灌区水利工程管理方法及堤防技术探究

李瑞英

（盘锦市大洼区水利服务中心，辽宁 盘锦124200）

1 引言

灌区由水库、渠道、农田等系统组成，协调周围水系资源开展农业生产活动。灌区水利工程建设对于推动区域农业经济发展具有重要意义。近年来，大型灌区水利工程项目数逐渐增加，堤防作为其建设重点，堤防技术实践中也表现出一定问题和不足，因此，有必要对堤防施工技术及管理经验进行总结。

2 灌区水利工程项目

大洼灌区位于辽宁省盘锦市大洼区，灌区地势较洼，相对平坦，当地年降水量较低且表现为明显的时空分布不均特点。大洼灌区覆盖4 座平原水库，包括3 座中型和1 座小型，总库容1.17×108m3。其中，田庄台引水总干为大洼灌区的核心输水渠道，工程全长11.7km，设计输水流量为30m3/s。渠道截面为梯形，底宽32m，边坡1∶2，设计水深为2m。堤防标高6.22～6.8m，渠道等级为3 级。现就大洼灌区水利工程建设中总结的大量有关堤防施工的优秀经验和大家一起分享。

3 灌区水利工程堤防技术

3.1 碾压技术

大洼灌区所在地地势相对平坦，在地基正式施工前，使用合成土料完成首次铺填任务。依照碾压施工的要求，铺填作业应采用分层或分段的方式进行，避免一次性铺垫完毕，以提高灌区水利工程建设质量。综合施工条件及施工成本、进度管理要求，大洼灌区采用分段铺填的施工方式。分段铺填完毕后，在地基表面铺设涂料，然后开展碾压作业。注意碾压之前需对地基稳定性及抗震性能做全面检验，通过碾压施工，提高地基的抗渗能力【1】。整体铺装施工完成后开展防渗处理工作，建设混凝土防渗墙，合理确定地基铺填宽度及厚度，保证灌区水利工程建设质量达标。

3.2 铺填技术

堤防铺填施工技术要点如下：

1）堤防铺填在地基铺填完毕之后进行，确保堤防筑体与地基铺填宽度相一致。

2）堤防筑体施工应避免在夏季高温时段进行，主要是由于高温条件下混凝土施工过程中产生的水化热更易囤积在混凝土内部，带来过高的混凝土体内外温差，引发温度裂缝的问题，进而使堤防筑体的防渗漏性能无法达到相应要求。倘若在寒冷季节施工，则需注意混凝土保温工作。

3）优先选择低热或中热的混凝土材料，可在混凝土材料配备中添加适当的缓凝剂，以提高混凝土拌制过程材料流动性及保水能力，控制水化热的发生程度。

4）大洼灌区水利工程堤防建设长度达到11.7km，针对此类堤防地基较长的工程，由于砌体长度过长，在施工过程中可采用分层控制的方式，进行分段及逐层压实，提高筑体结构可靠性。

5）堤防结构设计中，可结合灌区水利工程运行特点，合理确定钢筋材料规格及数量，确保筑体内部结构稳定，提高其抗自然灾害能力。

3.3 防渗技术

3.3.1 常用防渗技术

堤防施工常规防渗技术包括高压喷射灌浆、混凝土防渗墙、帷幕灌浆等。

高压喷射灌浆防渗技术利用高压喷射处理地基，使混凝土材料与浆石搅拌均匀，形成整体的防渗结构。该技术灌浆中含有大粒径浆石，可发挥显著的防渗效果，且技术施工速度快、成本低，在堤防施工中应用广泛。高压喷射灌浆防渗技术适用于土壤松软的条件下，若土层中存在较多的碎石，应选用其他防渗技术。

混凝土防渗墙技术较新，为一种垂直防渗技术，其优点在于可延长地基使用寿命。混凝土防渗墙厚度大、稳定性高，使用耐压的墙体材料，最大限度地排除墙体内气孔，使其防渗效果明显提升。另外，混凝土防渗墙还具有优良的透水性和透气性，可使其防渗能力进一步提高。

