水利水電工程施工中邊坡開挖支護技術的應用分析

王 亮 王 飛 吳高琴

水利水電工程施工中邊坡開挖支護技術的應用分析

王 亮 王 飛 吳高琴

（丹江口市宇箭水利電力工程有限責任公司，湖北 十堰 442700）

伴隨水利水電事業發展，各類先進技術得以應用，邊坡開挖支護技術便是其關鍵性技術，較好的改善邊坡開挖安全性。由于邊坡地質環境復雜性，潛在較多失穩風險因素，需科學制定開挖支護方案，并做好開挖支護施工監管，有效降低邊坡滑塌風險。本文首先闡述邊坡開挖支護技術應用的重要性，詳細研究了邊坡開挖流程與支護技術，分析了開挖支護施工的重要環節，并對邊坡監測做出提出相應要求，以期對邊坡開挖支護質量效率提升有所幫助。

水利水電工程；邊坡開挖；支護技術；應用

在水利工程實施中，受地質、環境等多重因素影響，邊坡開挖的安全性往往難有保障。為此，需要有科學的開挖支護技術作為支撐，要求合理選用支護技術，并制定嚴格的開挖支護方案，還要求對邊坡實施安全監測，確保整體作業安全性，下面將就邊坡開挖支護技術予以詳述。

1 邊坡開挖支護技術應用的重要性

在當前階段，水利水電作為重點基礎設施，其建設規模有很大發展，為經濟發展有極大貢獻。而由于水利工程環境復雜，邊坡開挖條件較為惡劣，需要科學選用開挖支護技術，方可保障水利水電施工安全。當涉及具體水利項目時，需結合實際邊坡地質條件，合理制定開挖支護方案，而且在施工進行時要及時作出調整，更好的適應邊坡施工需要，提升邊坡開挖支護質量[1]。若不采取支護技術，邊坡巖體將存在滑塌的可能，要求科學設計開挖尺寸及支護方案，使水利水電施工更為安全有序。

2 邊坡開挖支護相關技術要求

2.1 邊坡開挖施工流程

2.1.1制定邊坡開挖方案

為保障邊坡開挖有序性，需在工程實施前完成并論證邊坡開挖方案合理性，這對于提升開挖質量很是關鍵[2]。對水利水電項目而言，需充分考慮邊坡開挖潛在風險因素，并做好突發狀況應對準備。以巖質邊坡為例，在進行開挖方案設計前，需做好邊坡地質勘察，合理選用爆破及槽挖技術。要結合實際開挖厚度，合理選擇爆破參數，預防邊坡超挖的發生。同時，在開挖方案中，還需科學制定施工目標，并約束好邊坡開挖各單位任務，使邊坡開挖更加有序。

2.1.2技術交底

在邊坡開挖具體實施前，嚴格的技術交底是必須的，需將技術要求、開挖風險、作業內容等加以明確。邊坡開挖技術管理人員要擔起責任，履行好技術交底要求，提升邊坡開挖施工人員對圖紙、設備操作及開挖技術的掌握程度。若在技術交底時，發現有技術問題或者建議，需經技術部門驗證許可，方可作為技術交底內容加以實施。

2.1.3測量放線工序

要想確保邊坡開挖與圖紙設計一致性，測量放線是不可少的工序，在具體操作時，應當結合邊坡開挖設計圖紙，履行好測量放線技術要求，確保邊坡測量準確性[3]。同時，邊坡開挖的斷面也是質量檢測的重點，若未達設計要求，需對開挖段予以處置，并及時調整開挖作業流程。

2.1.4洞室、豎井的開挖

在實際工程中，巖質邊坡往往是開挖的難點，通常需進行鉆爆施工，而且爆破開挖的順序也應是由上而下。根據巖質邊坡特點及開挖要求，有多種爆破開挖方式可供選擇，但不論是何種爆破形式，均需要進行洞室、豎井的開挖作業，主要是作為炸藥的爆破點。洞室與豎井要想達到設計要求，需要保證開挖合理性，要結合爆破參數，不得出現超挖、欠挖等情況，以免影響爆破開挖的效果。

2.1.5槽挖施工

當涉及到水質巖質邊坡時，要想達到更高的開挖質量及效率，關鍵還是要做好鉆爆設計工作。在水利水電具體項目中，邊坡巖石結構需作為勘察重點，做好邊坡現場考察工作，保證爆破開挖技術選擇合理性，并且還要切實做好爆破參數設計工作。相關技術人員，需就爆破參數設計加以審核，及時修整不合理參數，確保達到邊坡爆破開挖要求。

