水利工程施工中堤防及护岸工程施工技术要点研究

期刊: 环球科学 DOI: PDF下载

曹惠华

余干县水利事务服务中心 江西 上饶 335100

摘要

水利工程是国家基础设施建设的重要组成部分,其主要目标是优化水资源的利用、控制水患并保护生态环境,在水利工程施工中,堤防及护岸工程是至关重要的环节,这些结构不仅可以有效防止洪水侵袭,还能保护河岸、维护水体生态。然而,随着城市化进程加快和气候变化加剧,传统的堤防及护岸工程面临着新的挑战,研究和探索堤防及护岸工程的施工技术要点,不仅有助于提升工程的安全性和稳定性,也为实现水利工程的可持续发展奠定基础。


关键词

水利工程;堤防;护岸;施工技术

正文


引言:

近年来,全球气候变化导致极端天气频发,给水利工程施工带来了前所未有的挑战,特别是在堤防及护岸工程中,如何应对洪水、泥石流等自然灾害已成为研究的热点,随着人类活动的增加,河流的生态环境也受到严重影响,导致水质恶化、生物栖息地减少等问题,堤防和护岸工程的施工技术亟需创新与改进,以适应新的环境条件和技术要求,对现有施工技术的分析与总结,为今后的工程实践提供科学依据,提升施工效率和质量,同时确保工程的长期稳定性与环境友好性。

1.水利工程施工中堤防程施工技术要点

1.1采用适宜的土工材料,增强堤防结构性能

土工材料包括土工布、土工膜、土工格栅等,这些材料在堤防结构中扮演着重要角色,土工布可以有效地分隔土体与水流,防止细土的流失,同时能够提供良好的排水性能,减少水的积聚对堤防结构的压力。在设计堤防时,应根据土工布的透水性和强度选择合适的材料,以确保其在不同水文条件下的有效性。此外,土工膜在堤防结构中的应用也越来越广泛能够有效隔绝水分,防止渗透造成的堤防土体的饱和,进而降低堤防的变形和沉降风险[1]

土工格栅作为增强堤防强度的重要材料,可以有效提升堤防的承载能力与稳定性将土工格栅埋入堤防的填土层中,可以形成有效的承载结构,增强填土的抗剪强度,减少土体的侧向位移。特别是在软土或湿陷性土层上施工时,土工格栅的使用显得尤为重要,因为它能显著提高堤防的稳定性,降低因土体变形引发的破坏风险。在施工过程中,确保土工材料的质量和合理的施工工艺同样重要。材料的质量控制包括对土工材料的原材料检测、物理性能测试及施工过程中的监控,合理的施工工艺应包括土工材料的正确铺设和连接,确保其功能的有效发挥,铺设土工布时,应避免产生褶皱和重叠,以防止水流通过土工布缝隙的渗透。

在水利工程的施工中,堤防的长期稳定性和耐久性不仅依赖于土工材料的选择,还与其施工技术息息相关,堤防施工过程中应采用先进的施工技术,以确保土工材料的性能得以充分发挥。首先,堤防施工需进行严格的工序控制,从场地准备到材料的运输、铺设,再到土体的回填,每个环节都应按照规范操作。在施工前,进行详细的地质勘察是至关重要的,帮助工程师了解土体的性质,进而合理选择合适的土工材料及设计参数。

1.2实施分层施工与压实控制,提高堤防密实度

堤防的施工质量直接影响到其防洪和稳定性能,而分层施工可以有效控制每一层填土的厚度和压实程度,确保堤防在整个施工过程中的均匀性和稳定性。首先,分层施工的具体实施通常以3050厘米为宜,这样的分层厚度有助于压实机械充分发挥其效能。在每一层的施工中,选择合适的土料至关重要,土料的颗粒组成、含水量和塑性等都会影响压实效果,施工前应进行土料的取样和实验,确保所用材料满足设计要求[2]

分层施工的过程中,每层土的铺设应保证均匀性,避免产生过多的空隙或大颗粒的堆积,以提高堤防的密实度。铺设完毕后,须立即进行压实,压实的方式一般采用振动压路机、静碾机等设备。每层土体的压实度通常要求达到90%以上,以确保土体的抗剪强度和稳定性,合理的压实时间和方法也至关重要,压实过程中需根据土体的水分含量进行调整,确保在最佳含水率范围内进行压实,以达到最佳的密实效果分层施工与压实控制,不仅能提高堤防的整体密实度,还能有效防止土体的沉降、裂缝及其他因变形引起的潜在问题,确保堤防长期稳定运行。在分层施工与压实控制的过程中,还需对施工过程进行严格的质量控制和监测,以确保堤防密实度达到设计标准,施工单位应配备专业的技术人员,对每一层的施工质量进行实时监控对压实度进行抽样检测,可以及时发现问题并采取相应的补救措施,确保每层的密实度达到要求。

