碧道堤围达标加固工程技术应用与研究——以佛山市高明区水利基础设施建设某子项目为例.pdf

41现 代 工 程 科 技Modern Engineering Technology第 3 卷第 1 期2024 年 1 月Vol.3 No.1Jan.2024碧道堤围达标加固工程技术应用与研究以佛山市高明区水利基础设施建设某子项目为例董 健中电建建筑集团有限公司，北京 100000摘要：碧道是一项关系到周边地区生产、生活和环境保护的重要水利工程。然而，长时间的自然侵蚀和水流冲击等因素，导致碧道围堤存在一定的损坏和变形问题，需要对围堤进行系统分析，确定加固方案，使用现代技术和材料来加固围堤，才能保证其稳定性和安全性。因此，深入研究了碧道围堤达标加固工程技术，以期能够为解决围堤损坏和变形问题提供有效的方法和手段。关键词：堤围达标加固；工程技术；实践中图分类号：TV221.1;P228.4 文献标识码：AResearch and Practice on Reinforcement Engineering Technology for Bidao Embankment to Meet Standards Taking a Sub Project of Water Conservancy Infrastructure Construction in Gaoming District,Foshan City as an ExampleDong JianPower China Construction Group Ltd.,Beijing 100000 Abstract:Bidao is an important water conservancy project that is related to the production,living,and environmental protection of surrounding areas.However,long-term natural erosion and water flow impact have led to certain damage and deformation issues in the Bidao embankment.It is necessary to conduct a systematic analysis of the embankment,determine reinforcement plans,and use modern technology and materials to reinforce it in order to ensure its stability and safety.Therefore,in-depth research has been conducted on the standard reinforcement engineering technology of the Bidao embankment,in order to provide effective methods and means for solving the problems of embankment damage and deformation.Keywords:reinforcement of embankments to meet standards;engineering technology;practice作者简介：董健（1970），男，中电建建筑集团有限公司工程师、一级建造师（建筑），研究方向为水利水电工程和建筑工程。在城市化进程中，碧道堤围达标加固工程是为了确保城市安全和可持续发展而进行的重要工程项目。堤围作为城市防洪体系的关键组成部分，承担着防洪、景观和环境保护等多重功能。但是，由于长期使用，同时受到自然因素的影响，许多城市的堤围存在不同程度的老化和破损问题，堤围强度和稳定性无法达到国家标准要求，同时对城市的防洪能力和安全性构成了潜在威胁。1工程概况本文研究的工程属佛山市高明区水利基础设施建设项目9个子项之一，加固堤防总长约3.91km。本次加固堤段主要问题为堤顶欠高、堤围堤身单薄、内外坡比较陡、局部堤脚冲刷破坏严重、部分穿堤涵窦年久失修、局部堤身存在渗漏风险及防汛道路不满足防汛要求等。