肖霖
(山東省調(diào)水工程運行維護中心壽光管理站,山東 壽光262700)
堤防是指沿河流、湖泊和海洋的岸邊或蓄滯洪區(qū)、水庫庫區(qū)的周邊建筑的擋水建筑物,其作用是抵擋河道洪水和海潮保護兩岸或海岸不受洪水和海潮的威脅,同時堤防也影響著岸區(qū)雨洪的排泄。因此,必須設(shè)置穿堤排水建筑物即水閘和泵站。堤防按其所在位置不同可分為湖堤、河堤、海堤、圍堤和水庫中堤防5 種,專門在河道修建的堤防工程稱之為河道堤防。按河堤所在位置的重要性又分為干堤、支堤和民堤。例如,在我國黃河上河堤通常分為遙堤、縷堤、格堤、越堤和月堤5 種。
河道堤防工程有以下4 個方面的特點。具體如下:
1)河道堤防工程“戰(zhàn)線”長,工作量大。根據(jù)全國水利普查公告全國堤防總長度超過4.1×105km,5 級以上堤防長度2.7×105km。全國有防洪任務(wù)的河段長度為3.7×105km,已治理河段總長度為1.2×105km,占防洪任務(wù)河段總長度的30%。
2)水利工程堤防高度一般比大壩低。
3)河、海堤防順水流方向擋水,除受波浪作用外,還受水力作用和動力沖刷。
4)擋水水位受季節(jié)性影響而變化幅度非常大。
GB 50201—2014《防洪標準》是目前河道堤防工程的建設(shè)標準,根據(jù)保護對象的重要程度以及失事后遭受洪災(zāi)損失的影響程度,可適當提升或降低堤防工程的防洪標準,當采用低于或高于規(guī)定的防洪標準時,應(yīng)當按要求進行逐級論證和報批【1】。河道堤防工程的建設(shè)標準應(yīng)當根據(jù)當?shù)貐^(qū)域中所有保護對象中較高的防洪標準來作為依據(jù),選擇該區(qū)域保護對象中要求最高的防洪標準作為該區(qū)域所有河道堤防工程的建設(shè)標準。具體如表1 所示。
表1 堤防工程的級別與防洪標準重現(xiàn)期的關(guān)系
河道堤防工程工作人員應(yīng)當根據(jù)堤防工程的實際應(yīng)用來采取相對應(yīng)的防洪建設(shè)標準,如果說當?shù)貐^(qū)域的河道已經(jīng)遭受洪災(zāi)或者洪災(zāi)過后對河道的損害非常大,那么,工作人員可以適當提高堤防工程的防洪級別。如果當?shù)貐^(qū)域的河道遭受洪災(zāi)的損害比較小且影響不十分嚴重,那么,河道堤防工程的防洪建設(shè)級別可適當調(diào)低。采用高于或低于規(guī)定級別的一級和二級堤防工程,應(yīng)當報告國務(wù)院水行政主管部門批準,其他級別的堤防工程應(yīng)當報流域機構(gòu)或省級水行政主管部門批準。
新建或改建河堤的堤距應(yīng)根據(jù)流域防洪規(guī)劃分河段確定,上下游和左右岸應(yīng)統(tǒng)籌兼顧。河堤堤距應(yīng)根據(jù)河道的地形地質(zhì)條件、水溫、泥沙特性、河床演變特點、沖淤變化規(guī)律、不同地區(qū)的技術(shù)經(jīng)濟指標綜合權(quán)衡有關(guān)自然信息和社會因素后確定。根據(jù)筑堤材料可選擇主堤、石堤、混凝土或鋼筋混凝土防洪墻和分區(qū)填筑的混合材料堤等;根據(jù)堤身斷面型式可選擇斜坡式堤、直墻式堤或直斜復(fù)合式堤等;根據(jù)防滲體設(shè)計可選擇均質(zhì)土堤、斜墻式或心墻式土堤等。在進行地形選擇時,對加固、改建和擴建的堤防,還應(yīng)考慮原有堤型、筑堤土料對堤型選擇的影響,對城市段堤防還考慮城市總體規(guī)劃、市政設(shè)施建設(shè)、城市景觀和親水性等要求【2】。
堤基處理應(yīng)滿足滲流控制、穩(wěn)定和變形的具體要求,當河道工程竣工后,河道的堤基和堤身的相關(guān)參數(shù)應(yīng)當符合標準,如總沉降量和不均勻沉降量。如果河道地基的主要成分是軟黏土,那么,為了幫助堤基加速凝固通常會借助排水沙井和塑料排水帶,將排水井與透水墊層結(jié)合起來共同加固地基。如果一些河道堤基兩側(cè)的透水層較厚,那么,就需要建設(shè)地下防滲墻來保證堤基的質(zhì)量。如果要修建多層堤基,那么,可以通過借助排水減壓溝和排水減壓井等建筑來使河道堤基達到質(zhì)量標準。黏土、水泥土、混凝土、塑形混凝土、固化灰漿和土工合成材料均可作為截滲墻墻體材料,采用土工合成材料時厚度應(yīng)不小于0.5mm。在確定防滲墻的厚度時,還應(yīng)考慮實際的施工要求來進行合理確定,比如,混凝土四腳空心磚及螺母塊護面和掛樁壩頭丁壩等。