帷幕灌浆防渗技术使用低密度灌浆浆液，此类浆液的流动性及胶黏性较强，依照既定比例将其注入墙体缝隙中，凝固后可有效发挥防渗效果，提高岩层本身的强度。施工过程中，帷幕灌浆浆液可降低混凝土内部含水量，控制水化热的持续时间，发挥提高混凝土体质量的作用。若一次灌浆后其防渗效果未达标，可进行补灌。灌浆结束且浆体凝固后，即可对堤防筑体防渗性能进行检验。

3.3.2 创新施工方案

总结以往的堤防防渗技术经验，大洼灌区水利工程堤防施工创新性地引入模袋混凝土防渗护坡技术。模袋由高强度纤长丝机织而成，其为双层袋状结构，模袋之间在横纵2 个方向分别使用尼龙绳进行连接，后灌注混凝土，使模袋发挥模板的功能。如图1 为模袋混凝土施工现场。施工过程中，在需进行混凝土灌注的位置铺设模袋，将其固定后向内部灌注混凝土，借助模袋材料带有的透水不透浆属性，利用压强及重力将模袋内多余水分排出，以降低混凝土材料的水灰比，形成防渗性能高、稳定牢固的堤防防护面。除以上优点，该技术在混凝土浇筑后不涉及拆模作业，模袋被当作混凝土防护面的一部分，可有效缩短施工时长。另外，模袋混凝土在施工过程无须设置围堰结构，水上与水下部分施工连续性强，施工机械化程度高，所形成的防渗护坡外形美观，护坡整体性高，具备良好的环境适应性和抗冻能力，因此，在辽宁地区水利工程建设的应用非常广泛。

图1 模袋混凝土施工现场

以模袋混凝土防渗护坡厚度设计为例，对有关经验进行总结。

1）抗弯曲厚度。堤防施工中，若模袋混凝土存在局部架空，需关注其抗弯曲厚度。其计算见式（1）：

式中，δ 为模袋混凝土厚度；γC为砂浆及混凝土有效容重，本工程设计为22 000kN/m3；R为填料抗压强度，本工程设计为295 00kPa；α 为模袋架空面积为正方形时的边长，即α≤10cm；FS为安全系数，通常取3。

经计算，本工程模袋混凝土的抗弯曲厚度设计值为4cm。

2）抗漂浮厚度。计算见式（2）：

式中，δ 为抗漂浮厚度；C为面板系数；HW为波浪高度；LW为波浪长度；Lr为垂直水边的护面长度；γC为水容重；γW为混凝土及砂浆容重；m为边坡系数【2】。

4 灌区水利工程管理方法

4.1 提升设计质量

灌区水利工程堤防施工要点为防渗性能的提升，在设计过程中，应注意提高工程反滤及截渗能力，使二者之间有机协调，达到双重防渗的效果。另外，在灌区水利工程设计中，还应关注坝顶的排水设计，合理确定倾斜角，倾斜度以2%为宜。为使坝坡与排水系统之间形成有效的连通关系，建议在下游适当位置设置沿路石堤。工程主体设计过程中，结合工程建设需求及具体施工条件，合理确定主体支撑力、标高、密度等参数，通过提高设计方案的合理性来保证灌区水利工程建设质量。

4.2 完善管理制度

一是完善人员培训、技术交底制度。工程施工前组织相关人员进行必要的技术培训，明确堤防施工要点、要求及注意事项。同时，通过技术交底，充分了解设计方案意图，划定施工重难点，并对各项施工方案进行合理性验证。二是执行责任制度，划分施工管理任务，将管理责任落实到具体人头，确保各项施工管理工作均有专人负责。

4.3 加强土工试验

土工试验为堤防施工的重点环节，可有效发挥工程质量控制作用。具体实验内容有：样本采集、参数测试、填筑施工等。采集施工场地内土样，进行压实及含水量测试，确保其达到堤防施工质量要求，结合测试结果调节地基碾压施工方案。

5 结语

总结堤防施工技术要点及工程管理方法对于提高堤防施工水平具有重要意义，只要堤防工程施工质量得到了保障，进而提高灌区水利工程建设质量和工程综合效益。堤防施工中的重点是把握碾压技术、铺填技术及防渗技术的应用，这样就能确保堤防施工高质量地完成。