关于水利工程的防洪堤施工技术.pdf

施 工 安 全水上安全 2023 年 第 9 期160作者简介：汪艳玲，女，本科，助理工程师，研究方向为水利工程施工及质量监督管理。关于水利工程的防洪堤施工技术汪艳玲（贵定县水务局，贵州贵定 551300）摘要：为解决水利工程建设中的防洪堤施工问题，本文结合工程实际情况，在介绍其防洪堤设计的基础上，对防洪堤施工技术进行深入分析，提出具体的施工工艺方法和要点，以期为相关人员提供参考。关键词：水利工程；防洪堤；浆砌石固脚0 引言防洪堤是水利工程中常见的设施，对抑制洪水有重要作用和效果。而要想保证防洪堤施工质量，需要在做好防洪堤设计方案选型的基础上，明确具体的施工工艺方法和要点，并在现场施工中加以严格执行。1 工程概况堤线布置需严格遵循“堤线顺直，与洪水流向平行；上、下游和左、右岸兼顾”的基本原则，尽量不缩短河道的过水断面，堤线走向尽可能与洪水流向保持平行。在切实满足防洪要求的基础上，还要和村镇规划充分结合，实现多功能开发利用。根据堤线布置原则、实际地质与地形情况，同时结合山洪沟洪水特性，以及村镇规划建设和满足规划堤距等进行布置，选定山洪沟防治总体布置方案：治理主河道以流水冲水库溢洪道排洪渠末端为起点（0+000），沿河道向下至水厂大桥结束（1+525.20），支流从新寨起（0+000）至主河道入口结束（1+134.8）。本次山洪沟防治根据河段范围内的地形、地质条件及施工条件进行综合分析比较，并经过现场踏勘论证后确定工程布置，工程布置原则：尽量保持河道原貌，新建堤与河流保持平行；在满足行洪条件下尽可能减少占地和房屋拆迁；底线布置尽量保持原有地形地貌，经济合理，便于运行管理；堤线尽量靠岸边布置，不缩短现有河道；采用适宜的护坡形式，当两岸农田分布高程相对较低时，允许洪水临时淹没耕地。2 防洪堤设计2.1 方案拟定工程治理河段长 2.66km，河道比降较小，根据水文计算成果，河道各断面平均流速为 2.5 5.0m/s，参考类似工程经验，当水流流水达到 3 5m/s 以上时，对岸坡草皮冲刷破坏较为明显，采用菱形格子草皮护坡可以增大草皮的抗冲能力。该河段流速小于 5m/s，菱形格子草皮护坡满足抗冲要求。根据现场调查，附近居民对该河段整治愿望强烈，在一定的经济补偿下，也可以接受河道岸坡修整占用部分耕地，并提出如何布置步梯以及恢复田坎等要求。根据治理河段的地形、地质条件与占地等，本次设计对治理主河道河段桩号 0+000.0 至桩号 1+545.2 和支流治理河段 0+000 至 1+114.8 选择两种堤型布置方案进行比较，第一种为菱形格子草皮护坡土堤+M7.5 浆砌石固脚（方案 I），第二种是重力式浆砌石挡墙（方案 II）。两方案堤线基本一致，由水文计算河段平均流速成果分析，两种方案都能满足设计洪水抗冲要求。治理河段根据每段河段现状具体情况，采取护坡、清淤等方式治理。具体描述为：方案 I 为 M7.5 浆砌石固脚，固脚以上采用菱形格子草皮护坡。其中，菱形格子的规格为 2m2m，格条宽度及厚度均为 0.15m0.20m。对岸坡削坡后在表层铺设 20cm 的种植土，削坡坡比为 1 1.0，该方案菱形格子草皮护坡可满足洪水冲刷要求。河床采用 M7.5 浆砌块石固脚，宽度为 0.80m，深度为 1.2m，每隔 10 15m 设一条伸缩缝，宽 2 3cm，为防止固脚基础受到河水冲刷作用，砂卵石河段的固脚应处施 工 安 全Maritime Safety 水上安全161在河床深泓线下部 0.8m，该方案岸坡治理基本剖面如图 1 所示。图 1 方案 I 岸坡治理基本剖面方案 II 为 M7.5 浆砌挡墙，墙高 2.8 4.6m，顶宽 0.5m，临水面铅锤，背水面坡比 1 0.35，防洪堤每隔 10 15m 设置一条伸缩缝，宽 2 3cm，为防止堤防基础受河水冲刷作用，基础垫层处在中密砂卵石层或基岩之上。