河道堤岸防护工程施工技术在水利工程中的应用分析

杜 浪 星辰利源水利水电工程有限公司 广东 潮州 521000

引言

水利工程是国民经济基础设施的重要组成部分,在防洪安全、水资源合理利用,生态环境保护、推动国民经济发展等方面具有不可替代的重要作用。河道堤岸防护工程是指利用各种建筑材料或者自然植被形成的保护河流畅通、河道安全的措施,可以控制河流形势,稳定水流,是河道整治改造的重要手段。河道是避免洪水灾害的有效通道,可以在夏季汛期进行泄洪,还能与闸门、水库等协作降低河流的洪峰水流量,达到滞洪错峰、缓解堤坝压力的目的。洪水带来的危害十分严重,会引起流域内生态环境的变化,造成河道改变、水土流失和土地贫瘠等,严重者甚至冲毁堤坝,破坏河岸的植被和建筑,给百姓生命财产带来巨大威胁。河道堤岸防护工程施工是水利项目建设的重要组成部分,其施工质量的优劣直接关系到整个项目性能的发挥。

一、河道堤岸防护工程施工技术及其概念

(一)河道堤岸防护工程概念

河水的冲刷,会影响到河岸,带动岸边的地质条件发生改变,久而久之,使堤岸变得极其脆弱,如果没有加固,会造成岸边崩塌现象,其主要为两种,一种是滑落的形式,另一种是倾倒的形式,所以河道保护工程应运而生。

河道堤岸防护工程是保护江河堤岸免受水流、风浪侵袭和冲刷所采取的工程措施。按结构材料类型主要有块石护岸、柳石护岸、石笼护岸、沉排护岸、增工护岸、混凝土块护岸、土工织物护岸、透水桩护岸、草皮护岸等。

块石护岸具有就地取材、施工简易灵活、适应河床变形、能分期实施、逐步加固等优点。柳石护岸有柳石枕和柳石搂厢两种型式,优点是有柔韧性,节约石料,防护效果好。沉排护岸一般用于工程护脚或护底,具有整体性强,韧性大,适应河床变形,抗冲等优点;增工护岸具有体质轻,取材容易,施工快等优点。混凝土护岸主要用于较稳定河道的堤、坝、岸上防护风浪;透水桩坝有一定的缓流落淤效果,适用于水浅流缓处;草皮护岸主要用于漫水时间短,流速和波浪较小,流向与河岸基本平行的堤(岸)坡上。

以上护岸结构根据具体情况可以单独使用,也可以互相结合使用。

(二)河道堤岸防护施工技术内容

河道堤岸防护工程重要的功能是使该堤防附近区域在洪水来临时,能够避免洪水造成的溃堤、漫顶、绝顶的危情险境,确保城乡居民安危,保障社会经济持续发展。河道堤岸防护施工主要是对堤岸的支护、加固以及堤岸的各种功能建设进行施工。其中护坡功能常见的施工结构形式有浆砌块石、干砌块石、膜袋混凝土以及混凝土板等。

堤岸的防护工程主要有平顺护岸、坝式护岸、墙式护岸、顺向护岸、逆向护岸。当然根据不同的情况,具体的施工技术还有很多内容。比如植被护坡防护施工技术、生态混凝土防护施工技术、格网护岸施工技术、生态带护坡防护施工技术等。

二、河道堤岸防护存在的问题

(一)管理意识不强。有些干部群众对河道题防管护的意识不强,认为河道是天然形成的,根本不考虑对其进行养护。虽然通过近几年大力整治,水环境改善了,堤防标准提高了,但对整治的河道及堤防的后期养护依然没有重视起来,沿河部分居民、企业水法意识、环境意识、清洁意识薄弱,把河道当成天然垃圾场,有什么倒什么,造成河道污染、河床淤积、水流不畅,蓄水过流能力下降。

(二)管理机构不健全。有的没有设立河道堤岸防护管理机构,有的河道堤岸防护重建设、轻管理,没有人员、经费进行日常的维修养护工作,迫切需要建立和完善管理机制,搞好河道堤岸防护工程维护,发挥工程的最大效益。

(三)管理制度不完善

有的施工人员的施工经验不足,有的施工单位对河道堤岸防护工程不够重视,没有建立完善的施工管理体系,不仅会影响施工进度过,而且给工程质量带来潜在的安全隐患。为了防止此类问题,提高施工质量和安全保障,要建立健全施工管理体系,对施工的每一个环节和每个工作人员进行监督和管理。

四是管理手段落后。目前河道堤岸防护管理主要局限于涉河工程审批、堤防管理范围违法案件的处理,都是处于被动地位的,对于堤防工程的日常巡查、维护力度不够,更不要说利用现代化的科学手段,如卫星定位、实时监控等,对河道堤防进行科学化、数字化、信息化的管理。

