李瑞英
(盤錦市大洼區(qū)水利服務中心,遼寧 盤錦124200)
灌區(qū)由水庫、渠道、農(nóng)田等系統(tǒng)組成,協(xié)調(diào)周圍水系資源開展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動。灌區(qū)水利工程建設對于推動區(qū)域農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義。近年來,大型灌區(qū)水利工程項目數(shù)逐漸增加,堤防作為其建設重點,堤防技術實踐中也表現(xiàn)出一定問題和不足,因此,有必要對堤防施工技術及管理經(jīng)驗進行總結。
大洼灌區(qū)位于遼寧省盤錦市大洼區(qū),灌區(qū)地勢較洼,相對平坦,當?shù)啬杲邓枯^低且表現(xiàn)為明顯的時空分布不均特點。大洼灌區(qū)覆蓋4 座平原水庫,包括3 座中型和1 座小型,總庫容1.17×108m3。其中,田莊臺引水總干為大洼灌區(qū)的核心輸水渠道,工程全長11.7km,設計輸水流量為30m3/s。渠道截面為梯形,底寬32m,邊坡1∶2,設計水深為2m。堤防標高6.22~6.8m,渠道等級為3 級?,F(xiàn)就大洼灌區(qū)水利工程建設中總結的大量有關堤防施工的優(yōu)秀經(jīng)驗和大家一起分享。
大洼灌區(qū)所在地地勢相對平坦,在地基正式施工前,使用合成土料完成首次鋪填任務。依照碾壓施工的要求,鋪填作業(yè)應采用分層或分段的方式進行,避免一次性鋪墊完畢,以提高灌區(qū)水利工程建設質(zhì)量。綜合施工條件及施工成本、進度管理要求,大洼灌區(qū)采用分段鋪填的施工方式。分段鋪填完畢后,在地基表面鋪設涂料,然后開展碾壓作業(yè)。注意碾壓之前需對地基穩(wěn)定性及抗震性能做全面檢驗,通過碾壓施工,提高地基的抗?jié)B能力【1】。整體鋪裝施工完成后開展防滲處理工作,建設混凝土防滲墻,合理確定地基鋪填寬度及厚度,保證灌區(qū)水利工程建設質(zhì)量達標。
堤防鋪填施工技術要點如下:
1)堤防鋪填在地基鋪填完畢之后進行,確保堤防筑體與地基鋪填寬度相一致。
2)堤防筑體施工應避免在夏季高溫時段進行,主要是由于高溫條件下混凝土施工過程中產(chǎn)生的水化熱更易囤積在混凝土內(nèi)部,帶來過高的混凝土體內(nèi)外溫差,引發(fā)溫度裂縫的問題,進而使堤防筑體的防滲漏性能無法達到相應要求。倘若在寒冷季節(jié)施工,則需注意混凝土保溫工作。
3)優(yōu)先選擇低熱或中熱的混凝土材料,可在混凝土材料配備中添加適當?shù)木從齽蕴岣呋炷涟柚七^程材料流動性及保水能力,控制水化熱的發(fā)生程度。
4)大洼灌區(qū)水利工程堤防建設長度達到11.7km,針對此類堤防地基較長的工程,由于砌體長度過長,在施工過程中可采用分層控制的方式,進行分段及逐層壓實,提高筑體結構可靠性。
5)堤防結構設計中,可結合灌區(qū)水利工程運行特點,合理確定鋼筋材料規(guī)格及數(shù)量,確保筑體內(nèi)部結構穩(wěn)定,提高其抗自然災害能力。
3.3.1 常用防滲技術
堤防施工常規(guī)防滲技術包括高壓噴射灌漿、混凝土防滲墻、帷幕灌漿等。
高壓噴射灌漿防滲技術利用高壓噴射處理地基,使混凝土材料與漿石攪拌均勻,形成整體的防滲結構。該技術灌漿中含有大粒徑漿石,可發(fā)揮顯著的防滲效果,且技術施工速度快、成本低,在堤防施工中應用廣泛。高壓噴射灌漿防滲技術適用于土壤松軟的條件下,若土層中存在較多的碎石,應選用其他防滲技術。
混凝土防滲墻技術較新,為一種垂直防滲技術,其優(yōu)點在于可延長地基使用壽命?;炷练罎B墻厚度大、穩(wěn)定性高,使用耐壓的墻體材料,最大限度地排除墻體內(nèi)氣孔,使其防滲效果明顯提升。另外,混凝土防滲墻還具有優(yōu)良的透水性和透氣性,可使其防滲能力進一步提高。