堤身设排水孔，梅花形布置，孔距 2 3m，孔径 50mm，排水孔进口均设碎石滤囊，碎石粒径为 5 10cm。该方案河床基本剖面如图2 所示。图 2 方案 II 河床基本剖面2.2 方案比较上述 2 个方案的堤型设计有各自的优缺点，具体描述为：方案 I 的优点为采用生态护坡代替原来的工程措施护坡，减少工程资金投入；沿岸居民可尽情亲近自然和水流，实现人与自然和谐统一的目标。另外，对河道生态多样性的保持有利，可增大河道过水断面；方案 II 的优点为工程占地较小，征地工作量少，工程施工结束后能恢复部分耕地，该河段有过类似工程施工经验，施工质量容易保障，河道的抗冲能力强。方案 I 的缺点为工程占地相对较大，征地困难。方案 II 的缺点为工程投资大，不利于河道生态多样性保持与发展。根据补偿标准与工程占地指标，经计算可得方案I 建设征地补偿总投资为 147.3 万元，方案 II 建设征地补偿总投资为 63.92 万元，即方案 II 比方案 I 省 83.38万元。方案 I 工程建设总投资为 649.27 万元，方案 II工程建设总投资为 742.5 万元，堤防建设投资方案 I 比方案 II 省 93.23 万元。方案 I 在总投资上与方案 II 比较优势明显，且群众对该河段治理愿望强烈，通过一定的经济补偿可实现建设征地的要求。因此，综合投资、征地以及水生态文明建设等方面因素，选定方案 I为设计推荐方案。治理河段干流在 0+242.5 分左右河道，其中，右河道中院村存在 3 栋民房跨河而建，行洪能力只有 6m3/s，县、镇、村三级部门多次组织力量劝说拆迁，均未奏效，拆迁难度较大。考虑到项目工期紧张，通过和业主方充分沟通，为方便项目推进，早日建设发挥效益，拟在分流处设置分水设施，将设防标准下其余洪峰 45m3/s洪水导入左河道，10 年一遇洪水只允许 6m3/s 洪水进入右河道。为方便沿岸居民上、下河岸，设计每隔 150m 左右设置下河梯步，采用 C15 混凝土浇筑而成，并在混凝土底部设置厚度为 10cm 的碎石垫层。梯步宽度为 1.2m，台阶高度与宽度均为 0.2m，步梯设置避开河道收窄段。为方便沿岸居民跨河劳作，设计在原有跨河小路的地方设置跨河跳蹲，采用 C15 混凝土浇筑而成，跳蹲高度为 0.8m，埋入河床 0.5m，跳蹲长度为 0.5m，宽度为 0.3m，间距为 0.4m。现状治理河段上有 8 座便民桥，因现状河道行洪能力不能满足需求，需拓宽河道，故需要对现有便民桥进行拆除重建。复检的便民桥拟采用 C20 钢筋混凝土平板桥，治理完成后两岸堤顶间隔距离为 7 10m，故便民桥为单跨，边墩采用 C20 浇筑，基础处在强风化底界，边墩厚度为 0.6m。便民桥梁高度按跨度 1/10选定，梁宽按梁高 1/2 选取，梁底高于 10 年一遇洪水位。桥面板采用 C20 混凝土浇筑，厚度为 0.15m，桥面宽度为 2m。3 防洪堤建筑材料技术指标及要求1）M7.5 浆砌块石防冲护脚齿槽。防冲护脚齿槽采用 M7.5 浆砌块石砌筑，砌筑施工严格按照规范要求执行，块石料需四面大致平整、坚硬、抗风化性能好且新鲜完整，最小边长不小于 20cm，单块石料重30 50kg。砂料要求耐风化、水稳定性好，含泥量小于 5%。胶结材料 M7.5 水泥砂浆配合比必须满足在砌体设计标号要求1。2）堤身砂砾石夯实回填。堤身砂砾石夯实回填体不得存在树根与垃圾等杂物，压实度不小于 95%，天然容重为 19kN/m3，含水率为 12%，粒径不大于 15cm。3）混凝土浇筑。用于混凝土拌和的水泥的强度标施 工 安 全水上安全 2023 年 第 9 期162号不能低于 42.5MPa，采用 Po42.5 袋装水泥。水泥应有合格证，性能满足现行国家规定的标准。