防洪堤堤基防渗墙施工技术研究

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  摘 要:在新的设计理念、新的施工机具、新的施工工艺等引导之下,防洪堤工程质量得到了很大程度的提高,但令人遗憾的是,仍然有相当数量的防洪堤工程都或多存在着一定的质量问题,特别是防洪堤堤基易于出现“涌水”“渗水”等情况。本文首先阐述了防洪堤堤基防渗墙施工出现质量问题的主要原因,其次,以湖南省邵阳市泥湾防洪堤加固工程为例来分析了防洪堤堤基防渗墙施工技术的具体应用,同时,深入探讨了防洪堤堤基防渗墙施工质量问题的防治措施,力争推动防洪堤工程的可持续发展。
  关键词:防洪堤;堤基;防滲墙;施工技术
  
  1 绪论
  随着中国特色社会主义市场经济的不断深入,中国经济正在迈入新常态阶段,我国水利工程建设取得了迅猛的发展。防洪堤工程是水利工程项目的重要组成部分之一,存在着施工工期短、施工难度大、施工标准高等一系列特点,由于防洪堤工程与广大人民群众的切身利益直接相关,故而往往是社会关注的热点,尤其是防洪堤工程质量更是重点关注领域。在新的设计理念、新的施工机具、新的施工工艺等引导之下,防洪堤工程质量得到了很大程度的提高,但令人遗憾的是,仍然有相当数量的防洪堤工程都或多存在着一定的质量问题,特别是防洪堤堤基易于出现“涌水”“渗水”等情况,有鉴于此,做好防洪堤堤基防渗墙施工技术就显得尤为重要。本文就防洪堤堤基防渗墙施工技术进行研究。
  2 防洪堤堤基防渗墙施工出现质量问题的主要原因
  2.1 施工组织方面的原因
  (1)有部分施工企业是借用其他企业的经营资质,自身严重缺乏专业技术人员,难以基于有关法律法规和图纸要求来施工作业。有些施工企业雇佣大量没有经过系统培训、随时处于流动状态的农民工,他们不具备上岗证,在施工过程中很难按照规程要求来开展,导致施工队伍业务素质较低。
  (2)施工组织协调不到位,导致诸多专业工种之间相互割裂、相互干扰,不仅不能形成合力,而且还会对防洪堤堤基防渗墙施工质量造成影响。例如,有些防洪堤堤基防渗墙施工项目在主体施工完成之后,才开始开展水电施工,而且这些施工人员不遵守施工规程,任意在承重墙、立柱等处凿沟开洞,严重影响到了房屋建筑的结构安全。
  (3)施工管理混乱。例如:将半成品、成品随意堆放在施工现场,也不指派专人看护,留下了较多的质量隐患。再例如:不控制混凝土中的碎石粒度,导致混凝土强度大幅度降低。
  2.2 施工材料选用方面的原因
  由于施工材料选用不当而导致出现的防洪堤堤基防渗墙施工质量问题也屡见不鲜,包括混凝土的材质选择、防水沥青类型的选择、钢材的选择等等。从施工材料选用方面来看,大多数还是由于材质选择低劣而导致。
  2.3 监理不到位
  监理不到位也是导致防洪堤堤基防渗墙施工出现质量问题的主要原因之一,有少数监理单位为了能够赚取更多的利润,违规承接不具备监理资质的业务,无论是监理工程师资格,还是监理工程师人数的配备都是远远达不到要求的。再加上有些监理工程师没有责任感,不严格审查施工材料、施工工艺、施工过程,导致许多质量隐患在施工环节并未得到有效解决,为后续安全事故的发生埋下了“伏笔”。
  3 工程案例
  为了能够更好地研究防洪堤堤基防渗墙施工技术,本文将湖南省邵阳市泥湾防洪堤加固工程为例来进行探讨。泥湾防洪堤的现阶面高程为207.58~215.66m,阶面为邵阳市老城区,防洪堤内流域为自西向东流动的资水流域,水流速度不快,呈现出较平缓的状态。邵阳市泥湾防洪堤的长度为1.2km,完工时间为2002年11月,所设计的防洪标准为20年一遇的洪水,防洪堤的基础为直径为840mm的钢筋混凝土桩,堤身为重力式挡墙,材料为C15等级混凝土。2017年夏季,邵阳市遇到了持续多日的大雨,资水流域出现了洪水暴涨的情况,部分水位已经达到了218m高程,防洪堤内侧有八十四平方米的区域已经出现了“涌水”“渗水”等情况,其中有2处为特别大的涌水。通过专业人员的初步分析,之所以会出现“涌水”“渗水”等情况,主要原因还是在于:在高水头的作用之下,外河水位通过防洪堤堤基内的细小裂缝而进入。通过现场会审,决定采用高压旋喷灌浆施工技术等多种方法来将沿线渗流通道进行阻断,避免涌水范围与渗水范围出现进一步扩大的情况。
  4 邵阳市泥湾防洪堤堤基防渗墙施工技术的具体应用
  4.1 测量技术
  (1)施工测量控制。为了达到较佳的施工测量控制效果,可构建平面控制系统与高程控制系统。
