高陡邊坡開挖支護技術在水利工程邊坡處理中的應用研究

李海濤 胡碩鵬

摘 要：隨著當今社會的發展，我國的水利工程進步巨大，眾多的大國工程成功問世，但是隨著水利工程項目的發展，其施工環境也是變得更加的復雜和危險了，特別是在處理高陡邊坡時，更是其要控制的重中之重。而本文就是針對這一問題，對其進行了高陡邊坡工程的實驗探究，本文依托某水利工程為基礎，詳盡的介紹了高陡邊坡的支護以及開挖工程技術，同時還詳細的分析了其施工的關鍵環節、安全監測點，本文希望通過這些論述能促進邊坡施工的穩定性以及安全性，進而提升水利工程的質量。并且本文中總結的實踐方案具有一定的推廣價值。

關鍵詞：高陡邊坡;開挖支護技術;關鍵環節;安全監測

隨著我國國民經濟的快速發展，我國的水利工程規模也在不斷地增大。但是我國的大多數水利工程都修建于高山峻嶺中，這些地方的地質條件大都不利于工程的施工，這不僅使工程施工變得異常困難，而且還會嚴重影響到工程的穩定以及安全性。同時水利工程施工的高陡邊坡支護問題也是很突出的，如果疏忽大意極易造成工程塌方事故，所以我們為了確保工程的順利進行，這就需要我們結合工程需要以及當地自然環境特點來有針對性的施工和防護。高陡邊坡開挖支護工作基本上可以說是水利施工中比較危險的項目了，也是水利工程項目順利進行的重要基石，所以其可以說是水利工程施工安全控制的關鍵點。當然了如果其出現施工質量問題，那么水利工程的整體質量是很難得到保證的，而且還會造成其相應的工程運營維護費用的增高，使投資者的投資風險增加，嚴重的還會造成經濟的損失和不良的社會影響。所以本文就針對高陡邊坡的開挖支護的問題，詳細的介紹了其現行的最新技術，同時還借助作者已經親身實踐參與的峽江水利樞紐柘塘防護項目的高陡邊坡處理工程，結合實際的工程從技術層面對支護、開挖施工的控制點以及關鍵點進行了詳細的介紹，同時還有針對性的介紹了高陡邊坡工程時其應注意的重點施工環節，而且還詳細解釋了其高陡邊坡要如何進行監測，才能保證其工程的穩定以及安全性，希望本文的這些概述可以為我國未來水利項目的施工提供一定的參考。

一、工程概況

江西省峽江水利樞紐工程是集防洪、發電、航運、灌溉于一體的利國利民的國家級水利樞紐工程，而這其中其柘塘防護工程則是其中部地區的重點水利樞紐防護項目，但是這一段工程，其壩址區的斷層很多并且斷層的錯動和節理裂縫問題還很突出，特別是其左岸的高陡邊坡地區，其施工時的安全問題突出，而且該地區還受層內錯動以及地質脆弱的影響，其結構的面力學參數以及強度都會有相應的降低，具體的情況我們可以從圖1所示的剖面圖力看出。由圖一我們可以看出，該地區其多余錯動和臨空面較多，并且這兩種地質特征還會交叉影響，在這種多種復雜荷載的作用下，柘塘防護項目的高陡邊坡段其巖層錯動帶是極易發生較大規模滑移現象的，如果該段發生錯位變形，那邊坡失穩破壞的威脅還是很大的，因此我們必須做好這一問題的防護措施。

我們根據當時地質勘查的相關資料總結后，發現其邊坡的第一主應力大小是 8到11 MPa，傾角是 15°。其邊坡巖體部分力學參數如下表所示。

二、如何進行方案設計

（一）支護施工技術

1.高陡邊坡施工時的支護技術

我們在面對高陡邊坡施工時，其對應的支護工程也是很有必要的，只有這樣我們才可以阻止或者減少其工程結構出現裂縫、滲水、塌陷等問題，減少工程因地質的變化而造成的質量問題。因此在水利工程時，高陡邊坡的支護工作還是很必要的，因此現代施工過程中，需要對于高陡邊坡支護工程給予足夠的重視，而我們想要能夠全面并且系統的保障高陡邊坡支護工程其施工的質量。那么我們就必須了解其所有的支護和開挖技術的適應情況以及優缺點，這樣我們才能做到有針對性去選擇最適合的支護技術。