三、河道堤岸防护工程管理的重要性

(一)河道堤防是防御洪涝灾害的第一道屏障。治水离不开“堵、疏”二字。“疏”就是疏深拓宽原有河道,加大河道承载下泄洪水的能力;“堵”就是加高加固河道堤防,把洪水堵在堤防外侧。只有河道堤防坚固耐用,抵挡得住洪水冲刷,才不至于堤身坍塌,只有堤防顶高程超过最高洪水位一定的高度,洪水才不会漫过堤顶,才能保住堤防内侧的农田、村庄、城市等等。

(二)河道堤防是行洪泄洪的重要保障。《水法》《防洪法》《河道管理条例》都对河道堤防性质、管护等作了明确规定,河道堤防是行洪泄洪的重要保障。小雨量高水位局面的出现,高水位长时间持续局面的出现,突显了河道堤防抗御洪水的功能。频繁地行洪泄洪,自然对堤防的要求格外的高。只有高标准的堤防才能挡住长时间的洪水过境,堤内万物才能得到保障。

(三)建设堤防是保护水土资源的必要手段。水土流失直接导致堤岸塌损、土地面积减少,进一步带来河道淤积、流水不畅、水质恶化,以及防洪能力降低。要加强河道堤防护工程建设,治理水土流失。

(四)河道堤岸防护是绿化美化环境的有效载体。管好用好河道堤防历来是各级政府的重要工作。面广量大的河道堤防上结合水土保持措施,植树种草,大力推广植物型护岸,重视水环境、水景观、水生态、水文化的修复、营造与保护。整治后河道堤防水清岸绿,环境优美。

四、河道堤岸防护工程施工技术的应用

(一)植被护坡防护施工技术

在河道堤岸防护工程建设中,植被护坡对水土流失问题的控制有着重要作用,能稳定土壤,净化水质,促使河道可以恢复自身生态环境。施工中,植被选择比较重要。本土植物的根系较为发达,达到岸体的土层深入,依次固定好土质。虽然说草本植物的自身根茎深度较浅,加筋作用很好,草根与边坡为复合材料形成提供保证,土体表面完全被草皮植被覆盖之后,以有效地预防土壤受到雨水、地表水流的流失,抑制地面的径流。

(二)生态混凝土防护施工技术

生态混凝土施工技术主要是指特殊级配胶凝和集料、强度大、连续性多孔结构,其透水性和透气性较好。此外,在混凝土环境中,植物有着一定生存的能力,由此增强结构稳定性。盐碱和其他材料产生反应,提供养分,保障植物生长得健康。另外,强化混凝土结构表面积较大的时候,孔径小,有着自身过滤、吸附能力好,利于净化水质。

(三)格网护岸施工技术

生态格网通常是指应用机械设备把钢丝加工成不同形状的网片,依据项目实际情况,拼接成挂网、网箱、网垫,在网格中填充碎石的材料,彼此形成一体后,能全面提升抗冲刷的能力。在生态网格的制作阶段,铝锌稀土合金镀层或者是低碳镀锌等钢丝材料,耐磨损,抗腐蚀性较强。在水体自然流动空隙中,和水体进行频繁地行洪。在这个过程中,保障微生物和水生物的生存,进而利于河道生态系统的恢复,保证自净能力较强。

(四)生态带护坡防护施工技术

这个技术的意义在于透水性,在护岸结构中是一种柔性结构,没有污染,具有耐腐蚀性、抗老化、耐高温和耐低温的特点,是河道治理阶段的新技术。这个技术应用应该严格按照坡形和地形的特点进行灵活的变化,在特殊地形中,这个技术的应用效果较为明显。在正式施工阶段,坚持就地取材的原则,无需使用大型的机械设备,操作便利,抗震性较强,变形能力较高,与其他类似项目相比,优势比较突出。

(五)河道开挖土方施工技术

1.场地清理

场地清理包括植被、表土、永久和临时工程、料场、弃土场等。施工用地需要清理的全部区域的地表。植被清理:采用挖机和推土机将开挖的杂物,草根(树根)垃圾和废渣等全部清除。表土的清挖、堆放:按监理工程师指示的表土开挖深度进行开挖,并将开挖的有机土壤运至指定区堆放。

2.土方开挖方法

根据河道设计断面和土方施工技术规范所规定的加宽及增放坡度计算后,进行开挖,不得陡于设计坡比防止欠挖,并严禁掏挖施工。对超挖的断面,要根据监理工程师指示采用适宜填料填筑并夯实到设计标准。

土方开挖时,在监理工程师复核认可的开挖内进行机械施工,施工中定期测量校正开挖断面尺寸,对机械开挖的边坡和基坑标高,预留适当余量,再用人工修正。避免机械开挖扰动下层土方,破坏边坡的坡度及平整度。

机械开挖应从上而下分层分段依次进行,在挖方边坡上如发现有土体或导致土体向挖方一侧滑移的软弱夹层、裂隙时,应及时清除和采取相应措施,以防止土体崩塌与下滑。

3.土料利用和弃渣措施

在土方开挖时,开挖河道周边不许丢载,保证新开挖河道的安全可靠。开挖的土方分别按可利用渣料和废渣运至指定地点分类堆放,要保持渣料堆体的边坡稳定。可利用渣料和废渣应采取可靠的保护措施,避免受污染和侵蚀。

