水利工程邊坡開挖支護施工技術管理分析

劉勍

【摘要】本文對水利水電施工工程中邊坡開挖支護技術進行了多方面的分析，對邊坡開挖支護施工技術進行了分析，并對施工中的相關技術問題提出了對策。

【關鍵詞】水利水電；施工；支護技術

【Abstract】In this paper， the construction of water conservancy and hydropower project in slope excavation and support a wide range of analysis techniques of excavation and supporting technology of slope protection are analyzed， and the countermeasures proposed construction-related technical problems.

【Key words】Water Resources and Hydropower；Construction；Support Technology

1. 引言

隨著建筑工程的不斷增多，建筑工程中的一些技術也在不斷提高。在水利水電工程施工中，邊坡開挖支護技術也在不斷提高，本文從施工準備階段對如何提高水利水電工程中邊坡開挖支護技術進行了分析，最后提出了提高邊坡開挖支護技術的方法與措施。

2. 工程施工準備

2.1做好工程施工的安全因素剖析。

目前我國水利工程施工中，影響邊坡開挖和支護工程施工的最主要的因素存在于以下幾個方面：

（1）水利水電工程施工中，邊坡開挖支護施工時，邊坡上部巖體的結構不夠穩定，導致了在邊坡工程施工中存在一定的施工安全隱患，為了保證邊坡施工的安全性，在施工過程中應該加強加固處理措施，以確保人員的安全。

（2）對邊坡進行施工時，應充分考慮到邊坡部分巖石的各種安全系數，以及其各種性能指標，在施工過程中，不僅要對巖石的硬度、抗風化能力以及抗軟化能力進行細致的分析，還應當充分的考慮到巖石的強度、巖石的成分組成和巖石具備的透水性等各方面的情況。邊坡巖層的結構對于水利水電工程的邊坡施工是有重大影響的，尤其是對邊坡施工質量的影響，因此，在施工中要充分、細致地對巖體的結構、硬度、成分等指標進行綜合性的考慮。同時在施工中，還要對巖體的節理性裂隙的發育程度，以及邊坡巖體的結構及其分布狀況進行考慮。

（3）水力水電邊坡支護施工過程中，由于地區氣候以及水文環境對于邊坡支護施工的進程、施工成本都有極其重要的影響。在施工過程中，所處地區的地理位置，在地形以及地貌上，和所處位置的坡度等這些自然條件都對施工質量有著重要的影響。水利水電工程施工中，在自然條件下，風化作用對于水利水電工程的影響也是不容忽略的重要的因素。

2.2做好工程施工的道路布置。

水利水電邊坡工程施工中，道路的預先布置對于工程的施工效率也是很有影響的，組織好工程施工道路，有利于施工效率的提高。一般情況下，最少應當布置出兩條以上的施工道路，在邊坡的左、右兩岸，至少應當各布置一條，如果有臨時性的工程，就應當再單獨增設兩條施工線路，這對于提高施工效益有明顯作用。

3. 邊坡開挖和支護的施工程序

3.1邊坡開挖的施工程序。

在施工過程中，首先使用自上而下分層進行開挖的方式進行邊坡開挖操作，在開挖每一層的時候，可以沿著上、下游的方向，對施工段分成三個施工工作區，而且每個施工區都是由外部向里施工，進行分塊推進，每塊的施工面積大約為30m×20m左右，不應當過大。每個區塊都要根據開挖施工的工序，進行平行性的流水作業。

3.2邊坡支護的施工程序。

伴隨著邊坡下挖的順序，自上而下進行分層支護的施工，而后緊接著進行下一步開挖工作面的淺層支護施工，在施工中相對于淺層的支護施工，要進行深層支護滯后一級馬道15m。邊坡支護施工的程序是：噴混凝土、錨桿束、然后對排水孔進行施工，最后是錨索的施工。