帷幕灌漿防滲技術使用低密度灌漿漿液,此類漿液的流動性及膠黏性較強,依照既定比例將其注入墻體縫隙中,凝固后可有效發(fā)揮防滲效果,提高巖層本身的強度。施工過程中,帷幕灌漿漿液可降低混凝土內(nèi)部含水量,控制水化熱的持續(xù)時間,發(fā)揮提高混凝土體質(zhì)量的作用。若一次灌漿后其防滲效果未達標,可進行補灌。灌漿結束且漿體凝固后,即可對堤防筑體防滲性能進行檢驗。
3.3.2 創(chuàng)新施工方案
總結以往的堤防防滲技術經(jīng)驗,大洼灌區(qū)水利工程堤防施工創(chuàng)新性地引入模袋混凝土防滲護坡技術。模袋由高強度纖長絲機織而成,其為雙層袋狀結構,模袋之間在橫縱2 個方向分別使用尼龍繩進行連接,后灌注混凝土,使模袋發(fā)揮模板的功能。如圖1 為模袋混凝土施工現(xiàn)場。施工過程中,在需進行混凝土灌注的位置鋪設模袋,將其固定后向內(nèi)部灌注混凝土,借助模袋材料帶有的透水不透漿屬性,利用壓強及重力將模袋內(nèi)多余水分排出,以降低混凝土材料的水灰比,形成防滲性能高、穩(wěn)定牢固的堤防防護面。除以上優(yōu)點,該技術在混凝土澆筑后不涉及拆模作業(yè),模袋被當作混凝土防護面的一部分,可有效縮短施工時長。另外,模袋混凝土在施工過程無須設置圍堰結構,水上與水下部分施工連續(xù)性強,施工機械化程度高,所形成的防滲護坡外形美觀,護坡整體性高,具備良好的環(huán)境適應性和抗凍能力,因此,在遼寧地區(qū)水利工程建設的應用非常廣泛。
圖1 模袋混凝土施工現(xiàn)場
以模袋混凝土防滲護坡厚度設計為例,對有關經(jīng)驗進行總結。
1)抗彎曲厚度。堤防施工中,若模袋混凝土存在局部架空,需關注其抗彎曲厚度。其計算見式(1):
式中,δ 為模袋混凝土厚度;γC為砂漿及混凝土有效容重,本工程設計為22 000kN/m3;R為填料抗壓強度,本工程設計為295 00kPa;α 為模袋架空面積為正方形時的邊長,即α≤10cm;FS為安全系數(shù),通常取3。
經(jīng)計算,本工程模袋混凝土的抗彎曲厚度設計值為4cm。
2)抗漂浮厚度。計算見式(2):
式中,δ 為抗漂浮厚度;C為面板系數(shù);HW為波浪高度;LW為波浪長度;Lr為垂直水邊的護面長度;γC為水容重;γW為混凝土及砂漿容重;m為邊坡系數(shù)【2】。
灌區(qū)水利工程堤防施工要點為防滲性能的提升,在設計過程中,應注意提高工程反濾及截滲能力,使二者之間有機協(xié)調(diào),達到雙重防滲的效果。另外,在灌區(qū)水利工程設計中,還應關注壩頂?shù)呐潘O計,合理確定傾斜角,傾斜度以2%為宜。為使壩坡與排水系統(tǒng)之間形成有效的連通關系,建議在下游適當位置設置沿路石堤。工程主體設計過程中,結合工程建設需求及具體施工條件,合理確定主體支撐力、標高、密度等參數(shù),通過提高設計方案的合理性來保證灌區(qū)水利工程建設質(zhì)量。
一是完善人員培訓、技術交底制度。工程施工前組織相關人員進行必要的技術培訓,明確堤防施工要點、要求及注意事項。同時,通過技術交底,充分了解設計方案意圖,劃定施工重難點,并對各項施工方案進行合理性驗證。二是執(zhí)行責任制度,劃分施工管理任務,將管理責任落實到具體人頭,確保各項施工管理工作均有專人負責。
土工試驗為堤防施工的重點環(huán)節(jié),可有效發(fā)揮工程質(zhì)量控制作用。具體實驗內(nèi)容有:樣本采集、參數(shù)測試、填筑施工等。采集施工場地內(nèi)土樣,進行壓實及含水量測試,確保其達到堤防施工質(zhì)量要求,結合測試結果調(diào)節(jié)地基碾壓施工方案。
總結堤防施工技術要點及工程管理方法對于提高堤防施工水平具有重要意義,只要堤防工程施工質(zhì)量得到了保障,進而提高灌區(qū)水利工程建設質(zhì)量和工程綜合效益。堤防施工中的重點是把握碾壓技術、鋪填技術及防滲技術的應用,這樣就能確保堤防施工高質(zhì)量地完成。