出厂时间超过三个月及发现受潮的水泥，应先通过实验确认合格后才能使用。用于混凝土拌和的砂应选用质地坚硬、级配符合要求、细度模数不低于 2.5，且有棱角的粗砂或中粗砂，若无法取得，则需要通过配合比实验确认可行后，使用泥土含量在 3%以内的细砂。用于混凝土拌和的碎石应质地坚硬、级配满足要求且粒径不超过 40mm。混凝土搅拌与养护时使用的水应洁净，不能含有油、酸、碱类与其他污浊物质，如果使用非饮用水，则应通过化验，在确认满足要求后即可使用。所用筑堤材料质量必须满足规程的要求，拌制混凝土与水泥砂浆的水泥、砂石骨料、水与外加剂等质量必须满足相关规范的要求2。4 防洪堤施工工艺与注意事项4.1 一般要求1）砌体砌筑方法以铺浆法为宜，砂浆稠度需控制在 30 50mm 范围内，若气温发生变化，需对砂浆稠度做必要调整。2）当采用浆砌法进行砌筑时，砌石体的转角部位与交接部位需同时进行砌筑，如无法同时砌筑，需设置临时间断部位，同时将其做成斜槎。3）砌体尺寸与砌筑位置存在的偏差不能超出相关规范允许的范围。4.2 施工工艺1）砌筑开始前先在砌体外部将石料表面附着的泥垢清除干净，在砌筑过程中应确保石料表面保持湿润。2）砌筑石体基础的第一皮应坐浆，同时将大面朝下。3）所有砌层都应先对外圈定位砌块进行砌筑，并和里层砌块相互交错，以此形成一个整体，对于定位砌块，其平面应尽可能平整且尺寸相对较大，砌缝满铺砂浆3。4）将定位砌块砌筑完成后，需在拱圈内底部铺设一层砂浆，其厚度以片石挤压安砌过程中紧密相连为准确定和控制，确保砌缝达到密实和饱满。在砌筑腹石的过程中，相邻两块片石之间的切缝需做到相互交错与紧密咬合。片石之间不能没有砂浆直接砌筑，也不能在干填石料之后再铺满砂浆。石料应大小搭配，较大的石块需将大面朝下放置，宽度较大的砌缝可使用小石块将其挤塞紧密。在挤塞的过程中可用小锤轻敲，确保砌缝达到密实，不能产生孔隙。5）砌体灰缝厚度需按照 20 30mm 的范围控制，砂浆必须饱满，相邻石块之间存在的空隙应先填入足够的砂浆，然后用碎石将其嵌实，不能采用先放碎石再填砂浆的做法，以免石块之间发生接触4。6）砌体第一皮、转角部位、交接部位与洞口部位都应使用尺寸相对较大的平毛石进行砌筑。7）每砌筑 3 4 皮作为一个分层高度，在每个分层高度进行一次找平。8）对于外露面上的灰缝，其厚度不能超过 40mm，相邻两个分层高度之间的错缝需达到 80cm 及以上5。9）充分利用石料自身形状使其相互交错衔接，基于此，除了最下一层石块需要大面朝下，上面石块无需全部大面朝下，确保相互咬合与搭接紧密。此外，在对下层石块进行砌筑的过程中，还应充分考虑上层石块接砌方式，砌筑时预留一定石料缝，其深度应达到 2cm，以此为后续勾缝创造良好条件6。5 结束语1）防洪堤是指为了防止河流泛滥而建的堤坝，能有效抑制洪水。2）治理工程经方案综合比较选择 M7.5 浆砌石固脚方案，并在此基础上设置下河梯步、跨河跳蹲与便民桥。3）防洪堤的施工必须严格按照相关规范要求执行，这是保证防洪堤施工质量，充分发挥出防洪堤作用效果的基础和关键所在。6 参考文献1 李霞春.防洪堤顶裂缝及边坡滑移的处理及原因分析 J.工程建设与设计,2022(24):190-192.2 郎涛.BIM 技术在水利防洪堤施工质量控制中的应用 J.水利技术监督,2022(8):4-7,77.3 王育钢.关于水利工程建设中的防洪抢险技术的应用分析 J.科学技术创新,2022(14):66-69.4 郭升.自嵌式生态砌块挡墙在起步溪防洪工程中的应用 J.水利科技,2022(1):19-21.5 刘庆红.水利工程项目中的防洪墙施工工序及技术要点 J.工程建设与设计,2021(23):83-85,98.6 戴国涛,郑博武.浅谈永嘉西溪河道防洪工程的建设管理 J.黑龙江水利科技,2020,48(11):208-210.