高明区沧江堤围达标加固工程（杨和段）共加固堤防3910m、拆除重建穿堤涵窦1处（对川窦，净尺寸宽1.2m高1.8m）、拆除重建人行桥1座（下围村人行桥），工程实施后将提升防洪能力，保障杨和镇的防洪排涝安全，为经济发展保驾护航。2碧道堤围达标加固工程设计分析2.1碧道的含义碧道是一个多功能的廊道，以水为核心，涵盖江河湖库和河口岸边带。其整合了生态、安全、文化、景观和422024 年 1 月第 3 卷第 1 期现 代 工 程 科 技42休闲功能，通过协同管理和利用，优化了空间布局。碧道成了安全的防洪通道、自然生态的栖息地、文化休闲的场所，以及生态经济带1。2.2堤身加固设计堤身加固设计是为了提高堤顶的稳定性和安全性，其中包括提高堤顶的高程，并考虑到运行期沉降、堤顶超，最终将道路宽度控制在8m。堤顶路面采用20cm厚的C30混凝土进行铺设，两侧则设置有20cm40cm的C20混凝土路缘石，以确保道路的整体平坦和稳定。此外，横坡的设计采用2%的坡度，以提供合适的水平排水。2.3黏土灌浆设计设计黏土灌浆是为了加固处理长度为1550m的堤坝，这段堤坝被分为两段：K16+400K15+970和K15+170K14+050。在迎水侧的堤顶边线上，将布置8排呈梅花形的灌浆孔，排距为1.5m，同一排内的孔距为3.0m。每个灌浆孔的深度为1.02.0m2。2.4贴坡排水设计在K16+672K16+465堤段的背水侧坡脚，为了解决排水问题，采取了贴坡排水设施的措施。这些设施的设计考虑了多个因素，包括顶高程、顶宽、外侧坡比和底高程等。具体来说，设施的顶高程被设置为6.50m，而顶宽为1.00m，外侧坡比则按照12的比例进行设计。底高程则根据实际地形进行适当的调整。贴坡排水设施的表层采用了干砌块石，其厚度为50cm，而块石的粒径为2550cm。为了保证排水效果，从上往下依次设置了三层垫层。20cm厚的砂砾石垫层，其粒径范围为250mm；20cm厚的粗砂垫层，其粒径为0.52mm；20cm厚的中砂垫层，其粒径范围为0.250.5mm。通过这样的排水设施布置，可以有效地排除背水侧坡脚的积水，确保坡脚的稳定性和安全性。2.5防加固工程水泥土搅拌桩设计水泥搅拌桩是一种常用于土木工程中的深基坑支护和地基处理工艺，通过将水泥与混凝土进行充分搅拌后注入土层，从而形成一个牢固的支撑体系。在堤防加固工程中，单排水泥搅拌桩被选用来构建防渗墙，以增强地质结构的稳定性和防水能力。根据设计要求，防渗墙距离设计堤顶中心线为4.0m，这样可以为防渗墙提供足够的稳定空间，并保证其有效地发挥作用。搅拌桩的直径为0.5m，这样可以确保足够的强度和稳定性，在承受水压和外界力量的同时，保持其结构的完整性3。2.6固脚防冲设计工程长3.91km的河堤加固包括了固脚防冲设计，特别是在K16+445K16+365和K15+143K15+113桩段，由于水流冲刷，采用了抛石护脚加固措施。这一加固措施的目的在于保护河堤不受冲击侵蚀的影响，确保其稳定和安全。在前者（K16+445K16+365）的桩段中，采用平台顶高程为4.00m，顶宽为3.5m，外侧坡比为12的设计方案。这样的设计可以提供足够的空间来减缓水流的冲击力，并且通过合理的坡度设置，使得河堤能够更好地与水流相互作用。2.7上下堤道路设计在路面结构方面，这些上下堤道路采用了一种优质的设计，包括上部的20cm厚C30混凝土路面，和下部的20cm厚5%水泥稳定碎石垫层。这种结构可以确保道路的坚固性和耐久性，使其能够承受车辆的重量和交通流量。除了路面结构，纵坡也是设计中的重要考虑因素。根据规划，1#和3#上下堤道路的纵坡比为110，而2#上下堤道路的纵坡比为112.5。这种设计可以确保车辆行驶时的稳定性和舒适度。在实际施工过程中，可以根据地形适度调整纵坡，但是不得大于1104。2.8对川窦重建工程设计对川窦重建工程采用1孔涵洞式结构，尺寸为1.2m1.8m（宽高），总长度为48.20m。为了确保结构稳固，基础处理采用水泥土搅拌桩，深度达到了8.0m。为了使两者衔接紧密，需设置一个台阶状的过渡区域，其高度不超过1m。这样做既可以平滑地连接新老堤，也能够有效地分散水流的压力，减少对整个结构的冲击。为了确保回填材料的稳定性，将使用黏土进行分层回填，并采取夯实措施。夯实后，回填材料的压实度将达到0.93以上，以确保结构的坚固性和稳定性。2.9下围村人行桥设计在设计这座人行桥时，要考虑多种因素。