開挖支護技術在水利水電施工工程中的應用分析

楊通文

（貴州山川秀水利建設工程有限公司 貴州貴陽 550000）

開挖支護技術在水利水電施工工程中的應用分析

楊通文

（貴州山川秀水利建設工程有限公司 貴州貴陽 550000）

在水利水電工程建設中，為了在規定的區域內建設水利項目，需要使用相應的施工技術解決實踐中的困難，開挖支護技術應運而生。本文首先介紹了幾種常見的邊坡開挖技術的方法，然后根據工程案例詳細探究了開挖支護技術在水利水電施工中的具體應用，以期實現高質量的完成水利水電工程任務，更好的服務社會。

開挖支護技術；水利水電施工工程；應用

1 引言

水利水電工程是利國利民的建設項目，若是設計不合理，受到環境因素影響或者施工操作出現偏差等，都會影響水利水電施工質量和施工安全。邊坡支護結構形式有很多種，不同的支護形式的支護效果也不同，所以在水利水電施工中，使用科學合理的邊坡支護技術有利于保障水利水電工程施工質量。

2 邊坡開挖支護的方法

2.1 掛網噴凝混凝土法

掛網噴混凝土的施工方案具體分為以下幾個步驟：①施工準備。準備施工時需要的材料和工具；②清理坡面。借助高壓水沖洗坡面，將坡面上的浮土、危石等沖洗干凈，并保證坡面平整，使得混凝土和坡面能夠較好粘結；③錨桿錨孔施工。在錨孔鉆好之后，用高壓風沖掃錨孔，保證在孔底沒有雜物；④掛網。在掛網的時候要保證網和坡面剛好吻合，還要坡面的平整；⑤噴射混凝土。在網掛好之后，將拌合料和水按比例攪拌均勻，噴在坡面上，厚度因設計要求而異；⑥在噴射混凝土初凝之后，再噴水養護，一般時長大約為7d。這種辦法是為了增強坡面的穩固性和持久性，使坡面封閉性加強，盡量減少風力作用對坡面的損害。

2.2 錨桿支護法

現在大多數的邊坡支護過程中，最常有、最有效的方式就是錨桿法。在整個支護的過程中，經常利用焊管和扣件搭設手腳架結構，手腳架的高度一般控制在2.20～2.30m之間，隨著巖石的走向進行鉆孔，并且還要調整好角度等其它的一些影響因素，鉆頭的大小一般要比桿直徑大上18.00mm，在鉆孔達到規定的深度后，要對鉆孔進行清理，采用高壓風清理孔中的雜物。錨桿的選取必須要采用二級普通螺紋鋼筋，而且水泥采用的強度一般不要低于5ⅡP的普通硅鹽酸水泥，所選用的砂石最好是中細沙，砂粒徑一般要小于2.50mm，水泥漿的硬度為M20，采用人工注漿法，并安裝上錨桿。

2.3 鉆爆法

鉆爆法是一種通過鉆孔、裝藥、爆破來開挖巖石的辦法，主要有毫秒爆破、預裂爆破、光面爆破等爆破技術。在施工的過程中，

一般根據實際的地址情況、斷面大小和支護方式來選擇具體的爆破掘進方式。在水利水電的支護過程中，施工人員主要是利用鉆爆來開挖邊坡，一般是由上而下，逐層鉆爆。鉆爆法的應用大大降低了施工難度，可以有效的加快施工的進度。

2.4 分層式支護法

分層式支護法一般應用在邊坡淺層的支護中，具有穩固邊坡邊緣，加強邊坡淺層牢固性的作用，一般能起到很好的支護效果。

3 工程案例

3.1 工程概況

某水電站工程是Ⅱ等工程，經過勘察得出水電站的廠房開挖以及支護工程量的具體情況為：土方明挖24.60萬m3，石方明挖56.10萬m3，護坡混凝土0.81萬m3，各類錨筋的總數量為0.50萬根。根據工程的施工圖紙，確定鞭炮的最大開挖高度為120.00m，在邊坡開挖實際施工中，開挖最大高差為140.00m。該水電站廠房結構形式為岸邊樣式的地面廠房，在水電站內布置有4臺水輪發電機組，總裝機容量大約為880MW，主廠房的長136.00m、寬25.20m、高67.57m，機組的安裝高程為358.80m。廠房388.60m高程以上的邊坡基本按1：0.5，1：1.1，1：1.5的坡比進行開挖操作。在開挖邊坡位置，每隔15m布置馬道，寬度為2～3m。廠房389.60m高程之下的基礎多數是垂直開挖。一期支護廠房邊坡時選擇錨噴，二期支護時選擇鋼筋混凝土護坡或者錨索進行加固處理。

3.2 邊坡開挖控制爆破技術

3.2.1 爆破控制和爆破網絡

本工程爆破網絡可以采用非電雷管孔間的微差順序爆破網絡，預裂孔在相鄰梯段孔之前的起爆時間在75～100ms之間。控制拱壩建的基面預裂孔的最大單響藥量在20kg以內，另外，與建基面距離30m以外的單響藥量應該控制在100kg以內，與建基面距離15m以內的單響藥量應該控制在25kg以內，與建基面距離15～30m之間的單響藥量應該控制在75kg以內，與此同時還應該符合質點振動的速度要求。