（1）深層攪拌樁。這一技術的核心就是插入深層的攪拌樁以及鋼護板支護，我們通過這一技術可以充分發揮水泥的固化作用，具體操作就是我們利用機械攪拌設備將軟土劑以及固化劑充分的攪拌混合均勻，之后二者會發生復雜的反應后變得堅硬，這樣高陡邊坡的支護保護結構就形成了，該技術在邊坡支護施工中的應用還是很廣的。

（2）錨索結構。錨索結構的核心就是借助錨索將邊坡土體滑動所產生的拉力傳遞到穩固的巖層中去，這一結構基本上是由三部分組成的即錨頭、錨桿、固定端。這其中錨頭是固定錨桿以及起固定作用的結構;由注漿體和鋼絞線組成的錨桿則是傳遞拉力的結構，最后的固定端則是將由錨桿傳遞過來的力穩定到巖體中去的結構，當然了，錨索結構還有很多的輔助結構的，像注漿泵、相應的鋼支架等。錨索結構能夠穩定高陡邊坡是因為其將下滑的作用力通過錨桿傳導到穩定巖體中去，從而使邊坡穩定，進而保證邊坡施工的安全性。同時我們為了保證加固效果，錨索結構的安全質量檢測也是必不可少的，我們可以通過超聲檢測法、磁通量檢測法等去分析其是否存在安全隱患，這樣我們就可以減少一些因工程材料不合格而造成的的安全問題，從而提高高陡邊坡施工時的安全水平，進而保障工程建成后的使用效果。

（3）錨固樁、土釘墻聯合支護。我們在面對一些復雜的高陡邊坡情況時，單一的支護結構已經很難滿足我們的需要了，這時我們往往就會采用錨固樁和土釘墻的聯合支護技術，通俗的來講，該技術就是通過錨固樁來加固邊坡的開挖面，從而提升其自穩能力，之后再通過土釘墻作業，進一步的加強邊坡的穩定性，從而達到聯合支護保證邊坡安全的目的。當然了，當我們遇到軟土等不良地質時，其開挖的深度是要嚴格把握的，而且在開挖后我們也要做到能迅速噴射混凝土來封閉坡面，當然我們如果想要提高噴射的混凝土的凝固速度，早凝劑、加大水泥比例等方法都是可以采用的。

2.施工要點

（1）分段施工，先支護后開挖。我們在進行深基坑作業時，通常其施工的規模都是很大的，所以我們在施工時就要先支護后開挖，開槽先支撐，嚴禁為了追求速度而超挖快挖現象的發生，必須按照設計方案分層分段逐步開挖。這樣我們才可以在開挖時降低其對土地的擾動，降低邊坡無支護暴露時長，減少突發意外天氣等的影響，從而能夠對稱均衡開挖，這樣我們才可以控制好土體的移動性能，進而保證工程穩定。

（2）嚴格按照施工方案進行。我們在高陡邊坡的開挖支護工作前還是要有很多工作要做的，像技術交底和施工圖紙的審查就是重中之重，同時我我們還要現場勘查工地，了解其周邊環境的情況，對存在安全隱患的地區要在做好防護工作，這些都是要體現在設計圖紙中的。同時我們在施工時要保證按圖紙設計和規范施工，這樣我們才可以保證工程能順利進行。當需變更設計時，必須經專家審核、復議通過后才可修改施工。

（3）控制好關鍵數據。我們在開挖高陡邊坡的基坑時，像其基坑的尺寸，開挖的深度、坡度等數據都是異常關鍵的，必須要合理進行控制的，同時還要定期核實校準的。只有這樣我們才可以避免因邊坡松動而對水準點的影響，從而減少施工誤差。

（二）高陡邊坡開挖施工技術

我們在高陡邊坡施工時，像其周邊環境是要了解充分的，這樣我們才可以根據邊坡的實際情況來周密準備施工事宜，特別是水利工程施工時，其開挖基坑大，又加之施工地質環境復雜。所以其在高陡邊坡施工時，其工程的準備、設計、施工、安全防護等工作的準備就要更加的重視了，只有這樣才可以萬無一失，而我們想要做到這一點可以從以下幾個方面入手。

1.施工監測

（1）邊坡安全監測。我們在進行與水利項目相關的高陡邊坡工程時，我們要實時有效的檢測其邊坡開挖面的內部變形情況，及時處理反饋回來的相關數據，若監測數據穩定，則施工作業;如數據異常，我們則就要采取加 固措施了，待加固后的數據重新檢測合格穩定后才可以繼續施工。

