金宗興
(喀什地區水利水電勘測設計院)
自新中國成立以來,河道防洪工程就備受重視,政府采取擴大河槽、修筑河堤、開辟分洪道等多項措施,實現對河道水域的有效整治,預防各類水災安全事故發生。截止到2019年,中國已建成江河堤防超過30 萬km,耕地保護總面積超過4 000萬hm2,修建各類水庫近十萬座,對超過90%的易澇區域進行有效治理。而在1963年海河流域大洪水、1954年及1991年淮河流域大洪水等水災安全事故中,所修建各處河道防洪工程都發揮出極為顯著的功效。但是多數河道防洪工程的投入使用時間超過三四十年,不但臨近工程的實際使用壽命,且工程中所配置的設施及設備均出現性能全面降低、設施嚴重老化等問題,很難發揮出工程實際應用效用及整治河道的建設目的。因此近年來中國加大對河道防洪工程的建設力度,基于對各項新型施工技術的靈活應用,大幅提高河道防洪工程的施工質量、效率及各項性能。
在河道防洪工程中,汛期的到來與否以及河道內水位數值的高低,都會對后續各項施工技術的應用及工序作業的開展造成影響。例如,在夏季組織開展河道防洪工程施工時,不但會有可能出現洪水等水災安全事故,且過高的河道水位也會大幅提高施工難度系數。而在多雨季節,也會引發以上問題的出現,例如,延長混凝土的初凝時間。因此,要結合不同河道防洪工程所處區域的氣候情況,選擇適當的施工工期,優先在河道水位較低、少雨的秋冬季節中開展作業,盡可量避免在多雨的夏季開展施工作業。此外,在秋冬季節中開展施工作業時,過低的室外氣候溫度也會導致河道內水流出現凍結現象以及一定程度的體積變化。因此在秋冬季節中需要考慮到較低氣候溫度與水體凍結因素對各項施工技術應用情況、施工質量所造成的影響。
不同河道防洪工程中的施工現場地形結構都有所不同,且不同水域中的水位高低、汛期時間也有一定差異。因此需要結合河道防洪工程的實際施工情況,對各項施工技術的應用方案進行優化調整。例如,對鋼筋保護層結構厚度的修正調整、技術工序流程與施工順序的調整等。也要基于實際施工情況,應用適當的施工技術,并在此基礎上制定高度體系化、標準化的施工技術管理體系,組織開展施工質量控制管理工作,充分保障河道防洪工程的整體施工質量符合設計要求。
提前結合實際施工情況,從全局出發做好河道防洪工程的平面布置工作,才能為后續各項施工作業的開展及施工技術的應用提供清晰、明確的建設思路。例如,遵循點線面結合的平面布置原則,優先對河道兩岸河堤的各處關鍵施工點進行布設,隨后在各處關鍵施工點的基礎上規劃統一的河道平面施工布置方案,結合河道內水流走向變化、河道結構等工程信息,針對性制定各項施工技術的應用方案。
在河道防洪工程建設過程中,施工現場環境較為復雜,極易受到外界因素干擾(河道水位的升降、氣候溫度的變化)以及不可抗力的影響(各類水災安全事故),工程施工情況的變動程度較高,時常出現各類施工突發問題,并對施工技術的應用情況與工程施工質量造成干擾。應在技術施工準備階段中開展模擬施工作業,采集工程信息,對后續各項工序環節與技術施工情況進行預測分析,并在預測結果基礎上提前采取預防措施,降低外界因素對施工技術應用情況的影響。例如,在雨雪天氣下采取提前制定的防水與防雨措施,做好施工機械設備與施工材料的防雨防潮工作。
在施工準備階段中,對所制定施工技術應用方案的合理性與可行性進行檢查分析,對所配置各類施工材料開展全面性質量檢測工作,對施工機械設備開展故障排查與維護調試工作,避免出現各項施工質量問題。在施工過程中,定期對施工結果開展質量檢測工作、構建三檢機制,即在各項河道防洪工程工序作業完成后,施工人員組織開展工程質量自我檢查工作、工程管理人員與技術人員等協同開展項目互檢與交接檢查工作,確保對各項施工質量問題做到及時發現。
在河道防洪工程早期施工階段中,需要應用土方開挖技術,對河道施工區域中分布較為松動、破碎的巖石土體進行挖掘、運出,并結合不同工程的實際施工情況與設計要求,選擇適當的土方開挖施工形式與方法。此外,在土方開挖技術應用過程中,需要注重遵循自上而下的施工順序原則,優先對水平高度較高的河道施工區域中所分布的松散土體巖石進行挖掘、清理,隨后逐漸向低水平施工區域開展土方開挖作業;提前結合實際施工情況與河道平面布置方案,選擇河道施工區域其中一端開展土方開挖施工作業,并逐漸向現場另一端延伸開展土方開挖作業;為保障工程施工進度、提高施工效率,需要在開闊場地區域中優先組織開展土方機械開挖作業,而在較為狹窄、復雜施工環境中,組織開展土方人力開挖作業;在河道防洪工程中所開挖土方的土體屬性符合設計要求時,需要將土方運輸至指定區域,并在后續土方填筑作業環節中進行重復利用。
結合實際施工情況與設計要求,選擇配置適當種類、性能的混凝土材料,并確保所配置、使用的混凝土材料質量符合設計要求,可選擇提前開展小規模混凝土試生產作業,直至所制定配合比正確時開展大規模、持續性的混凝土材料攪拌配置作業。同時,組織開展施工原材料質量檢測作業,將質檢工作開展重點集中于對各類混凝土攪拌原材料性能檢測、粒徑大小檢測以及添加用量控制等方向中。在混凝土澆筑作業環節中,采用混凝土分層澆筑作業模式,在不同層次混凝土澆筑、振搗作業開展后對鋪筑厚度加以檢測,并在出現厚度過薄或過厚施工問題時及時采取正確處理措施。提前對波紋管等施工設備、工具開展全面性質量檢測、表面清理作業,避免受設備運行質量因素影響而出現各類施工問題。注重各項技術施工要點,嚴格遵循國家相關施工規范條例,例如定期對混凝土開展灑水保濕作業、控制混凝土下層插入深度、避免振搗棒與波紋管二者之間出現直接接觸、保持安全間隔距離等。
首先,提前對基坑底部區域中所積聚雨水與分布各類雜質進行清理,確保基坑底部的潔凈程度符合設計要求與技術應用標準。其次,將所配置的土方填筑材料運輸至施工現場、或是將性能屬性符合設計要求的開挖土方運輸至施工現場進行卸料。隨后對土方填筑材料的含水量進行檢測,并在填筑材料含水量超過施工要求時采取曬干處理、干燥處理等措施。第三,將土方進行分層填筑,并將不同填筑土層的鋪土厚度、土層均勻平整性控制在設計要求范圍內,在不同土方分層攤鋪后開展夯實作業,確保土層密實度符合設計要求。第四,在土方填筑作業中,施工人員在土方鋪散環節中對土方填筑材料進行檢查,檢測材料中是否分布超徑石塊與材料,并對這類材料用沖擊錘進行破碎處理。
河道防洪工程應用各項施工技術受到多方面因素影響,導致工程施工質量缺乏必要保障,各類施工問題頻繁出現。針對此,必須明確各項施工技術的應用要點,合理應用各項施工技術的質量控制措施,以提高河道泄洪能力。