4. 邊坡開挖的操作方式

4.1開挖土質邊坡。

開挖水利水電邊坡時，要嚴格按照開挖順序堅持自上而下的流程逐漸進行削坡施工，并且要保證在每次削坡層時，厚度不應超過3m。在對邊坡進行削坡施工以后，根據施工的需要選擇CAT320B反鏟挖掘機，還應當由主出渣道，自行開挖出岔道來直達作業面實施削坡操作，必須要安排專業的施工人員來配合人工修坡施工。CAT320B反鏟挖掘機在施工的過程中，通過修筑的施工道路，可以在開挖過程中，建立起“之”字形的道路，可以緩解坡度帶來的不便，也可以避免過多的集渣作業環節，而且在施工中由于作業的工程量較大，這種之結構還能夠減小工程作業的施工成本。在施工過程中，還需要做好各方面的檢查性工作，而且還要合理的把握開挖的坡度。

4.2巖質邊坡開挖方法。

水利水電巖質邊坡開挖主要是采用鉆爆法施工，采取自上而下分層開挖、噴錨支護及時跟進、毫秒微差梯段爆破。

（1）逐層爆破開挖。

根據設計要求，巖質邊坡應分層開挖，實施梯段爆破，梯段開挖高度控制在6 ～ 10m。考慮到巖質邊坡為薄層順向坡，且開挖坡角大于巖層傾角，因而不宜進行過大的切腳開挖。經研究，確定開挖爆破梯段高度控制在6m左右，局部破碎帶采取減小爆破裝藥量和降低梯段開挖高度。

（2）臺階式分層爆破開挖。

邊坡經過一段時間施工后，發現邊坡的上層巖體難以全部及時支護，邊坡上層巖體受開挖卸荷、爆破震動和巖層切腳的三重作用影響，常產生局部不穩定巖體沿軟弱夾層滑塌，不安全因素增加。針對這種情況應采取臺階式分層爆破開挖的方式，即每層距邊坡開挖線預留12m左右的平臺滯后鉆爆，先行鉆爆距邊坡12m外側的巖體，開挖爆破梯段高度仍控制在6m。

（3）薄層爆破開挖。

對距邊坡12m內側的巖體（每層預留的平臺）采取薄層爆破開挖，其開挖高度控制在3m 左右。

4.3槽挖方法。

針對廠基地質條件復雜、開挖質量要求高的施工狀況制定了槽挖施工技術措施，采取快慢結合的不同方式進行開挖，即拉槽分層爆破開挖，臨近建基面的保護層開挖。

（1）拉槽分層爆破開挖。

對廠基不影響邊坡穩定、無輪廓尺寸要求和建基面要求的巖體進行開挖，即對于設計邊坡輪廓線12m以外、建基面2m以上的巖體采取垂直于河床方向的交錯拉槽開挖方法，然后進行擴挖，分層下臥，層厚控制在6m。施工實踐證明：這種開挖方法機械化使用程度較高，挖、裝、運匹配，實現了快速施工。

（2）臨近建基面的保護層開挖。

為保證建基面爆破效果，嚴格控制超挖，減少爆破對建基面產生的爆破裂隙，避免造成節理裂隙、層面等弱面惡化進而損害巖體的完整性，因此，為保證廠基的開挖質量，對臨近建基面的保護層采取淺孔、密孔、少藥量的鉆爆技術進行開挖。保護層開挖采用YT-28手風鉆造垂直孔，孔深2m，孔底部充填柔性墊材料實施控制性爆破.出渣采用966F裝載機配合CAT320C反鏟挖掘機直接挖裝，25t自卸汽車外運出渣。

4.4鉆爆設計方法。

巖質邊坡開挖的鉆爆設計是很關鍵的環節，其對于改善開挖質量、加快施工、提高效率等有著重要的意義。設計鉆爆時必須根據實際情況進行，在掌握巖石情況時必須做好巖石結構勘察，采取生產性爆破試驗及對爆破參數準確調整。此次工程中，巖質邊坡的鉆爆施工積極采取了微差起爆技術、預裂爆破一次開挖成型技術，在對爆破設計、單響爆破藥量、起爆順序優化調整之后，被爆巖體的破碎程度顯著改善，從而有效控制了爆破振動給邊坡巖體造成的損壞，維持了2號導流洞工程的合理性。水利水電廠房邊坡施工保護層爆破參數如表1 所示。

