水利工程施工中高邊坡支護(hù)與開挖技術(shù)的應(yīng)用

孫麗娜

( 鐵嶺市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院，遼寧 鐵嶺112008)

水利施工過程中最為關(guān)鍵的技術(shù)就是高邊坡支護(hù)與開挖技術(shù)，一般水利工程項(xiàng)目所處的地理位置比較復(fù)雜，受到的外力也很多，工程施工的穩(wěn)定性是關(guān)鍵之一。高邊坡支護(hù)與開挖的質(zhì)量如果處理不好就會(huì)影響工程的施工進(jìn)度，也會(huì)給工程的安全埋下很多隱患，同時(shí)也會(huì)在無形之中增加施工的成本。所以在對(duì)水利工程進(jìn)行施工時(shí)，一定要認(rèn)真勘察施工現(xiàn)場(chǎng)的具體情況，邊施工邊調(diào)整，不僅要對(duì)周邊的地質(zhì)條件有充分地了解，還要掌握準(zhǔn)確的水文情況，并要對(duì)技術(shù)人員進(jìn)行嚴(yán)格培訓(xùn)，為其指明正確的施工方向，還可以避免高邊坡巖體發(fā)生順層滑塌的現(xiàn)象，在設(shè)計(jì)過程中就要對(duì)開挖的尺度嚴(yán)格把關(guān)，以保證水利工程施工的質(zhì)量，確保國家水利水電事業(yè)的蓬勃發(fā)展。

1 高邊坡支護(hù)與開挖的施工爆破技術(shù)

以某水利水電工程的施工過程為例來論述高邊坡的支護(hù)與開挖。通過科學(xué)的分析認(rèn)證得知該工程需要開挖和支護(hù)的工程量較大，需要進(jìn)行明挖的土方量為24．62 萬m3，進(jìn)行明挖的石方量為6．09 萬m3，用于護(hù)坡的混凝土量為0．83 萬m3，另外還需要不同種類的錨筋，總根數(shù)在0．5 萬左右。

根據(jù)水利工程的施工設(shè)計(jì)圖得知該水利工程的邊坡需要開挖的最大高度可達(dá)120 m，但在實(shí)際施工過程中，需要開挖的最大高度為140 m，這就需要做好科學(xué)的計(jì)劃與預(yù)算，這樣才可以保證施工環(huán)節(jié)的順利進(jìn)行。電站廠房建設(shè)的主要形式為靠近岸邊的地面廠房類型，所有廠房的基本位置都位于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的石壩右岸，施工現(xiàn)場(chǎng)一共布置了4 臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)組的容量達(dá)880 MW，依據(jù)水利工程高陡邊坡的具體施工情況和地質(zhì)特點(diǎn)布置爆破的實(shí)施步驟，要嚴(yán)格控制爆破的技術(shù)，保證開挖的質(zhì)量。高邊坡支護(hù)與開挖中的爆破技術(shù)的具體程序主要包括以下幾個(gè)方面:

1) 控制和組織好爆破的網(wǎng)絡(luò)工程。該工程使用的爆破網(wǎng)絡(luò)是非雷管孔間的具有微差順序特征的爆破網(wǎng)絡(luò)，預(yù)裂孔的起爆時(shí)間要在75 ～100 m/s 之間，拱壩的建基面預(yù)裂孔的單響藥量要控制在＜20 kg 為宜，在離建基面30 m 以外的單響藥量一定要控制在＜100 kg，如果是15 m 以內(nèi)的就要控制在＜25 kg，另外還要考慮到質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度大小，這樣才能保證施工的質(zhì)量。

2) 要做好爆破孔和緩沖孔的鉆孔工作，在鉆孔時(shí)主要使用的是液壓鉆，二者的鉆孔位置要保持平衡，水平距離要控制在1 ～1．5 m，另外爆破孔孔底同預(yù)裂面的垂直距離要控制在＞2．5 m。通常情況下，緩沖孔的藥卷直徑要控制在50 mm左右，裝藥的方式一般為連續(xù)不耦合的兩段式，堵塞段的長度設(shè)置在1．0 ～1．5 m 之間，一般來說，線裝藥的密度是2．0 ～2．8 kg/m，第二段要封堵孔口，第一段要封堵中部。

