水利工程中的河道堤防护岸工程施工技术

期刊: 环球科学 DOI: PDF下载

​史 伟 袁 超

东平湖管理局东平黄河河务局 山东泰安 271500

摘要

河道护岸是水利工程建设的关键环节,科学合理地运用护岸技术,对保障河道安全、防洪减灾和生态环境具有十分重要的意义。在全球气候变暖背景下,极端气候事件频繁发生,洪水、泥石流等自然灾害给人类社会带来越来越大的危害。作为防洪减灾第一线的堤防工程,其建设质量直接影响着人民群众的生命财产安全,也影响着社会经济的稳定发展。因此,深入开展堤防工程建设技术研究,提升工程质量,对提升我国防洪减灾能力,保障国家安全与民生福祉,具有十分重要的意义。


关键词

水利工程;河道堤防护岸;技术分析

正文


我国历来重视水利建设,堤防工程作为我国防灾减灾的重要工程,有着悠久的历史和丰富的建设经验。但是,随着时间的推移,传统的施工工艺已很难适应现代水利建设的需要。尤其是面对日益严峻的环境灾害挑战,如何采取更加科学严谨的施工工艺,构筑更加坚固的堤防体系,已成为水利水电工程建设中亟需解决的难题。

一、水利工程中的河道堤防护岸工程施工技术应用重要性

(一)保障防洪安全

    在水利系统中,堤防护岸是一项非常重要的工程,其首要和直接的作用就是保证防洪安全。河流是自然界重要的水资源承载体,其流动特征和能量转化对近海生态环境构成潜在威胁。尤其在多雨、洪涝多发的季节,河道水量剧增,水位快速上涨,对岸坡产生强烈的冲刷与破坏[1]。因此,构筑坚固稳定的堤防工程成为防洪减灾和保障沿岸居民生命财产安全的重要措施。且堤防工程设计合理,能有效地控制河道流向,减小水流对岸坡的直接冲刷,降低漫溢风险。同时,防洪堤还可以增加河道的泄量,保证汛期过水后能快速排出,缓解下游防洪压力。另外,护岸工程还能起到固堤固堤、防冲蚀的作用,使河道整体稳定,为防洪安全提供了可靠的保证。

(二)维护生态平衡

    河道护岸工程既要保证防洪安全,又要维护生态平衡,河流生态系统在生态系统中占有举足轻重的地位,它的健康状况对生物多样性、水质净化和人类社会可持续发展具有重要意义。然而,在天然条件下,由于水流冲刷和沉积作用,河岸失稳,从而影响到生态平衡。此外,堤防工程必须经过科学的规划和设计,才能保证岸滩的稳定,为水生生物提供良好的栖息环境。如植草护坡、天然石护脚等生态护岸技术,既能有效地防治水土流失,又能为鱼类、两栖动物等提供繁殖栖息之地,促进生物多样性保护。另外,堤防工程还可以通过调节水流流速,改善水质,创造良好的生态环境,达到人与自然和谐共生的目的。

(三)促进水资源合理利用

水资源是人类赖以生存的基础资源河道护岸工程对合理利用水资源具有重要意义。堤防工程一方面通过对河道水流进行调控,保证水资源在时间和空间上的均衡分布,为工农业用水和生活用水提供稳定的水源保障。尤其在旱季和缺水地区,堤防工程的蓄水功能可有效缓解水资源供需矛盾,提高水资源利用率。另外,护岸工程还能保持岸滩稳定,减少水土流失、泥沙淤积,改善河道水质,改善生态环境[2]。同时,也为流域水资源的综合开发与管理提供了强有力的支持。如建设滨水公园、湿地保护区等,把护岸工程与水利用和生态保护有机地结合起来,达到经济、社会、生态效益的统一。提升景观价值

(四)提升景观价值

    堤防护岸工程是保证防洪安全,维持生态平衡,合理利用水资源的一项重要工作,随着我国城市化进程的不断加快,人民生活水平的不断提高,人们越来越注重美化、宜居的城市环境。河道是城市重要的一部分,护岸工程的效果如何,直接影响着城市的整体形象,也影响着居民的生活品质。此外,科学、合理地进行景观设计与施工,可以使护岸工程成为城市一道亮丽的风景。如运用生态护岸技术,结合乡土植物与石材,创造出自然和谐的滨水景观;在小区内设置亲水平台和休闲步道,为居民提供了一个良好的休闲场所。这些举措不但提升城市景观价值,也增强市民的归属感与幸福感。同时,好的河道景观还能吸引更多的游客,带动当地旅游业的发展,从而为城市经济和社会发展注入新的活力。

