当前水利工程中堤防防护技术的分析

　　摘要：文章结合了笔者多年的水利工程施工经验，总结出了一些对堤防防护技术的见解，从填筑作业，铺料作业，压实作业以及堤防防护方法等方面进行了分析。
　　关键词：水利工程，堤防防护，技术分析
　　1引言
　　堤防是保护耕地、城镇和人民生命财产安全的防洪水利工程。其本身建设标准和施工质量是决定着它的防洪效益。但科学管理,特别是汛期应急防护亦很至关重要。堤防防护措施的主要功能是防止洪水漫顶溃堤和风浪淘刷;处理堤身裂缝、坍塌、滑坡、渗漏和孔洞;解决堤基的管涌或流土等危及堤防安全的隐患问题。在目前的水利工程中，老堤加高培厚，其清理范围包括堤顶和堤坡。堤基清理时，应将堤基范围内的淤泥、腐殖土、泥炭、不合格土及杂草、树根等清除干净。堤基内的井窖、树坑、坑塘等应按堤身要求进行分层回填处理。堤基清理后，应在第一层铺填前进行平整压实，压实后土体干密度应符合设计要求。堤基冻结后不应有明显冻夹层、冻胀现象或浸水现象。
　　2填筑作业面的注意事项
　　地面起伏不平时，应按水平分层由低处开始逐层填筑，不得顺坡铺填；堤防横断面上的地面坡度陡于1∶5时，应将地面坡度削至缓于1∶5。分段作业面长度，机械施工时段长不应小于l00m，人工施工时段长可适当减短。作业面应分层统一铺土、统一碾压，严禁出现界沟，上、下层的分段接缝应错开。在软土堤基上筑堤时，如堤身两侧设有压载平台，两者应按设计断面同步分层填筑，严禁先筑堤身后压载。相邻施工段的作业面宜均衡上升，段间出现高差，应以斜坡面相接，结合坡度为1∶3～1∶5。已铺土料表面在压实前被晒干时，应洒水润湿。光面碾压的粘性土填料层，在新层铺料前，应作刨毛处理。出现“弹簧土”、层间光面、层间中空、松土层等质量问题应及时处理。
　　施工过程中应保证观测设备的埋设安装和测量工作的正常进行；并保护观测设备和测量标志完好。在软土地基上筑堤，或用较高含水量土料填筑堤身时，应严格控制施工速度，必要时应在地基、坡面设置沉降和位移观测点，根据观测资料分析结果指导安全施工。对占压堤身断面的上堤临时坡道作补缺口处理，应将已板结的老土刨松，与新铺土料统一按填筑要求分层压实。堤身全段面填筑完成后，应作整坡压实及削坡处理，并对堤防两侧护堤地面的坑洼处进行铺填平整。
　　3铺料作业的注意事项
　　应按设计要求将土料铺至规定部位，严禁将砂(砾)料或其他透水料与粘性土料混杂，上堤土料中的杂质应予清除。铺料要求均匀、平整。每层的铺料厚度和土块直径的限制尺寸应通过现场试验确定。土料或砾质土可采用进占法或后退法卸料，砂砾料宜用后退法卸料；砂砾料或砾质土卸料时如发生颗粒分离现象，应将其拌和均匀边线超填余量，机械施工宜为30cm，人工施工宜为l0cm。土料铺填与压实工序应连续进行，以免土料含水量变化过大影响填筑质量。
　　4压实作业的注意事项
　　施工前，先做碾压试验，确定机具、碾压遍数、铺土厚度、含水量、土块限制直径，以保证碾压质量达到设计要求。分段碾压，各段应设立标志，以防漏压、欠压、过压。碾压行走方向，应平行于堤轴线。分段、分片碾压，相邻作业面的搭接碾压宽度，平行堤轴线方向不应小于0.5m；垂直堤轴线方向不应小于3m。拖拉机带碾磙或振动碾压实作业，宜采用进退错距法，碾迹搭压宽度应大于l0cm。
　　铲运机兼作压实机械时，宜采用轮迹排压法，轮迹应搭压轮宽的1/3。机械碾压应控制行走速度：平碾≤2km／h，振动碾≤2km／h，铲运机为2档。碾压时必须严格控制土料含水率。土料含水率应控制在最优含水率±3％范围内。砂砾料压实时，洒水量宜为填筑方量的20％～40％；中细砂压实的洒水量，宜按最优含水量控制；压实施工宜用履带式拖拉机带平碾、振动碾或气胎碾。
　　5护岸护坡的施工措施
　　堤防护岸工程通常包括水上护坡和水下护脚两部分。水上与水下之分均指枯水施工期而言，如图1所示。
　　
　　图1护坡护脚工程划分示意图
　　l一枯水位；2一洪水位
　　I一下层；Ⅱ一中层；Ⅲ一上层