4.注意事项

(1)主体工程的临时开挖边坡要结合实际地形和开挖深度,自行确定边坡度,报监理工程师审批。永久性的护面的加固工作应及时完成,避免受雨水冲刷。必要时,设置测量观测点,及时观测边坡变化情况,并做好记录,施工中,如出现裂缝和滑动迹象时,立即暂停施工,采取应急抢救措施,并通知监理工程师。

(2)机械施工要派专职人员进行指挥和负责道路交通指挥,在转弯和道口派专人指挥并设警示牌。

(3)项目部经常进行安全生产教育和安全生产检查,消除一切安全隐患。

(4)严禁机械在开挖边坡及坡顶运行频繁,避免由于人为因素增加荷载导致河道滑坡。

(5)实施过程应加强沉降及变形观测,发现问题应及时采取措施予以解决。

(六)填塘施工技术

1.填塘施工准备阶段

(1)填塘施工开工前,应将取土场内土料试验成果(包括填料轻型击实,塑、液限,含水量,颗粒分析等)等资料报送监理人,经监理人签认后方可进行填筑。

(2)用GPS对填塘范围放样,最后确立填土面积及内坡脚位置。

2.填塘施工阶段

(1)清理:清除塘边的杂草和塘内的垃圾杂草等影响挤排效果的障碍物。

(2)隐蔽工程验收:经验收合格后方可进行下道工序施工。

(3)排水:为防止填筑时塘内水溢出给周围农田和居民造成损失,填筑前应对填塘前对周边水系进行调查,做好排水措施,条件允许时开挖排水沟,分散水量;条件不足时,采用水泵进行排水。

(4)填料:采用进占法施工,“凸”字形前进填料,以高出水面0.8m 左右为基准,具体高度视现场实际情况而定,以上料基面不陷车、不发生较大弹性变形为原则,如水塘较深,适当加宽填料宽度。填料进度应与排水量相适应。填筑前设置沉降观测点,以便指导以后施工。

(5)碾压:第一层填料宜选用履带式推土机或挖掘机,不宜用压路机,因填土厚度较厚,不宜使用环刀法检测,此段施工,适当放缓填土进度,让其自然沉降,在条件允许的条件下适当的进行加载。

(七)堤岸堤身填筑技术

应对堤防护岸工程的堤身、基面以及铺盖部分进行全面清理,注意保证堤身结构的稳固性,根据设计要求对其进行适当的加高培厚施工,提高其平整性,同时要彻底清理其杂物。在对堤身进行填筑施工时,如果发现地面的平整性较差时,应采取水平分层的施工方式,自低向高按照分层依次进行填筑施工。铺填施工时应尽量减少在倾坡条件下进行作业,且坡度与堤防横截面的比值必须控制在5:1范围内。如果填筑施工采用的是人工作业方式,则应根据具体的施工条件,采取分段作业等方式来进行施工。采用机械作业方式时,工段应控制在100m 左右。在填筑压实施工过程中如果有界沟,施工单位应采取搭接处理方式,并严格按照设计图纸来进行施工。分层填筑时,应保证选用土料的含水量能够达到技术要求,并尽量控制1%～3%之间,洒水量则应保证在20%～40%之间,以控制碾压力度。压实施工时,应根据设计要求和工程特点,科学确定碾压技术标准,根据参数要求来实施压实施工,严禁出现漏压情况。

(八)坡式护岸施工技术

坡式护岸的施工重点在于根基,也就是下层护脚工程,根基的稳固性直接决定着护岸工程的质量。选用抗冲击能力好的专业材料,按照从上到下的顺序均匀摊铺在岸坡和堤脚,形成覆盖式的保护结构,阻挡水流对河床边界的冲击破坏。坡式护岸施工具有操作简便、抗冲击效果良好的特点,因此在一些小型的河堤、湖堤中有着广泛的应用。坡式护岸技术中最为核心的是护脚施工,尤其是在夏季多雨天气下,河水流速较快,加上河水中夹杂着大量的泥沙、碎石等杂物,给河堤护脚造成了严重的冲击破坏。因此,坡式护岸技术要重点关注护脚施工。现阶段护脚施工中常见的技术形式有抛石护脚和沉枕护脚两种。抛石护脚通常选择在枯水期进行施工作业,所选择的石料以硬度较大、不易破碎和抗冲蚀能力强的材料为主。施工时将石料放置于抛石船上,从河流上游依次往下抛石。沉枕护脚施工中所用的石料需要用铅丝捆扎成大体积的枕体,这样可以避免枕石入水之后分散,提高防护效果。

结论

水利工程建设及其施工技术的发展,正在改变着我国传统的河道防护施工方式,也提高了施工的效率,增强了河道堤岸的防护能力。要不断研究施工技术,完善各项施工工艺,加强施工质量监督与管理,推动我国水利工程建设不断发展。