二、水利工程中的河道堤防护岸工程施工技术应用有效策略

(一)科学选择土料与基础处理

    土料质量直接影响堤防工程的稳定与安全,土料的选择要考虑土料的抗渗性、质地的硬度、开采环境和运输距离。如某中型水利水电工程,地处下游,地势低洼,容易发生洪涝灾害。为保证堤防工程的稳定性,设计小组在详细的地质调查及土工试验的基础上,选择透水性好、质地硬的亚粘土作堤身填料。该土料既能满足工程设计对抗渗、强度的要求,又能就地取材,大大降低运输费用。施工前,必须严格检测土料的含水率,保证含水量在1%-3%之间,避免因含水率过高或过低而影响压实效果[3]。经过一系列科学合理的选土措施,构筑坚固的堤防体系,有效地抵御多次洪水的侵袭。此外,在堤防工程中,地基处理是非常重要的一环,施工前要彻底清除堤基,保证地基牢固、平整。如某大型水利水电工程,设计团队针对老堤防存在的安全隐患,对其地基进行了综合处治。首先,对堤基进行彻底的清理,清除堤基内的杂质,淤泥,杂草根系等,保证地基表面的清洁和无杂物。针对部分软弱地基,设计小组采取换填方法,开挖软弱层,回填优质砂砾石料,分层压实,达到设计要求。另外,针对原有堤防存在的安全隐患,设计团队对堤身进行加高加厚处理,增加堤身高度、厚度等措施,以增强堤防整体稳定及抵御洪水的能力。在具体实施过程中,设计小组首先对堤基进行详细勘测,明确了堤基软弱地基的具体位置及范围;然后,用挖掘机之类的设备挖开软弱层,根据地基的承载能力要求,开挖深度从2~3 m不等。开挖完成后,回填优质砂砾石料,分层夯实,每层压实度控制在30-50 cm之间,压实度大于95%。同时,设计团队在加高增厚处理过程中,采取严格的质量控制措施,保证每个工序均达到设计要求。经过一系列地基处理措施的实施,初步形成一套稳定的堤防体系,并有效地抵御多次洪水的侵袭。

(二)堤身填筑与压实技术

   在堤身填筑阶段,分层回填是保证堤身质量的一项重要措施,施工顺序是由低到高,层层进行,能有效避免由于场地不平整而引起的填筑不均匀现象。为保证填筑质量,必须严格控制各层填料的厚度。如采用重型压实机,其松铺厚度一般为300-500毫米,土块直径为100毫米或更小。这种厚度不仅保证压实效果,而且提高施工效率。此外,采用分段填筑法对大面积堤身进行填筑是一种不可缺少的方法,为减少施工缝,提高堤身整体稳定,每一段长度应大于100米。如某大型水利建设项目,堤身按150米分段填筑,每级填筑完成后统一碾压、压实,保证填筑质量[4]。此外,在坝体与坝基之间,可采用搭接处理,以防止坝体产生沟槽边界,进一步提高坝体的整体稳定性。夯实工艺是确保堤坝稳定的一个重要环节,选择适当的压实设备非常重要。根据施工场地的具体情况,可选用不同类型的压实机械,如压路机、手推式碾压机等。如某堤防工程,采用12吨振动压路机压实,可有效改善土的密实度,保证压实效果。压实参数的选取也必须是科学严谨的,为保证堤体干密度满足设计要求,采用试验方法确定适宜的压实参数。如本工程经多次试验,确定碾压次数控制在6-8次左右,车速不超过2公里/小时,可有效地改善压实度。在压实工艺中,含水量的控制是另外一个重要的步骤,土料的含水量直接影响压实效果,压实时,必须定期检测土料的含水量,以达到最好的压实效果。如项目经试验确定土料的最优含水量为2%,压实时严格控制土料含水量,可有效提高堤身的稳固性。另外,压实时要注意防止漏压、欠压、过压等现象的发生,为此,可设置明显标志,保证堤身各部分均压实。同时,为加强堤身整体稳定,将上、下段接缝位置错开。如分段碾压时,为保证接缝压实质量,相邻工作面的搭接碾压宽度平行堤轴线方向不小于0.5米,纵向堤轴线方向不小于3米。

(三)护岸工程施工技术

    边坡护坡主要是通过护坡工程、护坡材料等措施提高岸坡稳定度,在护脚工程中,常采用抛石护足、沉枕护足等工艺。以某河道护岸工程为例,采用抛石护脚技术,选择直径大于30 cm的块石,采用抛掷法形成稳定的护脚层,有效地抵抗水流冲刷。同时,护脚石整体性好,防腐性能好,能保证护脚工程的长期稳定。