  (2)测放临时水准点。在施工之前,应该要结合相应的设计图纸来精准指定已知水准点,再将其引导到施工作业区域内,以便能够更加科学地布置临时水准点。值得注意的是,为了便于统一换算,务必还要让水准系统富有“三化”,即:规范化、统一化、标准化。
  (3)平面放线。第一,通过打桩方式来核定平面放线范围;第二,组织专业人员进行中心线测量作业与转角测量作业。
  (4)其他测量。在完成施工测量控制、测放临时水准点、平面放线之后,还需完成纵断面水准测量、竣工测量。所有的测量作业均要基于法规条令,确保最终测量结果达到科学性、精准化、有效性。
  4.2 土方开挖技术
  4.2.1 排水
  为了能够最大限度地提高填土作业的施工质量,那么务必要构建出较佳的排水条件,一方面,要科学、妥善地利用好现有的排水系统;另外一方面,结合施工现场的实际情况来新建排水系统,包括建设排水明沟等。
  4.2.2 清理表层
  清理表层作业应该在施工现场的全部挖方作业区域内有序展开,合理控制表层的清理厚度,将其控制在30~35cm;与此同时,还要指派施工人员来对施工现场的杂物、垃圾等全部彻底清理干净。若施工现场较为平坦,清理表层作业可通过推土机来完成;若施工现场不太平坦,属于起起伏伏的地势,清理表层作业可通过挖掘机来完成。   4.2.3 挖运土石方
  挖沟与修整作业需要沿着测量放样边线来开展,挖沟时采用反铲挖土机,再由自卸汽车来回往返运送挖出的土石方。泥湾防洪堤加固工程项目采用了2台反铲挖土机、10台自卸汽车。如果沟槽所处的地质环境不佳,则要特别注意防止出现坍塌现象,采用挡土板支扩加固方式。如果开挖埋深较浅,则采用一次性开挖作业,再指派专人来负责人工清基作业。
  4.3 高压旋喷灌浆施工技术
  高压旋喷防渗墙施工技术是一种行之有效的防洪堤堤基防渗墙施工技术,特别适合于小面积施工作业,也不会出现较多的噪音污染。岩溶洞穴、破碎岩石、软黏土、粉细砂、砂砾石、杂填土等土体类型均适合于应用高压旋喷防渗墙施工技术,尤其适用于淤泥质环境与软地基环境。经过多方谈论,最终选择高压旋喷灌浆施工技术。
  桩径控制在650mm,高喷孔的孔距控制在1m,单排布置方式,确保孔斜率要小于0.5%,孔位偏差要小于1~2cm。灌浆压力要求不小于28MPa,浆液比重控制1.45,提升速度不超过每分钟15cm,桩长则需要同时兼顾实际坝基地形与设计标准,务必要做到深入建基面1m。
  具体的施工技术要点如下:
  (1)定位放线。项目部组织专人来完成桩位放线作业工作,孔位要基于桩型的标记来分别进行布置。值得注意的是,孔径务必要与设计要求相互吻合,且不能出现塌孔等问题。
  (2)为了确保孔斜率,需要在孔前位置设置钻喷机,并且还要详细而又全面地检查钻喷机及附属设备,确保不会出现漏水,且工作压力要维持在正常状态。
  (3)对钻机中的钻杆头进行调试妥当,务必要让“钻杆头”“钻孔”“钻机”三者的中心线处于垂直一致的位置,可用经纬仪、水平尺等工具来校正。在完成钻孔作业,且还没有开始喷射注浆之前,应该要通过沙袋来封堵孔口,避免孔口内掉入杂物影响到后续作业。
  (4)在孔底放置喷管,确保其能够满足设计深度要求。待喷嘴已经达到预定标高之后,就要基于“由下而上”的顺序来做好喷射注浆作业。与此同时,沿着防洪堤的堤肩沿线,通过钻孔机来钻孔,钻孔作业绝对不能出现角度变动,可用高精度仪器来做好检测工作。
  (5)在设计的土层深度中插入特殊喷头,同时在高压状态下将水泥浆液喷射其中来对土体结构进行破坏,在已出现的穴槽内搅拌混合土粒与浆液,最终使之凝固为固结体。与此同时,在施工作业过程中,需要密切检测各种喷射参数,务必要让流量、压力等多项指标符合工程标准,并且还要详细而又具体地记录相关的检测数据。
  (6)待喷射作业完成之后,就要及时冲洗機具设备,最大限度防止机具设备内部残存泥浆。为了确保彻底清除注浆管与机具设备内的浆液,务必要按照操作要求来实现地面喷射处理。
  (7)运行顺序为:第一,将高压泵启动。第二,将喷管旋转设计圈数之后,不予停止,使之再自行旋转1~2min后,再一次旋转提升。第三,让提升喷管达到标高状态,开展水泥浆液的喷射作业。第四,将泥浆泵关闭,而后再将泥浆泵提出。第五,作业完成之后,对钻具进行彻底清洗,而后再移机至下一孔位。