3) 控制好預(yù)裂孔的尺寸和爆破標(biāo)準(zhǔn)。預(yù)裂孔通常有兩種類型，包括馬道水平預(yù)裂孔和坡面預(yù)裂孔，兩種鉆孔使用的機(jī)械也不同，尺寸的大小也要控制得當(dāng)。在馬道水平預(yù)裂孔的鉆孔過程中通常使用的機(jī)械是YT28 型的手風(fēng)鉆，孔深要控制在2 m 左右，各個(gè)孔之間的距離要控制在＜50 cm，將孔口堵塞的深度要控制在＜0．5 m。對(duì)于坡面預(yù)裂孔來說，孔徑的大小一般要控制在＜90 cm，在鉆孔的時(shí)候通常采用的是XZ－30 潛孔鉆，預(yù)計(jì)的深度一般為17．28 m，超深在0．5 m 左右，各個(gè)孔之間的距離控制在60 ～80 cm 之間。

2 邊坡開挖和支護(hù)的施工程序和關(guān)鍵技術(shù)

水利工程施工中進(jìn)行邊坡開挖的主要方式是分層式，即從上到下的開挖方式，在使用過程中，還要將施工的區(qū)域劃分出來，以便可以對(duì)不同的層次采取不同的施工步驟和方式。主要根據(jù)水利工程的建設(shè)情況來分，該工程主要分成3個(gè)施工區(qū)間，按照河流上下游的方向，并且分區(qū)的特點(diǎn)都是從外向內(nèi)推進(jìn)的，每一分區(qū)的面積在600 m2左右，在區(qū)域間的水利工程項(xiàng)目施工時(shí)，采用的都是水平流水作業(yè)的方式。對(duì)水利工程高邊坡進(jìn)行有效的支護(hù)可以保證區(qū)域內(nèi)施工的質(zhì)量，在支護(hù)施工中所用到的具體方法主要有以下幾點(diǎn):

1) 采用錨桿支護(hù)的方式，這也是一種比較常見的方式。在水力發(fā)電站的高邊坡支護(hù)工程中應(yīng)用非常普遍，尤其是利用邊坡錨桿開展最早的支護(hù)工作。在該工程中，在后邊坡高477 m 之內(nèi)的廠房的建設(shè)工程中、在右壩肩高530 m 的工程建設(shè)中、以及在放空洞出口高465 m 的建筑范圍內(nèi)，都可以采用錨桿支護(hù)的技術(shù)。通常錨桿依照梅花的形狀來進(jìn)行布置，傾角控制在30°上下，要選擇符合標(biāo)準(zhǔn)的焊管和扣件，還要搭建好臨時(shí)的腳手架施工平臺(tái)，做好安全防護(hù)的措施，最好在腳手架上面鋪設(shè)比較結(jié)實(shí)的竹膠板，還要在支架周圍安裝安全網(wǎng)，切實(shí)保證施工人員的人身安全。

在進(jìn)行錨桿鉆孔時(shí)，通常使用的工具是手風(fēng)鉆和YQ －100B 簡易潛孔鉆，采用孔徑為48 cm 的焊管，搭設(shè)的腳手架高度在2．2 m 上下，在實(shí)施鉆孔時(shí)，要依據(jù)巖石的紋理和走向以及具體的傾角情況，及時(shí)調(diào)整錨桿孔的角度大小，鉆頭的選擇標(biāo)準(zhǔn)一般是要比錨桿本體的直徑大些，程度控制在18 cm上下。當(dāng)鉆孔的深度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)需要時(shí)就可以利用高壓風(fēng)將內(nèi)部的雜質(zhì)徹底清除，為下一步的施工提供便利條件。工程中所采用的錨桿型號(hào)應(yīng)為普通的螺紋鋼筋，具有經(jīng)濟(jì)可靠性。通常使用的水泥強(qiáng)度要大于一般的硅酸鹽水泥，砂粒的選擇也要適中，通常比較青睞于直徑＜2．5 cm 的中細(xì)砂，水泥砂漿的強(qiáng)度控制在M20 的等級(jí)范圍內(nèi)。

