道挖掘面临坍塌或是挖掘不到位等问题，技术人员需要在导流渠周边准备好所需土体，以便正式挖掘时的导流渠可以使用推土机退运河道边坡残留土体，进而填补过度挖掘导流渠面，以保证河道挖掘工作和水利施工方案相同，进而提高水利工程建设施工质量和安全。

2.4 堤体压实技术

在堤体挖掘过程中，需要采用堤体压实技术确保堤体土壤达到所需压实度，从而保证整个堤体稳定性。良好的压实度能够确保堤体的稳定性，提高土壤的承载能力并减少土壤的压缩和变形。由于不同的土壤具有不同的密度和压实性能，因此在进行堤体压实操作前，需要对施工地的土壤进行检验，从而确定最佳的压实水分含量和最大干密度。此外，土壤的压实性能在很大程度上取决于其水分含量。为了达到最佳的压实效果，需要控制土壤的水分含量在其最佳压实水分含量附近。在堤体压实过程中，需要用到振动压路机、滚压机、跳跃夯等设备完成压实任务，具体的工具选择需要参考当地的土质情况。为了确保最终的压实质量，需要经过多次分层压实，且每层土壤需要经过多次压实。

2.5 堤防防渗技术

2.5.1 混凝土防渗墙施工技术

通过对我国大量水利工程进行调查分析可以确定，混凝土防渗墙施工技术是目前堤防防渗施工中常用的一种形式，通过对长时间的应用情况进行分析可以确定，该项施工技术具有较强应用价值。混凝土防渗墙施工开展时，施工人员需要对施工中采用的材料进行全面分析，采取符合需求的混凝土防渗墙结构，保证其能够满足应需求。针对混凝土防渗墙施工技术的探讨可以从以下方面入手分析。

（1）塑性混凝土成墙。具体施工作业开展时，可以采用塑性混凝土成墙技术，该项技术从本质上来说，就是与钻孔形式进行融合，完成相应操作。以目前存在的堤防结构为切入点，施工人员对常用的钻孔形式进行适当整合，采取科学方式处理堤防，在堤防结构上设置孔洞，利用塑性混凝土，浇筑处理孔洞，提高堤防结构稳定性，避免堤防在后期应用期间，发生渗漏问题。

（2）冲击成槽法成墙。施工人员采用冲击成槽技术期间，针对施工方案设计的加固区域，要与专业冲击钻孔设备进行融合，在可以形成孔洞基础上，开展混凝土浇筑作业，提高堤防稳定性。

（3）振动成墙。采用这一技术开展施工，一方面可以摆脱外界各种不良影响对于正常施工作业造成的不良影响，另一方面也具有不错实用价值。具体操作期间，施工人员要依据工程具体情况，做好振动频率控制，在合理振动频率下，在规定范围内，振动到指定深度，保证后续施工效果能够达到设计要求[4]。

2.5.2 高压喷射灌浆技术

采用该项技术能够降低施工成本，有效提高堤防防渗效果。高压喷射灌浆技术应用对于施工人员的要求较高，需要提前做好布孔作业，才能开展后续灌浆作业，采用高压喷射灌浆技术时，喷嘴必须朝上，为了充分发挥高压喷射灌浆技术作用，需要注意以下内容：①明确施工方案，科学调整钻孔和施工土层深度，后续施工开展必须严格依据设计标准进行。②采用高压灌浆机，将施工中采用的水泥都喷射在堤防土层结构上，确保在冲击作用下，浆液与原土层可以合理融合到一起，充分搅拌后，形成具有良好防水性的复合材料。③喷射浆液凝固后，能够形成稳定性、强度高的堤防结构防渗墙，保证其防渗性能可以满足应用需求。

