水利工程堤防施工關鍵技術應用探析

何彥東

（甘肅水利工程地質建設有限責任公司，蘭州 730000）

1 水利工程堤防施工技術的應用意義

水資源既可以保障人們的基本生存， 又可以將其轉換成各種不同的能量，從而促進社會和經濟的發展。 然而，目前我國大部分的固定水都是天然形成的，在轉換、提取方面遇到了諸多問題，若不加以有效控制，可能會造成水災，對人民的生命和財產造成極大的威脅。 在這樣的大環境下，要想有效地解決水資源短缺問題，必須加強水利設施的建設，做好水資源的統籌安排。 為此，有關部門應該對水利設施的建設給予足夠的關注，并加大對其的管理力度。

堤防施工技術是指在建設堤防時使用的一系列技術和方法，以確保堤防的穩固、安全和持久。 堤防是為了預防河流溢出和海水入侵而建造的人工土工結構，因此，堤防建設和維護至關重要。 堤防施工技術在水利工程中扮演了至關重要的角色。 首先，堤防施工技術是防止洪水侵害農田、城市和其他關鍵設施的首要手段， 能夠大大減少經濟損失和人員傷亡。 其次，各類堤防施工技術促進了水資源的合理利用，支持農業、工業和電力生產，為經濟的可持續發展提供動力。 同時，現代堤防施工技術更加注重與自然環境的和諧， 保護濕地和河道生態，確保魚類的正常遷徙。 與此同時，各類堤防施工技術的進步和新材料的應用不僅增強了堤防的穩固性， 還能夠有效降低施工成本，大大縮短施工工期。 水利工程建設中，堤防是為了防止河流、湖泊和水庫溢出，防止海水入侵以及維持水位穩定而建設的關鍵設施。 堤防施工技術是保證其功能和穩定性的基礎。 當前，水利工程建設中常見的堤防施工技術如圖1所示。

圖1 水利工程建設中的堤防施工技術

由圖1 可知， 當前水利工程建設中的堤防施工技術主要有溝槽開挖技術、堤體壓實技術、防滲技術、坡面保護技術及排水技術。 為了更好地分析各類技術在水利工程中的應用價值，研究將對每種技術展開詳細說明，通過了解每種堤防施工技術的關鍵工藝和主要作用， 進而為解決各類水利工程問題提供新的參考。

2 工程背景和前期準備

本文以甘肅省某水利工程為研究對象， 研究該工程中的堤防施工技術及其對于水利工程建設的意義和價值。 在正式開始施工前，需要準備好堤防施工的相關填筑料。 好的堤身填筑料不僅能夠增強堤防結構的牢固性和耐久性， 同時也決定著整個施工技術的成敗。 在目前的堤防施工領域中，常用到的堤身填筑料有砂礫石填筑料、 沙壤土填筑料、 黏土填筑料3種。 應根據具體施工項目環境的不同，選擇合適的填筑料，并且分析不同施工條件下各種技術的選擇方案， 從而保障堤防施工的順利開展[1]。

3 堤防施工關鍵技術

3.1 溝槽開挖技術

在項目開工前， 有關技術人員應結合施工方案和施工環境，全面研究河道的具體狀況和開挖方向，做好地質勘探工作并確保施工環境中的一切設施設備均正常。 另外，在這段時間里，技術人員要重點關注開挖工程的具體施工進程，以保證開挖方向的準確性和工程施工質量。 在正式開挖工程中，導流溝的開挖方式主要有兩種：首先，技術人員要在溝槽旁開挖一條溝槽，以保證兩側開挖的效率；其次，施工人員可以在兩個渠道同時進行挖槽作業， 從而有效地提高了挖溝的施工效率和施工質量。 圖2 所示為溝槽開挖施工示意圖。

圖2 溝槽開挖施工示意圖

在進行溝槽開挖時，技術人員應選用1 m3左右的挖掘機，這種挖掘機具有更多的靈活性， 可以最大限度地提高挖掘作業的效率和質量。 同時，在開挖過程中，技術人員還要使用裝載機來搬運開挖過程中產生的泥土， 以確保在開挖過程中不會出現溝槽堵塞、破損等問題。 在開挖過程中，測量員還要清楚地標明開挖坡面上的河岸和河堤之間的距離， 從而提高開挖的精度。 為了保證開挖位置的準確性，在開挖過程中，技術人員還必須在溝渠附近做好地基的準備工作， 以便在開挖的時候，通過推土機將剩余的土壤清理干凈，將開挖后的溝渠表面填滿，從而最大限度地保證了開挖和施工方案的一致性，進而確保了工程的施工質量和安全。

3.2 堤體壓實技術

在堤體挖掘過程中， 需要采用堤體壓實技術確保堤體土壤達到所需壓實度，從而保證整個堤體穩定性。 良好的壓實度能夠確保堤體的穩定性， 提高土壤的承載能力并減少土壤的壓縮和變形。 由于不同的土壤具有不同的密度和壓實性能，因此在進行堤體壓實操作前，需要對施工地的土壤進行檢驗，從而確定最佳的壓實水分含量和最大干密度。 此外，土壤的壓實性能在很大程度上取決于其水分含量。 為了達到最佳的壓實效果，需要控制土壤的水分含量在其最佳壓實水分含量附近。在堤體壓實過程中，需要用到振動壓路機、滾壓機、跳躍夯等設備完成壓實任務， 具體的工具選擇需要參考當地的土質情況。 為了確保最終的壓實質量，需要經過多次分層壓實，且每層土壤需要經過多次壓實。