5. 邊坡開挖支護施工技術分析與對策

水利水電邊坡支護施工緊跟開挖作業面并滯后于開挖作業面1個臺階進行，這樣既可避免開挖區域出現塌方，同時又加快施工進度、保證了施工安全。具體采用如下施工方法：

5.1錨桿施工方法。

錨桿施工是邊坡支護施工中最常用的方法，在水利水電施工中，結合邊坡錨桿來開展的一期支護的施工工程非常多。在整個施工過程中，可以利用焊管以及扣件搭設腳手架結構，其中，腳手架的層高應掌握在2.2m左右為宜，其中鉆孔還需要根據邊坡中的巖石走向、巖石的傾角等情況對錨桿孔的角度進行適當的調整，施工時選擇的鉆頭直徑要比桿體的直徑大18左右，在對錨桿孔進行施工時，鉆孔鉆到標準深度之后，要邊鉆邊采用高壓風及時的把鉆霄清理干凈，并且還要把孔內的雜質去除干凈。錨桿在使用時，要選用II級普通螺紋鋼筋，水泥的型號也應當采用強度等級大于P042.5的普通硅酸鹽水泥為宜，砂的最大粒徑不應小于2.5的中細砂，而且水泥砂漿的強度等級為M20為宜，在對錨桿孔進行注漿時，可采用人工注漿以及安裝錨桿。

5.2鋼筋網鋪設。

對邊坡進行施工時，為有效的避免邊坡巖體在遇到洪水或經過雨水沖刷以后發生塌滑、塌方等現象，在施工中可以在邊坡的破碎區域，事先選用掛鋼筋網的施工技術，來進一步提高邊坡的穩定性能，避免塌滑或者塌方等災害的發生。

5.3噴混凝土施工。

（1）噴混凝土施工是在一期支護施工中常用到的施工方法，施工的主要目的是為了把開挖到位的邊坡建基面，通過施工手段進行強化封閉操作，用來減少或避免建基面基巖在長時間的風吹日曬中導致風化。

（2）這種施工方法主要是在邊坡的開挖、放空洞出口邊坡開挖以及右壩肩開挖過程當中普遍使用，而且經過長期的實踐均取得了較好的效果。

（3）在邊坡噴混凝土施工過程中，可以通過對于放空洞出口配備上二臺JS1500型的強制式拌和機，來對施工統一進行混凝土的供應，在施工現場可以采用混凝土攪拌運輸車，把拌和完成的混凝土運到施工現場中，并且運用TK961型的混凝土噴射機，在噴混凝土施工中，按照濕噴法的工藝進行噴射C20混凝土，而且噴射混凝土的厚度應掌握在10～20cm 為宜，噴混凝土施工時，要由在施工前預先埋設的鋼筋條的直徑進行控制，可以采用鉆孔法來檢查混凝土的噴射的厚度。

5.4排水孔施工。

考慮到邊坡在施工中以及施工以后由于長時間的排水問題或者是為了避免山體中的水壓力的流動給邊坡帶來過大的損害，在施工時可以制定邊坡永久性的排水孔的布設方案，這種方式也成為了支護施工中比較常用的一種施工方法。這種永久排水孔在噴混凝土或貼坡混凝土區域當中的應用比較廣泛，這種施工方法對于減輕由于山體內部的水壓流動產生的對邊坡的損害，是很有幫助的。

5.5貼坡混凝土支護。

貼坡混凝土施工方式，在邊坡的施工支護當中是最普遍采用的一種施工方式，這種施工方法對于水利或者是水電邊坡施工的運用條件是后坡的高程需要達到390m，且該坡的混凝土的厚度在大于4cm的C20 混凝土的情況下，在施工中，為了保證順向邊坡的穩定性，所以在邊坡的局部地區，在比較陡峭的區域采取增加鋼筋條帶混凝土施工操作。還可以選擇貼坡混凝土的時候，也要確保施工過程的良好持續性，而且施工操作，也必須要按照水利水電工程中的混凝土標準進行嚴格的控制。

6. 結束語

水利水電施工工程的邊坡開挖支護技術的施工質量，將直接影響和決定著整個水利工程施工的質量問題，因此，對于水利工程的邊坡開挖和支護工程的施工技術進行分析，例如對水利水電在邊坡施工中為有效遏制邊坡巖體遇水后發生塌滑施工技術的研究、噴混凝土技術等，這些技術在邊坡支護中是屬于常用的施工方法，對這些施工方法與技術的研究，對于提高邊坡支護工程的施工技術具有十分重要的意義。

參考文獻

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