1.3设置合理的排水系统,防止水土流失

在水利工程的堤防施工中,设置合理的排水系统是防止水土流失、确保堤防稳定的重要技术要点堤防作为防洪和蓄水的关键结构,其稳定性和安全性不仅取决于施工质量,还与周围的水文环境密切相关。合理的排水系统能够有效降低土体内部的水分含量,防止土壤因水分饱和而引起的滑坡、浸泡和流失等问题。首先,排水系统的设计应考虑区域的地形、土壤特性和降雨情况,设置适当的排水沟、渗水井、排水管道等设施,以确保堤防及其周边的水分能够及时排出,减少地表水对土体的侵蚀,排水系统还应具备良好的通透性,采用透水性材料或渗透管等,确保水分能够顺畅流出,同时不影响土体的稳定性。在施工过程中,设置排水系统时需遵循“自上而下”的原则,排水设施的布局应合理,保证水流的自然引导在堤防的上游和侧面,应设置适当的排水沟,利用重力作用将多余的水分引导至排水系统中。对于堤防的下游,则可考虑设置渗水井,以便及时排除地下水,降低水位,避免因水压过大而导致的土体变形和破坏[3]

在设置排水系统时,应考虑生态因素,避免因排水而造成周边环境的破坏。合理的排水设计应结合植被恢复措施,利用植物的根系增强土壤的结构稳定性,减少雨水对土体的直接冲击,选用适当的植被类型,如抗旱能力强的本土植物,可以有效减少蒸发,保持土壤的湿润性,进一步提高土体的稳固性在排水系统的周围,可通过设置植被带或生态防护带,增加水分的保留能力,达到自然水土保持的效果。

2.水利工程施工中护岸工程施工技术要点

2.1进行水文与地质勘察,确定护岸设计参数

在水利工程施工中,护岸工程是防止水土流失、保护岸线和周边环境的重要措施,而进行水文与地质勘察则是护岸设计的基础水文勘察主要涉及流域水文特征的分析,包括流量、流速、河流的水位变化、降雨量和蒸发量等数据。这些信息能够帮助工程师准确判断水流对护岸的冲击力和影响,进而制定合理的护岸设计参数。除了水文数据,地质勘察同样至关重要,需深入了解岸坡的土壤类型、承载能力、土壤层次分布及其物理力学性质等。通过钻探取样、土壤试验等手段,可以获取关键的地质信息,为护岸的稳定性和安全性提供科学依据。

在进行水文与地质勘察时,必须充分考虑到河流的动态特性及其对护岸结构的长期影响,河流的流速和流量在不同季节可能存在显著变化,这需要通过长期的水文监测和数据分析来进行评估,护岸的设计参数还应结合历史水文数据与气候变化的趋势,以应对未来可能的极端天气事件。

在确定护岸设计参数时,必须充分考虑不同地区和环境条件下的特殊性,在泥沙含量较高的河流区域,护岸设计时需要考虑水流对泥沙沉积和冲刷的影响。设计时可以采用加固措施,如设置挡土墙、护坡、植被恢复等手段,以减少泥沙对护岸的侵蚀,针对不同地质条件下的护岸,设计参数也应有所不同。在土层松软、承载力较低的地区,护岸结构需要加大基础深度和宽度,以提高稳定性和抗冲刷能力。

在设计时,尽量采用生态友好的材料和结构,减少对水生生态的干扰,在护岸结构中可以引入生态植被,利用植被的根系增强岸坡的稳定性,同时提供栖息环境,保护生物多样性对水文与地质勘察结果的综合分析,能够为护岸设计提供科学、合理的技术依据,实现工程安全、生态和谐的双重目标,进行详尽的水文与地质勘察、合理确定护岸设计参数是水利工程施工中护岸工程成功实施的关键。

2.2选择合适的护岸材料,提高抗冲刷能力

在水利工程施工中,选择合适的护岸材料是提高抗冲刷能力、确保护岸结构稳定性与耐久性的关键环节护岸材料的选择不仅影响到工程的安全性和使用寿命,也关系到整体水利工程的经济效益和生态环境。常用的护岸材料包括混凝土、石料、土工合成材料及生态材料等。混凝土作为护岸的传统材料,因其具有较高的强度和抗压能力,广泛应用于各种护岸工程中。然而,单一的混凝土结构可能在面对强水流时出现裂缝和破损,结合其他材料的使用变得尤为重要。比如,可以采用带有粗糙表面的混凝土,这样可以增加与水流的摩擦力,从而提高其抗冲刷能力。

