缩略图

水利工程建设阶段质量控制关键点与风险管理研究

作者

陆军

公安县荆南河流堤防管理总段 湖北省荆州市 434318

堤防工程是河流治理与洪水防控体系的重要组成。随着城市化加速与极端气候增多,对其安全性和可靠性的要求不断提高。当前,传统管理模式在险工险段治理、护坡施工等方面存在质量控制不严和应急响应滞后等问题。加之自然与社会环境复杂多变,堤防工程建设阶段亟需完善质量控制与风险管理机制,以有效防范各类工程隐患,确保防洪安全与人民生命财产安全。

一、堤防工程建设阶段质量控制关键点分析

(一)前期准备阶段的质量控制

堤防工程建设前期,首先需确保勘察设计工作的全面性与科学性。在地质勘查方面,需重点调查河道两岸土层结构、地下水位分布、潜水流速与流向。一般采用钻探、静力触探、标准贯入试验(SPT)等手段,获取准确地基承载力及渗透系数数据。设计方面,应根据水利水电工程堤防设计规范,合理确定堤顶宽度、堤坡坡比及防渗结构层次 [1]。设计应优先采用反滤垫层 + 心墙粘土防渗技术,结合当地材料资源状况,选择适宜的护坡形式,如浆砌片石或钢筋混凝土预制块。

原材料与设备采购阶段需严格控制进场质量。土工布、防渗膜需符合水工建筑物防渗技术规范要求,土工布抗拉强度不低于 8 kN/m,延伸率控制在 25% 以内;混凝土原材料采用P.O 42.5 普通硅酸盐水泥,砂石粒径及含泥量符合标准。设备方面,重点是混凝土振捣机、自动化沉降观测设备等,要求通过国家强制性产品认证(CCC)。

(二)施工阶段的质量控制

施工阶段是堤防工程质量控制的核心环节,尤其在基础处理和险工险段施工方面。

在基础处理与险工险段处置中,针对软土地基常采用强夯、砂桩、CFG 桩(粉煤灰水泥碎石桩)等加固手段[2]。强夯能量不小于 3000kN·m,夯击遍数至少 8 遍以上,确保地基持力层满足设计要求。险工险段则需要增设防渗帷幕,通常采用水泥 - 土搅拌墙工艺,深度控制在15 m~30 m,墙厚≥600 mm,防渗等级不低于二级。堤脚需铺设厚度30cm 以上的反滤层,并分级配碎石与中粗砂双层过滤,防止管涌及渗流破坏。以湖南湘江长沙段典型险段为例,采取“三重防护”措施:一是粘土心墙封堵渗流通道,二是格宾石笼防护堤脚,三是自动监测系统实时跟踪沉降与位移。

堤防护坡施工是确保堤体稳定性的另一重点。浆砌片石护坡常采用M7.5 水泥砂浆,石料块径100 mm~300 mm,堆砌方式采用错缝咬合、平整紧实,坡面应与水平面夹角 30° ~35°,坡比控制在 1:2 至 1:2.5之间。混凝土预制块护坡则宜选用 C30 等级混凝土,厚度不低于 150mm,配筋采用 Φ8@200 mm 钢筋网片,预埋拉结筋长度≥ 300 mm。施工过程中必须执行堤防工程施工规范,严控尺寸偏差与平整度误差不超过10 mm。

动态监测方面,施工单位需配备 GNSS(全球卫星导航系统)高精度监测设备,对堤轴线位移、堤体沉降进行 24 小时自动记录。沉降允许偏差不得超过设计值的 15%,位移超过警戒值时应立即暂停施工并查明原因。设置专职监测工程师,对数据进行实时分析与异常反馈。

(三)竣工验收阶段的质量控制

竣工验收阶段,应依据规范进行系统检测。土方密实度检验采用灌砂法与环刀法,密实度不低于设计值的 95%;混凝土强度检验通过回弹法与钻芯取样双重验证,强度标准值不得低于 28 天设计要求。防渗性能测试采用渗流量测试与孔隙水压力监测,渗透系数 K 值需小于1×10^-6 cm/s。在验收资料方面,应完整提交施工记录、隐蔽工程检查表、材料检测报告以及施工过程监测数据。特别是险工险段处置和堤防护坡施工细节,应附有施工影像资料与第三方检测报告,以确保资料真实完整,满足移交要求。