2)做好排水孔的施工工作。在水利工程的施工中，要充分考慮到高邊坡的日常生產(chǎn)排水問題，如果排水工作沒有做到位，山體中的水就會(huì)給水利工程的高邊坡施工帶來很大的影響，嚴(yán)重的時(shí)候會(huì)造成坍塌的事故。為了防止此類事故的發(fā)生，在進(jìn)行施工防護(hù)時(shí)經(jīng)常使用的支護(hù)方式就是在高邊坡坡上開挖永久的排水孔，這樣就可以有效降低山體內(nèi)部的水壓力，保證施工工程的穩(wěn)定性。此種方法在噴混凝土和貼坡混凝土的范圍內(nèi)廣泛使用，并取得了明顯的效果。在該工程的施工中采用的是20 m3/min的空壓機(jī)，同時(shí)與YT －28 型的手風(fēng)鉆以及相關(guān)設(shè)備相配合使用。所需要挖掘的排水孔的孔徑大小通常為50 mm，依照美化的形式進(jìn)行分布，排水孔的仰角控制在10°左右，并要和錨桿保持一定的距離。為了避免排水孔在使用過程中發(fā)生塌孔等一系列問題，需要在排水孔的內(nèi)部安裝孔徑4 mm 的PVC 管，以方便排水，達(dá)到預(yù)期的效果。

3) 要做好噴混凝土和貼坡混凝土的支護(hù)工作。噴混凝土也是在早期的高邊坡支護(hù)過程中經(jīng)常使用到的方式，主要的實(shí)施內(nèi)容就是強(qiáng)化和封閉已經(jīng)開挖好的基建面層，有效降低水利工程基建面在陽光下曝曬的頻率，并減少風(fēng)吹雨淋的次數(shù)，保證基建面的質(zhì)量。此種方式廣泛應(yīng)用于廠房高邊坡的開挖工程中、防空洞出口的開挖過程中、右壩肩開挖的過程中，可以起到良好的支護(hù)效果。在混凝土的供應(yīng)過程中一般要配備2 臺(tái)JS1500 型的強(qiáng)制式拌和機(jī)，混凝土運(yùn)輸車的容量一般為6 m3左右。在現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)要充分利用已經(jīng)搭建好的腳手架平臺(tái)來進(jìn)行混凝土的噴射，在這一過程中要使用TK961 型混凝土噴射機(jī)，依照濕噴法的步驟和程序來噴射混凝土，總厚度要控制在10 ～20 cm 之間。還有一種常用的方法是貼坡混凝土，當(dāng)施工廠房的后坡高度達(dá)到390 m 時(shí)適宜采用。需要注意的問題是要保持貼坡混凝土的連續(xù)性，嚴(yán)格按照規(guī)定的程序施工。

3 總 結(jié)

綜上所述，水利工程施工過程中進(jìn)行高邊坡的支護(hù)與開挖的質(zhì)量控制具有重要的意義和作用，在設(shè)計(jì)階段就要對(duì)各種指標(biāo)有一個(gè)清楚的認(rèn)識(shí)，為實(shí)際的爆破和支護(hù)奠定良好的基礎(chǔ)。在該水利工程中，采用了比較科學(xué)合理的施工技術(shù)，對(duì)高邊坡的開挖與支護(hù)都起到了積極的促進(jìn)作用，不僅可以保證工程在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)完成所有的施工項(xiàng)目，還可以提高混凝土的施工質(zhì)量和邊坡開挖的效果，為水利工程的最后完工提供了便利的條件，也為同行業(yè)和相關(guān)領(lǐng)域的建設(shè)提供了可供參考的施工方案。

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