另一方面,石料作为护岸材料在应用中也展现出了良好的性能,尤其是在自然河流和湖泊等环境中选择具有良好颗粒形状、密实度和强度的天然石料,可以有效减少水流对岸坡的冲刷作用。石材护岸的设计中,可以通过合理布置和分级石料,形成多层次的护岸结构,以适应水流的变化和泥沙的沉积,土工合成材料的使用近年来逐渐受到重视,因其具有轻质、强度高和抗腐蚀等特点。通过将土工布与土工网结合使用,能够形成稳定的护岸系统,提高岸坡的承载能力和抗冲刷能力。生态材料的选用,如生态混凝土和植被护坡,则不仅能提高护岸的抗冲刷能力,还能有效维护水体生态环境,促进水域生物的栖息和繁衍。通过合理选择和组合护岸材料,能在确保工程安全性的同时,降低施工成本,实现生态和工程的双重效益。

在护岸材料的选择过程中,还需充分考虑当地的水文、气候及地质条件,以确保所选材料能在特定环境下发挥最佳效果,在强水流和高泥沙含量的河流中,护岸材料的耐磨性与冲刷能力显得尤为重要。在这种情况下,应优先选用高强度的混凝土或特级石料,结合适当的加固措施,以应对恶劣的水流冲击。同时,应加强对护岸材料的质量控制,确保其在生产和施工过程中符合相关标准与规范。在施工过程中,通过适当的工程技术手段,如合理的铺设和固定方式,能够增强护岸材料的整体性能和抗冲刷能力。

2.3实施分段施工,控制施工对水体的影响

分段施工可以有效减少施工过程中对水体的干扰,降低对周围生态环境的影响将护岸工程分为若干个小段进行施工,通常以水流的自然状态、施工现场的地形以及水体的生态特征为依据,合理规划每个施工段的长度和位置。通过分段施工,工程师能够在每个段落完成后及时评估施工对水体的影响,从而采取适当的措施,确保水体的生态环境不受严重干扰,在进行护岸工程时,可以优先选择那些水流较小、生态环境脆弱的区域进行分段施工,尽量避免在繁殖季节施工,以减少对水生生物的影响

在实际操作中,实施分段施工还需要制定科学合理的施工计划,明确每个施工段的施工顺序、工期及相关的环境保护措施。在施工过程中,监测水体的水质变化和生态环境的变化是至关重要的。通过设置水质监测点,实时采集水样分析水质数据,能够及时发现和处理施工过程中可能出现的污染问题,施工单位需建立健全的环境管理体系,明确各施工环节的责任,确保施工人员接受必要的环境保护培训,提高其环境保护意识。在施工段完成后,及时进行环境恢复工作,如植被的恢复和水土保持,进一步减小对水体的影响[4]

实施分段施工的技术要点还包括对施工设备和施工工艺的选择,以确保施工效率和水体保护的平衡选择低噪音、低振动的施工设备,能够减少施工过程中对周围环境的影响。合理设计施工工艺,如采用静压桩、机械挖土等方法,既能提高施工效率,又能减少对水体的干扰,应通过合理安排施工时间,避开水生动物的繁殖季节和水流的高峰期,降低施工对水生生态的干扰。在每个施工段完成后,应进行详细的工程质量检测,确保护岸结构的稳定性和可靠性,从而避免因施工质量问题对水体造成的长期影响。

结语

综上所述,堤防及护岸工程在水利工程施工中具有重要意义,其施工技术的研究与应用是提升工程安全性和环保性的重要手段。面对日益复杂的水文气象条件,施工单位需不断探索和采用先进的技术与材料,以确保堤防及护岸工程的有效性和持久性。未来,结合生态保护理念的施工方案将成为发展趋势,以实现水利工程的多重目标,包括水资源保护、生态修复与社区安全对堤防及护岸工程施工技术要点的深入研究,不仅能够提升工程的整体质量,也能为可持续水利发展提供重要支撑。

参考文献:

[1]李云刚.水利工程中堤防护岸工程施工技术初探[J].城市建设理论研究(电子版),2024,(20):208-210.

[2]周军启.水利工程中堤防护岸工程施工技术浅析[J].水上安全,2024,(08):176-178.

[3]黄海涛.水利工程中堤防护岸工程施工技术研究[J].治淮,2022,(12):50-51.

[4]李福来.水利工程中堤防护岸工程施工技术研究[J].中国设备工程,2022,(15):197-199.

 


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