2.2 不同邊坡條件下的開挖要求

2.2.1土質邊坡開挖技術

在進行邊坡開挖時，首先需要對邊坡土質條件有所掌握，以此來制定具體流程并選擇開挖支護技術，土質邊坡的開挖需依據由上而下原則，有助于安全、有序邊坡施工。土質邊坡開挖需借助挖掘機械，要求相關人員熟練操控，使坡層挖掘在規定的厚度范圍，以實現更加精確的施工。還應結合邊坡狀況，可將修坡緊隨削坡作業，可顯著改善邊坡開挖整體效率，也有助于邊坡開挖質量提升[4]。不僅如此，水利水電土質邊坡開挖，也存在施工風險，需設置專門監管人員，使邊坡開挖更為有序和準確，避免出現邊坡超挖問題，提升土質邊坡開挖效率。

2.2.2巖質邊坡開挖技術

在水利水電施工中，巖質邊坡也較為多見，同樣需掌握巖質邊坡開挖技術。當具體操作時，常規開挖不再適用，而是需借助爆破作業，完成巖質邊坡開挖任務，常見方式有[5]：一是逐層爆破方式，需要結合邊坡巖層厚度，制定科學的爆破計劃，相關操作人員需有豐富的爆破經驗，使邊坡巖層爆破得以有效的控制，提高逐層爆破效率與安全性。二是臺階式分層爆破，在該作業方式中，關鍵要做好安全防護，爆破挖掘作業過程將更為安全?？紤]到巖質邊坡開挖工作量大，若不對爆破操作加以控制，將會加大邊坡滑坡的風險，所以，在巖質邊坡開挖時，要實施專業監管，減少施工失誤的發生，切實提升巖質邊坡開挖安全性。

2.3 邊坡支護相關技術

2.3.1淺層支護技術

在進行邊坡開挖支護的過程中，通常需要用到淺層支護技術，涉及到的內容有噴混凝土、排水孔和錨桿束等。當涉及到鉆孔工序時，一般需要使用全液壓鉆機等設備。全液壓鉆機鉆孔技術適用于比較完整的施工平臺。在完成排架搭設工作后，通常需要采取一定的造孔措施，一般是在邊坡上部孔位開展施工。在進行錨桿束施工時，首先應當從完整巖層入手，采取注漿和插桿措施，針對巖層脆弱部位（易坍塌和破碎等位置），同樣需要采取注漿和插桿措施。應當注意注漿措施在前，插桿措施在后，能夠明顯改善施工效率。當涉及到邊坡排水孔鉆孔時，需要使用型鉆機這種設備，施工單位應當安排專門的工作人員負責維護清理，及時將鉆孔雜質清除。在進行濾管安裝前，應當保證鉆孔達到富水層后，降低施工難度和施工成本。

2.3.2深層支護技術

在進行邊坡開挖的過程中，一般需要采取深層支護技術。在使用錨固鉆機時，優先考慮輕型設備，起到錨索鉆孔的作用。同時需要調整錨索鉆孔斜度，一般借助導向儀來實現，能夠及時糾正傾斜度和偏差，在鉆孔過程中一定要選擇合適的鉆機型號。當涉及到深層支護施工，使用高壓灌漿泵為3SNS時，應當利用溜槽來完成倉錨墩混凝土的措施，提高錨墩混凝土凝結強度，然后在此基礎上進行錨索張拉操作。為了更好的控制張拉力，初期張拉力應當達到設計值的百分之九十左右，再通過相應設備來完成對稱循環張拉施工，當需要補償張拉時，應當采取錨索封錨措施。當地質環境十分惡劣時，應當通過灌漿措施來加固坡面，同時借助鋼絞線綁扎實現深層次固定，提高鋼管導向帽的連接穩定性。

3 邊坡開挖支護施工重要環節

3.1 鋼筋網設置

在進行水利水電工程施工時，能否保證鋼筋網鋪設施工質量至關重要，有利于減少對邊坡支護結構的破壞。在施工時應當布置一定數量的鋼筋網，能夠有效解決滑坡和混凝土脫落問題，提高施工的安全性。在實際施工過程中，應當保證鋼筋排列形式的合理性，并及時落實技術交底工作，提高施工的規范性，保證施工內容與施工圖紙的一致性，有從有效改善施工質量。在鋪設鋼筋網的過程中，需要注意不同鋼筋網的穿插避讓。針對鋼筋網受力特征、形式和具體尺寸等參數，提前做好防風化措施。

3.2 錨桿施工

在邊坡開挖支護中，錨桿支護也較為常用，但在水利水電施工環境下，往往涉及到許多施工因素。支護設計人員，需要結合水利邊坡地質條件，分析研究邊坡承受力，然后再進行錨桿支護設計。在實際應用中，通常將其制成錨桿擋墻的形式，可起到穩定水利工程邊坡的作用，根據其形式不同又分為：一是混凝土裝配式的錨桿擋墻，其優勢在于邊坡支護施工成本低且適用于各類邊坡結構；二是格架排樁類型，其主要材質結構也是鋼筋混凝土，也有良好支護效果；三是板筋類型，通過進行現澆的方式，應用于邊坡開挖支護施工，具有良好使用性能。只有保證錨桿施工質量，才能更好地發揮其邊坡支護效果。