2.5.3 劈裂灌浆技术

劈裂灌浆技术处理环节中，整体技术作业内容的成本损耗较小，并且施工项目流程较为便捷，有效降低了施工周期，利用劈裂灌浆施工作业是沿着大坝轴线布孔后，利用灌浆压力作用就能完成劈裂处理控制，在灌浆处理环节结束后就能有效形成防渗帷幕结构。值得一提的是，劈裂灌浆技术能更好地减少坝体内的裂缝问题以及洞穴结构安全隐患等，更好地建立保护模式。值得一提的是，在劈裂灌浆施工作业中，要利用就近取材的控制处理方式，更好地降低工程项目成本，减少运输处理难度对运输作业产生的影响，也能更好地控制环境污染问题，符合绿色施工作业要求。劈裂灌浆施工作业中无须消除原有的坝体应力参数，因此，无须制作新的防渗作业结构，只需要在原有的坝体基础上恢复或者是构造对应防渗体即可，全面缩减工程项目的工程量。为更好地发挥劈裂灌浆施工作业的优势作用，就要结合工程项目的实际情况全面落实规范化施工作业流程，重视具体作业中的要点部分，发挥各项施工处理环节的优势作用，从而维持该工程项目整体可控化管里水平[5]。

（1）要落实完整的准备工作，常规化的灌浆施工处理主要是采取坝体两侧向中间的施工处理方式，从内外坡的两排孔完成灌浆作业，在孔内注浆工作完成72～120h 后周围水才能得到良好的渗透处理，此时对应力才能实现可控化调整。

（2）在施工作业逐渐落实的过程中，水利工程堤防坝体结构上的孔结构以及灌浆量会随之增多，为维持平衡应力，要利用间隔钻孔灌浆的方式，避免孔间隔过小引发穿孔问题。

（3）灌浆施工作业处理环节中也要确保钻孔一次就位，选取自上而下的分段施工处理作业方式。并且，孔内灌浆分段的长度要控制在2～3cm。若是采取纯压式灌浆处理作业，则需要自下而上落实具体工作，下端灌浆满足设计标准后完成拔管处理，然后完成上段灌浆作业，借助少量灌注、多次反复的处理模式。

（4）针对灌浆材料予以科学化管理，并选取适配施工项目实际需求的材料完成施工各环节。利用高压处理的方式将灌浆材料直接注入坝体预设的孔洞中，材料的主要作用就是提高水利工程堤防结构防渗漏水平，从而更好地提高坝体的加固水平。基于此，一般是选取水泥和泥土混合体作为灌浆材料，水泥含量要控制在总量的15%左右，良好且规范比例的混合材料浆体才能最大程度上发挥其浆液稳定性和结实应用强度，为工程项目质量综合控制效果的优化提供保障。

（5）劈裂灌浆施工作业对专业性要求较高，为此，要聘请专业的施工团队开展具体工作，在掌控施工工艺流程的同时能及时对成品予以检测分析，共同建构完整且科学规范的处理模式，提高工程项目整体质量效果。

2.5.4 垂直铺塑防渗施工技术

垂直铺塑防渗施工技术主要是利用链斗式挖沟机在坝体和坝基上开槽，然后在坝体和坝基上铺设防渗垫，并通过回填使主体与坝体之间形成一个复合的防渗帷幕。垂直铺塑防渗施工技术的优点是无接缝、自适应、整体和连续性好，可以极大地改善堤防的防渗性能。垂直铺塑防渗施工技术主要应用在一些具有很低截渗深度的平原水库和河流湖泊的防渗墙上，开挖深度一般在15m 以内，宽度在15～30cm。

3 提高水利工程堤防施工技术水平的措施

3.1 合理选择防渗施工技术

在进行大坝防渗技术施工时，必须对施工前期的各种准备工作进行完善，确保施工的顺利进行；在施工中出现技术难题时，要充分发挥团队精神，认真地分析和研究问题，寻找最优方案，达到提高工程质量的目的；在进行堤防防渗时，要结合实际情况科学选择防渗技术，并严格按照施工技术要求进行施工，保证施工质量。

3.2 建立健全施工质量监督制度

水利工程实际施工时往往会牵涉到多个施工单位，管理难度大，在某种程度上会导致监理工作不力、责任落实不到位等情况发生，建设单位要建立和完善相关的管理体系，保证施工正常有序进行[6]。为保证工程质量，必须在施工中严格执行防渗施工的质量监管，包括施工材料、施工工艺等方面的监督。

3.3 合理选用施工土料

在选用土料时要根据施工场地的具体情况和要求，选用质量合格的土料。施工单位应严格遵循从高品质土壤向软土转化的原则，选用高品质的土料，以保证其具有高的稳定性和安全性，从而防止大坝发生塌陷。同时，在进行基础开挖的过程中，必须使用机械进行施工，既能保证施工质量，又能缩短工期，还能直接使用当地的土料，有利于降低造价，提高经济效益。