根据桥梁所处位置的交通情况和使用需求，决定采用较小的桥梁规模，以适应人行交通的需要；在选择上部结构时，考虑到轻量化和快速装配的要求，选择装配式钢筋混凝土简支板梁。这种结构不仅具有承载能力强、抗震性好的特点，还能够满足人行通行时的舒适性和安全性需求。2.10安全监测设计在杨和段堤防的安全监测设计中，设置了9个变形监测横断面，其分布在不同的位置上。这些位置包43董 健：碧道堤围达标加固工程技术应用与研究以佛山市高明区水利基础设施建设某子项目为例建造科技括K16+750、K16+250、K15+700、K15+250、K14+850、K14+450、K13+950、K13+550以及K13+050。为了更加全面地监测变形情况，每个横断面两侧都设置了1个监测点，距离堤顶中心线各有3.2m的距离。另外，在背水坡上，距离堤顶中心线10m处，还额外设置了1个监测点。除了以上的变形监测横断面，还有6个工作基点，在整个设计中起到了重要的作用。这些工作基点的具体位置，可以根据实际情况进行灵活调整。通过设置这些工作基点，可以更加方便地进行监测工作，并及时调整和修复可能存在的问题5。3工程总体施工要求及风险防范3.1总体施工要求该地区属于亚热带季风气候，阳光充足，温度适中，降雨充沛，但容易受到热带气旋（台风）和暴雨等灾害性天气的影响，夏季常见洪涝灾害。这种气候条件使得杨和段堤防面临许多问题。因为堤顶高度不够，当降雨量增加时，堤顶容易被淹没，从而无法保护周边地区免受洪水的侵袭；陡峭的堤防坡度增加了土壤侵蚀和滑坡的风险，而堤脚的冲刷则会削弱整个堤防的稳定性。为了解决以上问题，在杨和段堤防的施工过程中，必须充分考虑地区的安全度汛需求、雨季降雨影响以及土料运输难度等因素，制定合理的施工计划。这需要与相关部门和专家进行密切合作，共同制定度汛方案和预案，并确保其得到相关部门的批准。3.2施工风险防范在河道堤防工程施工中，需要全面考虑自然和人为风险，并采取一系列的防范措施来确保施工过程中的安全。要严格实施“安全第一，预防为主”的原则，以确保每位工作人员的人身安全。为此，必须采取必要的安全防范措施，使施工过程更加合理，并减少对环境和周边社区的不利影响；为了防范各种危险源，还要特别注意预防坍塌、触电、高处坠落、中毒、火灾等事故的发生，并及时报告任何事故。并且，还要划定危险区域并发出告示，每天进行安全隐患的检查和解决6。4碧道堤围达标加固施工技术要求分析4.1定位放样根据工程平面布置图的控制点和定位点进行轴线放样，是施工前的重要步骤。在进行放样之前，需要仔细核对这些点的位置，确保与实际情况吻合。如果发现有较大差异，要及时通知业主和设计单位。这样可以避免后续施工过程中出现错误或不准确的情况。在护岸整治过程中，也需要根据实际情况进行微小调整。因为护岸整治涉及土石方工程、混凝土浇筑等多个环节，可能会受到地质条件、水流速度等因素的影响。4.2土方工程施工技术要求4.2.1土方开挖土方工程施工要求非常严格，包括清表、基槽开挖和路面拆除等。这些环节必须按照设计要求进行，任何不合格的部位都需要根据监理的指示进行补挖。在清表过程中，要将厚度为30cm的土层彻底清除，并清除掉所有不合格土壤和杂物。对于坑槽的开挖，则需要进行回填。弃土和杂物必须堆放至指定地点。在施工过程中，采用自上而下、分层开挖的方式，并且在雨季期间要特别保护好开挖边坡，以确保断面的稳定性7。4.2.2土方回填必须划定料场的边界，并清除障碍物，如树木、草皮、树根、乱石和废建筑物等，同时还需要排除积水。在清理堤基、岸坡和地基时，也需要彻底清除以上提到的障碍物。堤基和岸坡表层的杂质，也需要按照要求进行清除；在填筑土料之前，需要制定计划和方案，并经监理工程师批准。回填土料必须符合图纸要求，不含杂质，并且要控制含水率接近最优含水率。4.3混凝土工程施工技术要求4.3.1混凝土浇筑混凝土浇筑前，必须对仓内情况进行仔细检查。这包括清理工作，确保舱面干净整洁；检查模板、钢筋、预埋件和永久缝的质量，以确保其符合验收标准。只有所有这些方面都通过了验收，才能开始混凝土浇筑工作。此外，在浇筑之前，舱面还需要保持湿润，不能有积水。混凝土浇筑时，应按照一定的厚度、顺序和方向进行分层浇筑。这样可以确保浇筑面大致水平。同时，混凝土的浇筑应与振动器的使用同步进行，不得使用振动器来平整舱面8。4.3.2混凝土工作缝的处理处理混凝土工作缝是建筑施工中非常重要的一项任务。为了确保结构的强度和外观，需要遵守一些规定。