3.2.2 爆破孔和緩沖孔

對于爆破孔以及緩沖孔可以使用液壓鉆進行鉆孔施工，在鉆進過程中，應該確保爆破孔以及緩沖孔呈水平，預裂孔以及緩沖孔之間應該有1～1.5m之間的距離。另外，預裂面和爆破孔孔底的垂直距離應該控制在2.5m以內。緩沖孔的藥卷直徑為50mm，連續不耦合裝藥，且要分兩段進行，堵塞段為1.0～1.5m，線裝藥的密度在2.00～2.80kg/m3之間，在第一段封堵中部，在第二段封堵孔口。爆破孔的藥卷直徑為70mm，不耦合連續裝藥，單耗為0.40～0.55kg/m3，孔口堵塞尺寸在2.00～2.50m之間。

3.2.3 預裂孔

預裂孔可以分為馬道水平預裂孔以及坡面預裂孔。使用YT28手風鉆鉆馬道水平預裂孔，孔深度為3m，間距為50cm，孔口堵塞為0.50m，線裝藥的密度在150～200g/m3之間，藥卷直徑為25.00mm；坡面預裂孔的孔徑大小為90.00mm，造孔施工使用XZ-30潛孔鉆，孔深為17.30m，超深為0.50m，間距為60～80cm，根據2個爆破梯段進行預裂。藥卷的直徑大約為32.00mm，加強底部，孔口堵塞為1.00～1.50mm，線裝藥密度在260～350kg/m3之間。

3.3 邊坡支護施工技術措施

水電站邊坡支護施工緊跟開挖作業面，而且通常滯后于開挖作業面1個臺階進行，不僅能夠防止開挖區出現塌方，而且有利于保證施工進度和施工安全，具體的方法如下所示：

3.3.1 錨桿施工方法

在邊坡支護施工中，錨桿施工技術是最常使用的方法之一，水電站結合邊坡錨桿開展一期支護施工需要注意很多方面，例如：后邊坡477.00m高程以下、右壩肩530.00m高程以下、放空洞出口465.00m高程以下也可以采用錨桿施工方法。錨桿參數為φ25@3m×35，L=6.1m/6.5/9m，外露100cm，分布形式為梅花形，傾角為30°，灌注M20水泥砂漿；施工時選擇φ48×3.5mm的標準焊管、扣件，在施工前，應該搭建好施工腳手架，提供安全的作業平臺，并在腳手架上鋪設滿竹膠板，另外還應該在腳手架附近設置安全網，確保高空作業安全。錨桿鉆孔選擇手風鉆以及YQ-100QB簡易潛孔鉆。在整個施工過程中，使用φ48mm焊管以及扣件搭設腳手架結構，腳手架層高為2.30m，鉆孔過程需要綜合考慮巖石走向以及傾角的情況，并及時調整錨桿孔角度，鉆頭直徑應該大于桿體直徑18.00mm左右。當鉆孔達到設計深度要求后，還應該使用高壓風將施工現場清理干凈，去除孔內雜質。對于錨桿可以選擇II級普通螺紋鋼筋，而水泥可以采用強度等級高于P.042.5的普通硅酸鹽水泥，砂料的最大粒徑應該大于2.50mm，水泥砂漿強度等級為M20，并且采用人工注漿并安裝錨桿。

3.3.2 鋼筋網鋪設

在水電站的邊坡施工中，為了避免邊坡巖體遇水發生塌陷等其他地質災害，可以在邊坡破碎區掛鋼筋網，提高邊坡穩定性。例如，廠房邊坡427～477m高程、放空洞出口邊坡415～466m高程以及右壩肩全部開挖區域均采用鋼筋網護坡。施工時采用φ48mm鋼管搭設腳手架平臺，安排施工人員在現場綁扎鋪設鋼筋網φ8@20m×20cm，一般鋪設面積為2m×2m，方便運輸。通過人工運輸的方式，將鋼筋網運輸至需要鋪設的區域，然后將鋼筋網緊密貼合在巖面，并與邊坡中原有的錨桿頭進行焊接，形成整體。

3.3.3 噴混凝土施工

在本工程的邊坡噴混凝土過程中，在放空洞中配置的2臺JS1500型強制式拌以及機供應混凝土材料，采用6m3混凝土攪拌運輸車運輸施工材料，利用在錨桿施工中已經搭設好的鋼管腳手架平臺，采用TK961型混凝土噴射機按濕噴法工藝噴射C20混凝土，厚度為10～20cm，在混凝土的噴射過程中，通過預先埋設的鋼筋條進行施工質量控制，施工完成后采用鉆孔法檢查混凝土噴射厚度。

4 結語

綜上所述，開挖支護技術是水利水電工程施工中十分先進的技術，在具體的施工過程中，技術人員首先應該明確施工現場實際情況，然后合理使用開挖支護施工技術，有效開展水利水電工程施工，確保工程質量的提升，進而促進社會經濟的和諧發展。

[1]陳玉姣.開挖支護技術在水利水電施工工程中的應用分析[J].科技經濟市場，2014（05）：8.

[2]江世勇.試論水利水電工程邊坡開挖支護的施工技術[J].低碳世界，2015（2）：67～68.

[3]成萬龍.分析水利水電工程施工中邊坡開挖支護技術的應用[J].珠江水運，2014（17）：71～72.

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2015-11-2

楊通文（1973-），男，從事的工作方向為水利水電工程建筑。