  施工机具配置为:2台型号为GEBII的旋喷机(功率为30KW),主要用于旋喷注浆;2台功率为5.5KW的泥浆泵,主要用于泥浆的排放作业;4台功率为2×5.5KW的灰浆搅拌机,主要用于水泥浆的搅拌;2台功率为60KW的空气压缩机(型号为V/F10),主要用于压缩空气的输送作业;2台功率为100KW的高压注浆泵(型号为90D),主要用于泵送高压注浆。每套旋喷机施工机具的总动力控制在220KW左右。
  5 防洪堤堤基防渗墙施工质量问题的防治措施
  5.1 加强防洪堤堤基防渗墙施工质量管理的宣传
  防洪堤堤基防渗墙施工项目之所以会有这么多的质量问题,有相当原因是由于施工人员没有意识到工程质量缺陷的危害性。由此可见,加强防洪堤堤基防渗墙施工质量管理的宣传就显得特别重要。首先,要对施工企业领导开展专题培训,让他们明白加强防洪堤堤基防渗墙施工质量管理的必要性、主要内容、作用和功效等,切实增强他们的责任意识,要让他们知道加强防洪堤堤基防渗墙施工质量管理是施工企业日常管理的主要组成部分,既与施工企业的长远发展密切相关,又与施工企业全体职工的切身利益息息相关,提高质量意识;其次,施工企业要挑选责任心强、经验丰富、业务素质高的人员来负责防洪堤堤基防渗墙施工质量管理工作,尤其是要注意做好施工组织协调,各个部门要全力配合防洪堤堤基防渗墙施工质量管理工作的有序开展,最大限度地提供帮助,协助施工人员顺利完成工作。
  5.2 科学改进施工工艺
  大量的实践经验表明:绝大多数的防洪堤堤基防渗墙施工质量问题都是由于施工所导致,故而需要大幅度增强施工人员的业务素质,尽量避免由于施工不当而导致出现不必要的工程质量问题。务必要对施工人员需要定期或者不定期开展培训,让他们能够在内心深处意识到工程质量缺陷的危害性,并且还要通过大量的实际案例讲解的方式来让其掌握一些出现频率较高、危害程度较大的工程质量通病,同时结合工程项目的实际情况来有针对性地优化改进施工工艺,引入先进的施工工艺。
  5.3 妥善把控施工材料的质量关
  施工材料的使用务必要严格遵守“先检后用”的原则,一定要采购生产企业信誉度较高、质量过硬、符合国家质量认证的施工材料,在使用之前,要按照相关的规章制度来开展质量检验工作,只有检验合格之后方可使用,特别要谨慎使用性能还未完成成熟的新材料。与此同时,还要对进场材料做好见证送检、批量检查、外观检查等工作,一定要做到“秉公处理”“照章办事”,严格把关,绝对不放任何质量低劣的施工材料入场。
  5.4 做好工程监理工作   在施工过程中,监理工程师需要对全部的施工环节都予以全方位、全过程监理,确保能够及时发现安全隐患,并且提出行之有效的解决措施。监理工程师应该要每日都扎根于施工现场,加强施工现场的监理管理。监理工程师不仅要专注于每一个施工工序、施工环节的监理,确保其质量,而且还要立足于整个防洪堤堤基防渗墙施工项目的角度来统筹管理,不断优化施工过程。与此同时,监理工程师应该要及时巡查整个防洪堤堤基防渗墙施工项目的施工状态,并且要定期对比分析计划施工进度与实际施工进度,不断地对工程质量进行验证与剖析,若发现存在着不合格之处,那么要及时对施工企业提出,限期改正;若发现存在着不安全因素,那么要在第一时间要求施工人员整改,唯有如此,工程监理工作才是有价值、有意义的。
  与此同时,要重视施工结束之后的监理工作。施工结束并不意味着工程监理单位就工作完成了,只要还没有竣工验收,那么工程监理单位就有责任、有义务对整个项目进行严格的监理,切实提高防洪堤堤基防渗墙施工质量。第一,在施工结束之后,监理工程师要会同业主单位等部门来对防洪堤工程项目整體质量进行验收,如果发现仍然存在着质量安全问题,那么要及时下达整改通知书,限期整改,若施工企业累教不改,那么则要基于相关法律法规来严肃处理。第二,在施工结束之后,监理工程师要督促施工企业开展必要的后期维护工作,并且还要做好定期回访工作。
  6 结语
  总之,防洪堤堤基防渗墙施工是一项综合性、系统性较强的工作,涉及面较广、工作量较大,有关部门需要通力合作,保持高度的责任心,共同做好此项工作,从细节处完善、从专业化方面努力,进而推动防洪堤工程的可持续发展,无疑是具有极为重要的作用与意义。
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  作者简介:朴希金(1970— ),男,朝鲜族,辽宁本溪人,本科,工程师,股长,研究方向:水利工程施工、水利工程监理、水库运行管理。
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