对于护坡材料的选用,要根据岸坡的实际情况,合理选用,以某工程为例,在岸坡较为平缓的情况下,可选择草皮作为护坡材料,在此基础上,种植狗牙根和高羊茅等具有较强根系的植物,可以在一定程度上控制土壤侵蚀。对于岸坡较陡的地段,采用浆砌石、混凝土等材料,采用科学的施工方法,严格的质量控制,保证了其稳定、耐久。艾克应用坝式护岸调节水流方向,防止岸坡发生冲刷。针对游荡性河道的护岸工程,可采用多种形式的丁坝、顺坝等工程措施进行研究[5]。丁坝长度、高均根据河道水文特点及冲刷条件精心设计,以保证坝身结构的稳定性。同时,应严格论证丁坝与坝基间的连接形式,并在丁坝上设置钢筋混凝土联梁,以加强丁坝与坝基体的整体性。在施工顺序上,严格遵循先处理坝体地基,再层层填筑的原则,为了保证大坝地基的稳定,地基处理主要包括地基的清理和滤层的铺设。坝料选用优质土石料,层层填筑,压实,确保坝体结构密实稳定。此外,可应用墙式护岸,在岸坡上修筑挡墙,以加强岸坡稳定。选择挡土墙型式时,要根据地形条件及工程要求,合理选用。以某城市河道护岸工程为例,由于地形复杂,采用重力式挡墙与悬臂式挡墙组合。重力式挡墙依靠自身重力提供稳定,适合在地势较平缓的地区使用;悬挑式挡墙是一种利用悬挑结构将土压力传递给地基的结构形式,适合在地势较陡的地区使用。施工过程中对墙体垂直度及稳定性进行严格控制。墙基嵌入堤脚,使墙与堤紧密结合。墙体材料选用高强钢筋砼、浆砌石等,采用科学的施工方法,严格的质量控制,确保墙体的耐久性及稳定性。同时,通过定期监测、维修等措施,及时发现和消除隐患,保证护岸工程的长期安全运行。

(四)施工技术细节控制

    作为护岸工程地基的材料,其质量控制是工程建设的重中之重,为保证原材料的质量达到设计要求,应对进场的材料要进行严格的检验。结合某大型水利水电工程,对护脚、护坡材料的选用,特别注重材料的抗冲刷、抗蚀性能。在护脚材料方面,可选用高强度的天然石材,每一批石材进场前都要进行多项测试,如抗压强度、耐磨性、吸水率等,以保证石材的质量达到设计要求。同时,应选用具有良好生态适应能力、根系发达的狗牙根、香根草等植物作为护坡材料,经室内培养和田间试验,验证其固土持水性能,为后续护坡工程打下良好的基础。另外,为保证护岸工程的质量,应对施工过程进行监测,必须重视路堤填筑、压实、护岸等关键环节,采用先进的检测仪器与技术,提高监测精度与效率。以某河道整治工程为例,将 GPS定位、无人机航拍、远程视频监控等智能监控系统引入到施工现场,实现全过程实时监测[6]。尤其在堤身填筑及压实方面,采用 GPS定位技术,对填筑层厚及压实遍数进行严格控制,保证各层填筑厚度均在30 cm以内,压实度大于95%。同时,利用无人机航拍技术,对施工现场进行定期拍照,与前期设计图对照,及时发现和修正施工偏差,保证护岸工程的精准施工。同时,应建立一套完善的工程质量管理体系,明确各层次管理人员的职责和权限,强化施工过程中的质量检验和验收。在护岸施工环节,重点关注护脚及护坡的施工质量,通过现场取样和室内试验,严格检查护脚石材铺设的平整度、护坡植物成活率等关键指标,保证施工质量达到设计要求。

结束语

综上所述,采用新材料、新工艺,可大幅提高堤防工程的稳定性和耐久性,为抵御自然灾害,保障人民生命财产安全提供坚实的保障。展望未来,随着科学技术的不断进步和水利事业的不断发展,堤防护岸工程建设将更多的关注于生态环保和智能化管理,努力建设更安全、高效、绿色的水利设施,更好地服务于社会经济的可持续发展与生态环境的和谐共生。

参考文献

[1]时明丽.探析水利工程中的河道堤防护岸工程施工技术[J].水上安全,2023,(15):25-27.

[2]脱延龙.水利工程中河道堤防护岸工程施工技术探讨[J].水上安全,2023,(12):178-180.

[3]傅美龄.水利工程河道堤防护岸施工技术分析[J].水上安全,2023,(12):193-195.

[4]王艳芳.河道堤防护岸施工技术与优化措施[J].水科学与工程技术,2023,(05):70-72.

[5]李小霞.水利工程河道堤防护岸施工技术分析[J].农业开发与装备,2023,(05):235-236.

[6]梁志杰.水利工程中河道堤防护岸工程施工技术[J].水上安全,2023,(03):170-172.

 


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