3.3 噴射混凝土施工

為實現邊坡的高效支護，通常會采用噴射混凝土的方式，能夠緊隨開挖進行施工，減少開挖坡面暴露時長，并起到強化、支撐作用。出于坡面穩定性考慮，當具體應用噴射混凝土作業時，應當對邊坡開挖的放空點予以關注，借助混凝土實現坡面強化，達到安全穩定的支護效果。該技術的應用，可及時覆蓋邊坡基面，降低其風化的可能，還可有效支撐邊坡基面，達到較好支護效果。同時，在噴射作業前，應檢查專用機械性能，并對混凝土材質特性予以檢測，尤其是噴射混凝土的配比，以使其達到支護要求的凝固時長。相較于常規支護手段，噴射混凝土更加高效，并具備一定的邊坡支護效果。

3.4 邊坡排水孔施工

在進行邊坡開挖支護施工時，也要考慮排水問題，以免因表里水源而妨礙開挖支護質量。邊坡土質水分含量的增加，會加大其滑坡風險，為此，在邊坡防護施工中，要進行排水孔作業，提供良好的排水渠道。排水孔廣泛用于邊坡支護，尤其是對于噴射或貼坡混凝土結構，可有效減輕內部水壓問題。

4 邊坡開挖安全監測

4.1 邊坡監測的必要性

隨著開挖的繼續，邊坡形體及內部應力會有所變化，若不加以監測，可能出現失穩滑動問題，威脅邊坡施工安全。要知道，邊坡監測最終是服務于邊坡施工安全的，有助于實時了解邊坡圍巖與支護受力變化，進而方便進行開挖支護技術調整。借助邊坡監測工作，可有效評價邊坡穩定性，對后續施工調整很有幫助。若潛在滑坡風險，可通過邊坡監測，有效預測其滑坡方向及規模，為后續邊坡病害防治提供依據。

4.2 邊坡監測設計原理

在實際應用中，邊坡監測主要用于不良地質且有較大形變的邊坡斷面，尤其是對于有裂縫、斷層分布的邊坡部位。通常待監測斷面可根據邊坡地質、尺寸差異，有如下劃分：一是重要監測斷面，其所監測的指標更多，自動化儀表使用也更為普遍；二是次要監測斷面，在重要性上較前者有所差距。為保證邊坡監測準確性，應有效結合人工巡查與儀器測量，做到邊坡狀態的實時掌控。

4.3 物探分析

為更好地輔助開挖支護作業，還需進行物探分析工作，可借助聲波孔、長觀孔等構造，以具體實施物探監測，可有效獲取邊坡巖體數據，為開挖支護施工提供依據。

5 結束語

綜上所述，在實際水利項目中，要針對不同坡段結構特點，合理選用開挖支護技術，提升邊坡施工安全性。要明確邊坡開挖作業流程，切實做好技術交底、洞室、豎井的開挖、測量放線、槽挖施工等工作，并針對土質或巖質邊坡，采取合適的開挖技術。而且在邊坡支護施工時，要掌握噴射混凝土、鋼筋網鋪設、錨桿施工等技術要求，還應做好邊坡監測工作，實現安全有序的邊坡施工。

[1]田邦成.淺析在水利水電工程施工中邊坡開挖支護技術及其有效的應用[J].建材與裝飾,2019(27):293-294.

[2]劉黛偉.邊坡開挖支護技術在水利水電工程施工中的應用分析[J].水電站機電技術,2020,43(11):175-176.

[3]張峰華.水利水電工程邊坡開挖支護施工技術探究[J].工程建設與設計,2020(21):219-221.

[4]許偉,金一凡.水利水電工程施工中邊坡開挖支護技術應用價值[J].低碳世界,2020,10(10):46-47.

[5]肖三明.水利水電工程施工中基于邊坡開挖支護技術的應用研究[J].磚瓦,2020(05):173-174.

王亮（1986.10- ），男，漢，籍貫：湖北丹江口，職稱：工程師，學歷：本科，單位：丹江口市宇箭水利電力工程有限責任公司，研究方向，土木工程專業；王飛，（1988.06- ），男，漢，籍貫：湖北丹江口，職稱：工程師，學歷：本科單位：丹江口市宇箭水利電力工程有限責任公司，研究方向，工業設計專業；吳高琴（1967.06- ），女，漢，籍貫：湖北丹江口，職稱：工程師，學歷：本科，單位：丹江口市宇箭水利電力工程有限責任公司，研究方向，水利水電工程。

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1007-6344（2021）04-0188-02