（2）爆破振動監測。我們在進行與水利項目有關的高陡邊坡工程時，爆破施工是肯定會有的，所以這就需要我們按爆破衰減規律來對邊坡的穩定情況實時監測了，通過對比分析這些數據，確定邊坡的實際情況，從而來確定后續如何去進行開挖和支護。

2.施工流程

（1）放樣;我們在開挖前，按照軸線控制網來施工放樣機會必不可少的步驟，我們要用安裝的木樁來控制軸線，從而開挖施工。

（2）我們在開挖前，像軟弱土層就需提前對其進行支護處理。

（3）我們在邊坡施工時，其開挖和支護要同步協調進行。

（4）我們在邊坡開挖施工時，會產生很多的土方，所以這就要求我們在支護完成后，還要修筑低于15%的坡道，以用來安全可靠的運輸這些土方。

（5）我們在開挖工程中，要有專人進行相關的質量控制，這樣我們的工程才可以滿足施工和設計的要求。

（三）施工注意事項

因為高陡邊坡的地質環境十分復雜，所以我們在邊坡施工作業時就要異常的謹慎和嚴格了，所以像以下兩點就是我們需要特別注意的事項了。

1.開挖前的準備工作

我們在進行高陡邊坡施工前，引起復雜的地質條件，所以我們要充分了解群其現場的施工環境，和設計方充分論證項目的可行性，并且還要合理的安排邊坡施工的進度。

2.掌握季節變化的影響

我們在進行高陡邊坡施工時，因為季節的變換，其邊坡下的河道中其水位也是不同的。這種情況下想要做好高陡邊坡的開挖工作，我們就要適時的掌握其水文情況，依據季節來計算河道中以及地下的水位變化，從而合理的進行施工和安排計劃進度。

三、關鍵施工環節質量控制

本文就根據江西省峽江水利樞紐工程中柘塘防護項目中高陡邊坡開挖支護所遇到的問題和突發情況，經過總結歸納后就如何對其關鍵環節進行質量控制進行了如下設計。

（一）鋼筋網鋪設

我們在高陡邊坡施工時，為了避免發生落石、塌方等地質事故，所以在施工前對邊坡進行相應的加固處理的，而鋪設鋼筋網加混凝土加固則就是最快的方式了。

（二）噴混凝土施工

當我們為了減少邊坡基面的風化和沖蝕而需要對開挖好的邊坡面強化封閉時。如圖2所示的那樣，噴射混凝土加鋼筋加固的方式則就是最普遍的方式了。

（三）施工排水孔

在高陡邊坡施工時，我們經常會遇見地下水位過高的問題，這時我們為了避免其對邊坡安全造成影響，在支護和開挖時加裝施工排水孔和排水設備則是較常見的行為了。

四、邊坡開挖安全監測方案的優化

我們在進行高陡邊坡工程開挖時，實時的施工監控是必須進行的，同時我們還要根據過程的進展結合實際工程需求而對監測方案進行同步的優化處理，這樣才可以確保邊坡開挖能安全順暢進行。而且工程監測的數據也是提前預知邊坡滑動情況的重要保障，這些數據對于我們深入分析邊坡的動態變形情況是很有效的，同時也是我們指導預測后期施工的重要數據支持。這樣我們就可以有效掌握邊坡圍巖的變形以及支護受力狀況，隨時對其進行加固和完善處理，繼而保障邊坡施工的安全穩定運行。當然了我們為了將邊坡開挖支護的風險降到最低，那邊坡斷面的安全監測，特別是地質條件惡劣如斷層、裂縫位置的安全監測就是很必要的了。同時我們為了保證監測的有效何高效性，根據實際邊坡情況來實時調整、優化監測方案也是必不可少的工作，這樣監測的參數才能真實反映我們對邊坡的真實監測情況。

五、總結

當我們在進行水利項目中的高陡邊坡開挖支護施工時，我們必須要控制好邊坡的穩定性，堅決杜絕落石和塌方事故的發生，在其開挖 以及支護的過程中，高陡邊坡的控制就對是這一項工程的施工關鍵點。而本文就通過總結和分析江西省峽江水利樞紐工程中柘塘防護項目中高陡邊坡開挖支護工程所遇到的問題和突發事故，來總結了高陡邊坡開挖支護施工時的技術重點，并且簡介了支護重點環節的應怎樣控制質量、掌握施工要點、控制關鍵數據、工程監控的，希望可以為我國未來類似的項目提供一些有價值的參考。

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