堤基清理和土料碾壓筑堤是水利工程河道堤防施工的前2 個環(huán)節(jié)。堤基清理有2 道工序:一道是基面清理,另一道是基面平整壓實?;媲謇硪舶? 個部分:一部分是表層清理,另一部分是內(nèi)部坑、槽、溝、穴的清理?;嫫秸麎簩嵧瑯影? 部分:一部分是堤基表面壓實,另一部分是基面平整?;嫫秸麎簩嵐ば蚴堑袒謇淼闹饕ば颍袒謇硎菍儆陔[蔽工程,該道工序的目的是為了保證堤基和堤身的結(jié)合面既能夠抗?jié)B又能夠抗滑。在實際的河道堤防施工中,施工人員應(yīng)當嚴格要求施工標準,通過設(shè)置聯(lián)合驗收評定程序來檢驗工程結(jié)果是否合格【3】。
土料碾壓筑堤單元工程一般是按照距離或數(shù)量來進行劃分,如新堤填筑是按照每500m 的距離作為1 個單元工程,而老堤加高加厚是按照每2 000m3的距離作為1 個單位工程。土料攤鋪和土料碾壓是土料碾壓筑堤工序的2 個主要環(huán)節(jié),土料碾壓是該環(huán)節(jié)的主要內(nèi)容。
土料碾壓筑堤單元工程在施工前需要專門人員到現(xiàn)場采集土壤,確定土壤的土質(zhì)以及該土質(zhì)是否符合相關(guān)標準。具體的標準主要有4 個部分:(1)上堤土料不僅要在顆粒組成上符合標準,而且還要在塑性指數(shù)上達到要求。(2)如果上堤土料中包含一些黏性土,那么,施工人員應(yīng)當提前檢測出該土料的最大干密度和最優(yōu)含水度。此舉是為了給正式施工的工作人員提供詳細準確的數(shù)據(jù)。(3)如果上堤土料中不包含任何黏性土,也應(yīng)同樣測定該土料的以上2 個參數(shù)。(4)如果土料的土質(zhì)在施工前與檢測時產(chǎn)生了結(jié)果的差異,那么,施工人員應(yīng)當及時重新調(diào)整施工方案。
在土料吹填筑堤技術(shù)應(yīng)用前施工人員會首先采集堤身的土質(zhì),確定土質(zhì)是否符合施工要求,只有符合行業(yè)標準規(guī)定的土料土質(zhì)才能夠開展土料吹填筑堤環(huán)節(jié)。為了保證吹填區(qū)的土質(zhì)盡量均勻,當施工人員應(yīng)用土料吹填筑堤技術(shù)時,應(yīng)當盡量讓輸送泥漿的輸泥管管口調(diào)整為最合適的角度和距離。通常的調(diào)整方式是輸泥管管口應(yīng)該和圍堰的堰腳和堤角始終保持恰當?shù)木嚯x,盡量讓輸泥管中的泥漿均勻沉降,從而充分保證堤身的穩(wěn)定性。
堤身與建筑物結(jié)合部填筑技術(shù)包含2 道工序:第一道工序是建筑物表面涂漿,第二道工序是結(jié)合部填筑,后者是該技術(shù)的主要部分。河道堤防工程對這2 個工序的要求都非常高,通常情況下驗收人員會對該環(huán)節(jié)的2 個工序分別開展驗收工作,最大程度保證施工質(zhì)量。
防沖體護腳包含2 個工序:第一個工序是防沖體制備,第二個工序是防沖體拋頭,后者是該技術(shù)的主要工序。在正式制備防沖體前,所有的參與制作的原材料以及中間產(chǎn)品都要進行質(zhì)量檢測,在保證質(zhì)量合格后才能在河道堤防工程中正常使用。比如,一些砂石骨料、石料和混凝土拌合物等材料都要提前檢測,若符合施工標準才能正常應(yīng)用。
沉排護腳同樣包含2 個工序:第一個工序是沉排錨定,第二個工序是沉排鋪設(shè),后者是該技術(shù)的主要工序。在河道堤防施工中,大多數(shù)的沉排護腳都是采用“因地制宜”的方式,實際河道堤防施工人員會根據(jù)堤防工程現(xiàn)場環(huán)境采用恰當?shù)某僚抛o腳方式【4】。
護坡工程不僅包含砂石墊層和土工織物鋪設(shè),而且還包含防浪護堤林以及干砌石護坡等,這幾種類型的護坡工程在實際施工中都要保證施工質(zhì)量。通常來講,河道堤防工程會采用其中的一種或者是幾種護坡方式。河道疏浚工程是按照疏浚河道段來劃分單元工程,一般每500m 距離為1 單元河道疏浚工程。河道疏浚工程也是河道堤防施工工程的重要部分,同樣也有著嚴格的標準。
堤防施工技術(shù)顯著影響河道堤防工程的質(zhì)量,施工人員要根據(jù)河道施工區(qū)域的具體情況采用恰當?shù)牡谭朗┕ぜ夹g(shù),從而保證工程質(zhì)量和保護人民生命和財產(chǎn)安全。