二、堤防工程建设阶段主要风险因素识别与分析

(一)自然环境风险

堤防工程受自然环境变化影响显著,尤其是水文气象异常和地质灾害。以长江中下游地区为例,近十年内极端洪水事件频率显著增加,

设计洪水位常常被突破,因此水位超限风险不容忽视。再如,受降雨诱发的堤坡滑动风险,主要发生在局部软土地层区域。地质灾害方面,沿河堤防存在暗挖隧道、旧基桩遗留问题,极易引起局部塌陷。

(二)技术与管理风险

技术风险主要体现在设计变更与方案调整上。实际施工过程中,常因水位变化、地质条件突变需要临时调整方案,若管理不严,极易发生质量问题。此外,施工技术不当亦为风险来源,如混凝土护坡施工中常见的蜂窝麻面、脱皮裂缝问题,主要因模板安装与振捣不规范导致。施工进度滞后则与物资供应不足、现场管理混乱有关,影响整体工期与成本。

(三)外部社会风险

外部社会因素对堤防工程也有较大影响。首先是环保政策调整,如新出台的水土保持方案审批严格,可能造成设计变更。其次是土地政策及拆迁问题,涉及周边居民搬迁与社会舆论干扰,若处置不当,易引发群体性事件或法律纠纷,影响工程进展。

三、堤防工程建设阶段风险管理策略与实践措施

(一)风险预警与监测体系建设

现代堤防工程普遍采用水位与降雨实时监控系统,结合物联网技术,实现远程数据传输与异常预警。例如,通过安装水位计、雨量计、渗压计等设备,并接入SCADA 系统统一管理,建立24 小时在线监测平台,并实现数据自动分析与报警功能。对于隧道及地下结构位移监测,应用全自动水准仪和光纤光栅传感技术,位移监测精度可达 ±0.1 mm,有效提升险情发现的及时性与准确性,为决策提供有力数据支撑。

(二)险工险段专项风险管理

对于险段风险管理,应按照相关标准,实施分级管理。一级险段需设置专门技术组驻点巡查,每日不少于 2 次巡检,并实时记录巡查情况及发现的问题。险段识别主要依据历史洪水记录、水文模型分析及堤防病害普查结果,结合现场踏勘与遥感监测手段综合判定。应急预案方面,应至少制定 A、B 两套应急方案,包含堤防溃口封堵、管涌封堵、滑坡加固等内容,并明确各项应急流程和责任人。物资储备应包括粘土砂袋、钢筋网片、移动泵站设备、防汛专用机械,按每公里堤段配置不少于 50 吨应急储备量,并定期开展应急演练和物资检查,确保关键时刻能够迅速投入使用。

(三)施工全过程风险管控机制

首先需建立完善的质量安全责任体系,明确业主、施工、监理三方职责分工。施工单位应设立专职质量安全管理部,配备不少于 3 名注册一级建造师和 5 名中级以上职称工程师。引入第三方监理机构,依据建设工程监理规范执行动态抽检、隐蔽工程验收与旁站监督。同时,应形成动态调整与风险复盘机制 [3]。每个关键节点结束后,组织施工总结与风险复盘会议,结合监测数据、质量检查情况调整后续施工计划。风险事件应有专门记录与分析报告,纳入工程档案,作为后续工程改进依据。

总结:

堤防工程建设阶段的质量控制与风险管理是保障水利工程安全稳定运行的关键。通过严格把控前期勘察设计、施工过程及竣工验收等环节的技术标准与管理措施,结合科学的风险识别、监测与应急处置机制,可有效预防险工险段失稳、护坡破损等工程隐患。未来,需进一步推广智能化监控技术与全过程管理模式,提升堤防工程建设的规范化与现代化水平。

参考文献

[1] 赵玮 , 许晓 . 陕西省水利工程标准化管理手册 [M]. 陕西科学技术出版社 :202311.107.

[2] 王 力 . 水 利 工 程 建 设 中 堤 防 工 程 施 工 技 术 研 究 [J]. 治淮 ,2024,(10):65- 66.

[3] 汪东玉 . 堤防工程质量监管及风险控制研究 [J]. 水上安全 ,2024,(12):157- 159.