工作缝的位置和形式应该经过仔细考虑，以免对结构造成损害。在新混凝土浇筑之前，已经浇筑的混凝土必须442024 年 1 月第 3 卷第 1 期现 代 工 程 科 技44达到2.5MPa的强度，这是为了确保连接处的稳固性和可靠性。4.3.3混凝土养护混凝土浇筑完成后，为了确保其质量和强度，需要进行适当的养护。在表面初凝后，应及时遮盖以防止太阳直射和风力引起的过快蒸发。这样可以保持水分的稳定性，避免混凝土干燥过快导致裂缝的产生。此外，还需要注意对混凝土进行湿润养护。在初凝后的数小时内，可以通过喷水的方式，将水洒在混凝土表面，使其保持湿润状态。这样有利于混凝土的硬化和晶体形成，并且可以提高混凝土的强度和耐久性。4.4水泥土搅拌桩施工技术要求在施工前，需要进行场地的清理和平整工作，对湿地和淤泥进行处理，不允许回填杂土或垃圾。此外，必须进行室内水泥土配比试验，以确定水泥的掺入量。通过工艺性试桩来确定施工参数，至少需要进行3根试桩，并根据实际情况添加适当的外加剂。4.5草皮护坡施工技术要求草皮护坡施工的要求非常严格，无论是从基础处理还是铺设草皮的过程，都需要细致操作。在施工前，必须确保堤防护坡基础平整，这意味着需要削坡填土，并清除掉所有的杂草和树枝。接下来，在铺设草皮之前，需要进行测量放样和打桩拉线，这是为了确保草皮能够完美地分段，自下而上地铺设。而在铺设过程中，需要采取人工铺设的方式，并且要确保每一段草皮块之间挤紧，以确保其牢固性和稳定性。4.6混凝土路面根据 公路水泥混凝土路面设计规范（JTG D40-2011），堤顶的混凝土路面厚度为20cm，宽度为6.0m。在上下堤道部分，路面宽度为3.5m。上部采用一层厚度为20cm的C30混凝土路面，而下方则设置一层厚度为20cm的5%水泥稳定碎石垫层。为了提高交通安全性，这部分路面向外倾斜，横坡为1%。为了确保路面基础的牢固和稳定，施工前需要进行夯实和沉降测试，并在测试结果合格后进行浇筑。4.7黏土灌浆黏土灌浆是一种常用的土壤固结方法，适用于各种类型的土坝。浆液的容重应控制在1316kN/m3范围内，黏度应为30100，胶体率要大于80%。多排孔的灌浆顺序是从上游到下游，而同一排孔的灌浆顺序是先进行第一序，再进行第二序。管口的压力应控制在50kPa以内，灌浆的深度要深入堤基0.51.0m，每米孔深每次灌浆的量应为0.20.3m3。在灌浆过程中，需要分批进行，先稀后稠，灌浆到孔底，同时注意少灌多复。4.8临时围堰临时围堰施工是一项重要的任务，为了确保施工质量和安全，需要注意以下事项：施工前清除堰底树根、淤泥、石块及杂物。这是为了确保填筑土料能够牢固地黏结在一起，避免出现漏水等问题；在水下施工时，采用挖掘机进行填筑。填筑的过程是从两侧向中间填充，并在出水后使用机械进行夯实。此外，还需要人机合作对坡面进行修整，并人工铺设防渗膜，填充袋装土并进行抛压；在选择填筑土料时，必须确保不含树皮、草根、垃圾等杂质，并且不含有腐殖土。同时，需要控制填料的含水率接近最优水平，允许3的偏差。5结语综上所述，随着城市化进程的不断推进，河道的综合治理成为一项紧迫的任务。而碧道堤围达标加固工程技术作为一种有效的河堤围护手段，在保障人民生命财产安全、改善河道环境等方面发挥了重要作用。该技术不仅在当前已经取得了显著的成果，而且在未来仍将发挥更大的潜力。相信随着进一步研究和实践的推进，碧道堤围达标加固工程技术将为水利工程建设做出更大的贡献。参考文献1 刘海燕.南沙某堤围加固工程地质问题分析及处理对策J.黑龙江水利科技,2022,50(6):104-106,182.2 任洪强.堤围加固工程设计以江门市为例J.水利科学与寒区工程,2022,5(3):92-96.3 林泽辉.永良堤围水闸加固结构体型设计仿真分析J.水科学与工程技术,2022(1):45-49.4 邱香美.水利工程堤围加固工程设计及施工技术J.珠江水运,2021(7):54-55.5 刘明.中山市水利工程堤围加固施工技术分析J.河南水利与南水北调,2021,50(2):34-35.6 王文成.水利工程堤围加固工程设计及施工技术J.价值工程,2021,40(18):128-129.7 肖锦波.堤围加固工程施工质量研究J.工程技术研究,2020,5(4):202-203.8 杜会晶.缸瓦沙堤围工程概况及堤防加固措施J.河南水利与南水北调,2019,48(6):77-78.