3.3 防滲技術

在堤防施工中， 防滲技術也是確保堤防牢固的關鍵技術之一[2]。 滲透是影響堤防穩定性和功能的主要因素之一，因此防滲技術在堤防施工中至關重要。 當水從堤防內部滲透時，可能導致滲透線上升、堤體內部壓力增加、土壤顆粒被沖走，甚至可能導致堤防的滑動或坍塌。 在堤防施工中，主要從以下5個方面進行防滲操作，如圖3 所示。

圖3 防滲技術

圖3 中，主要通過黏土防滲、塑料膜防滲、混凝土或瀝青防滲、 砂礫過濾層防滲、 深層防滲帷幕5 種方式達到防滲目的。 其中黏土防滲是指使用高塑性的黏土作為堤體的一部分從而形成一道防滲層。 黏土在適當的水分含量下，其緊密性可以極大地減少水的滲透，從而確保堤防牢固不易崩塌。 塑料膜防滲是指使用高密度聚乙烯、 聚氯乙烯或其他合成材料的防滲膜，鋪在堤體的內部或底部，形成阻止水滲透的屏障。 混凝土或瀝青防滲則是指在堤防的內部或底部鋪設混凝土或瀝青層，以防止水滲透。 砂礫過濾層是指在防滲層的外部使用砂礫材料建設過濾層。 該層可以降低水流速度， 防止細顆粒被沖走，并允許滲透水順利排出。 深層防滲帷幕防滲則是通過注入法在堤體下方形成一道深層的防滲帷幕， 以切斷潛在的深層滲透路徑。 綜上，上述防滲方法均能形成有效防滲層，從而確保堤防的牢固穩定。

3.4 坡面保護技術

坡面作為堤防的主要組成，由于直接受到水流、波浪、風、雨水等自然因素的影響， 需要對其進行保護從而確保整個堤防結構的完整性[3]。堤防的坡面是堤防結構中與水體直接相接觸的斜坡部分，包括向水一側的前坡和遠離水的后坡。 坡面的形態、 坡度和結構穩定性對于堤防的整體性能和安全都起到至關重要的作用。 常見的保護技術包括：拋石保護、混凝土護坡、使用混凝土制成的格室或格構塊、植被保護、使用生物可分解或合成材料的防護墊或毯、塑料或金屬的席篷或網格、沉箱法以及靈活的鋪裝結構。 拋石保護是最傳統的方法之一，通過在堤防的斜坡或破面上拋放適當大小的石塊， 形成一個稠密的石層，防止水流直接沖刷土體。 混凝土護坡是指使用預制的混凝土塊或現場澆筑的混凝土層進行保護。 該方法可以提供堅固的保護層來對抗強大的波浪和流速。 格室或格構塊保護通常是由混凝土或其他材料制成的模塊化單元進行坡面保護，主要用于保護堤防斜坡。 在某些情況下，植被也可以作為一種有效的破面保護方法。 通過種植適當的草皮或其他植物，可以減少水流對堤防表面的侵蝕。 根據施工環境、經濟預算和所需的保護級別， 選擇合適的技術對于確保堤防的長期穩定性和延長其使用壽命是至關重要的。

3.5 排水技術

堤防施工中的排水技術關注的是如何有效地從堤防體內和堤防兩側迅速地排放雨水和滲透水， 以確保堤防的穩定性和安全性。 不良的排水可能會導致水在堤防體內聚集，增加滲漏和滑移的風險。 堤防施工中常見的排水技術有縱向排水、橫向排水、排水層、集水井和泵站排水、搭建防滲墻排水和地表排水。 縱向排水主要通過在堤防內部設置縱向的排水溝或管，使水沿堤防的長度方向流出。 縱向排水中的設施通常在堤防的底部或中部進行布置。 橫向排水方法則是使用橫向排水管或溝將滲透到堤防內部的水導出， 這樣不僅能夠有效減少堤防內部的水壓，還能防止滲水帶走堤防的土壤。 排水層是指在堤防結構內部設置一層排水材料，如砂礫，以促進水的流動和排放。 集水井和泵站則是在堤防的低洼地帶設置集水井，再通過泵站將水抽出并排放到安全地帶。 總之，適當的排水技術不僅可以保證堤防的穩定性和安全性，還可以延長其使用壽命。選擇哪種排水技術應基于堤防的地理位置、氣候條件、土壤性質、施工經費以及預期的堤防功能。

4 結語

本文論述了堤防施工技術對于水利工程建設的價值和意義， 對堤防施工中的關鍵技術進行了詳細描述并提出了改善措施。 在堤防施工中，溝槽開挖技術、堤體壓實技術、防滲技術、坡面保護技術以及排水技術是確保堤防牢固的關鍵技術。研究結果表明， 良好的堤防施工技術能夠最大限度地保證水利項目的正常運行，使其安全、穩定、可持續地發展，對于水利項目的發展具有重大的研究價值。