　　护岸工程的施工原则是先护脚后护坡。堤岸防护工程一般可分为坡式护岸(平顺护岸)、坝式护岸、墙式护岸等几种。
　　5．1坡式护岸
　　顺岸坡及坡脚一定范围内覆盖抗冲材料，抵抗河道水流的冲刷。这种护岸形式对河床边界条件改变和对近岸水流条件的影响均较小，是一种较常采用的形式。
　　（1）护脚工程施工技术
　　下层护脚为护岸工程的根基，其稳固与否，决定着护岸工程的成败，实践中所强调的“护脚为先”就是对其重要性的经验总结。护脚工程及其建筑材料要求能抵御水流的冲刷及推移质的磨损；具有较好的整体性并能适应河床的变形；较好的水下防腐朽性能；便于水下施工并易于补充修复。经常采用的形式有抛石护脚、抛枕护脚、抛石笼护脚、沉排护脚等。
　　（2）护坡工程施工技术
　　护坡工程除受水流冲刷作用外，还要承受波浪的冲击及地下水外渗的侵蚀。其次，因处于河道水位变动区，时干时湿，这就要求其建筑材料坚硬、密实，能长期耐风化。目前，常见的护坡工程结构形式有砌石护坡、现浇混凝土护坡、预制混凝土板护坡和模袋混凝土护坡、植草皮、植防浪林护坡等。
　　砌石护坡应按设计要求削坡，并铺好垫层或反滤层。砌石护坡包括干砌石护坡、浆砌石护坡和灌砌石护坡。
　　（3）干砌石护坡
　　坡面较缓(1.o∶2.5～1.0∶3.0)、受水流冲刷较轻的坡面，采用单层干砌块石护坡或者双层干砌块石护坡。干砌石护坡应由低向高逐步铺砌，要嵌紧、整平，铺砌厚度应达到设计要求；上下层砌石应错缝砌筑。坡面有涌水现象时，应在护坡层下铺设15cm以上厚度的碎石、粗砂或砂砾作为反滤层。封顶用平整块石砌护。干砌石护坡的坡度，根据土体的结构性质而定，土质坚实的砌石坡度可陡些，反之则应缓些。一般坡度1.0∶2.5～1.0∶3.0，个别可为1.0∶2.0。
　　（4）浆砌石护坡
　　坡度在1∶1～1∶2之间，或坡面位于沟岸；河岸，下部可能遭受水流冲刷冲击力强的防护地段，宜采用浆砌石护坡。浆砌石护坡由面层和起反滤层作用的垫层组成。面层铺砌厚度为25～35cm，垫层又分单层和双层两种，单层厚5～15cm，双层厚20～25cm。原坡面如为砂、砾、卵石，可不设垫层。对长度较大的浆砌石护坡，应沿纵向每隔l0～15m设置一道宽约2cm的伸缩缝，并用沥青或木条填塞。浆砌石护坡，应做好排水孔的施工。
　　（5）灌砌石护坡
　　灌砌石护坡要确保混凝土的质量，并做好削坡和灌入振捣工作。
　　5．2坝式护岸
　　坝式护岸是指修建丁坝、顺坝等，将水流挑离堤岸，以防止水流、波浪或潮汐对堤岸边地的冲刷，这种形式多用于游荡性河流的护岸。坝式防护分为丁坝、顺坝、丁顺坝、潜坝四种形式，坝体结构基本相同。丁坝是一种间断性的有重点的护岸形式，具有调整水流的作用。在河床宽阔、水浅流缓的河段，常采用这种护岸形式。丁坝坝头底脚常有垂直漩涡发生，以致冲刷为深塘，故坝前应予保护或将坝头构筑坚固，丁坝坝根需埋入堤岸内。
　　5．3墙式护岸
　　墙式护岸是指顺堤岸修筑竖直陡坡式挡墙，这种形式多用于城区河流或海岸防护。在河道狭窄，堤外无滩且易受水冲刷，受地形条件或已建建筑物限制的重要堤段，常采用墙式护岸。
　　墙式防护(防洪墙)分为重力式挡土墙、扶壁式挡土墙、悬臂式挡土墙等形式。墙式护岸一般临水侧采用直立式，在满足稳定要求的前提下，断面应尽量减小，以减少工程量和少占地为原则。墙体材料可采用钢筋混凝土、混凝土和浆砌石等。墙基应嵌入堤岸护脚一定深度，以满足墙体和堤岸整体抗滑稳定和抗冲刷的要求。如冲刷深度大，还需采取抛石等护脚固基措施，以减少基础埋深。
　　6小结
　　总的来说，堤防工程的保护是保证堤防正常运用;消除堤防隐患;防汛抢险所必须的重要技术措施。堤防的汛期抢险往往不是采用单一防护措施即可奏效。应分析堤防险情产生的原因采用多种防护方法才可达到预期的效果。

《当前水利工程中堤防防护技术的分析》

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