水利工程中高邊坡開挖與支護工程的施工要點

王琦

德州市水利局水利施工處

一、水利工程邊坡開挖施工技術

（一）數(shù)據(jù)掃描和預處理

利用三維激光掃描技術對高邊坡開挖面進行掃描，主要包括地形探測、選點設站、數(shù)據(jù)掃描、數(shù)據(jù)驗證等，掃描站設置時，應做到場地開闊、無遮擋、防風、掃描范圍不可遺漏，整個高邊坡開挖面應覆蓋。在數(shù)據(jù)采集過程中，由于施工現(xiàn)場的影響，數(shù)據(jù)采集過程中會產(chǎn)生大量的噪聲。另外，由于數(shù)據(jù)采集的基數(shù)較大，會產(chǎn)生一些無用或錯誤的數(shù)據(jù)。此時，需要對數(shù)據(jù)進行預處理。數(shù)據(jù)預處理主要處理云數(shù)據(jù)中的施工噪聲、誤差和重復數(shù)據(jù)。利用三維激光掃描儀系統(tǒng)的數(shù)據(jù)后處理軟件cyclone進行數(shù)據(jù)預處理，處理后的點云數(shù)據(jù)以TXT格式輸出到三維激光掃描儀的存儲卡中，進行后續(xù)的數(shù)據(jù)精處理和計算。

（二）石方開挖技術

由于該施工環(huán)節(jié)主要是針對具有較高硬度、性能、厚度的巖面進行作業(yè)。因此，施工前需對巖石層進行綜合的評估，根據(jù)相關參數(shù)來進行開挖方案和開挖技術的選擇。鉆孔施工必須保持勻速，及時清理挖掘機上所粘附的雜質或者挖掘殘留物。當巖石浮于土壤表面時，用挖掘機拉出并將其錘斷，并根據(jù)分層開挖的原則和流程來進行作業(yè)。在進行爆破施工時，需根據(jù)巖層的水平條件、實際分布，以及角度、高度、邊坡的坡度來進行爆破材料和方法的選擇。根據(jù)參數(shù)圖紙進行炮眼的設計和布置，嚴格根據(jù)爆破參數(shù)確定炮眼的間距、角度、深度。其眼底間距和挖槽眼間距、輔助眼的行距和眼口排序，以及沿周邊眼所設計的斷面輪廓線間距的誤差都必須小于5cm。每個炮眼的總體深度必須小于2.5m，眼底是根據(jù)開挖斷面輪廓線來進行設置，前者不得超過后者10～15cm。裝藥完之后的炮眼需對其進行填堵密封，其堵塞的長度必須超過20cm。當巖石的抗壓強度或者巖石完整性超過30MPa時，若不對整體的強度和結構穩(wěn)定造成影響，則可允許適當出現(xiàn)超欠挖，其各部位巖石隆起量必須低于5cm。

（三）土方開挖技術

如果施工現(xiàn)場的環(huán)境主要是土壤，則需要應用土方開挖技術。根據(jù)建設方案，分期建設要有序進行。施工中產(chǎn)生的泥土和框架應及時清理干凈，以便后續(xù)施工順利進行。施工前，根據(jù)施工方案規(guī)劃作業(yè)路線，分析解決土方開挖過程中可能出現(xiàn)的問題，制定相應的處理措施，做好各方面準備后，按預定路線進行施工。

二、水利工程邊坡支護施工技術

（一）混凝土噴涂技術

在大型水利工程的水力邊坡試掘開挖多層防護時，應運用鋼筋混凝土多層噴涂防護技術，并在水利邊坡和周邊同時建設多層隔離帶，避免水利邊坡在自然環(huán)境和人為水力活動的雙重影響下慢慢變得不穩(wěn)定。噴涂施工技術因具有施工原材料易回收獲取、施工作業(yè)速度快、施工后對工地原本邊坡土壤條件變化影響較小等幾大特點，在目前的新型邊坡土壤防護噴涂技術施工中常見。造價低廉的鋼筋混凝土迅速發(fā)展，成了目前噴涂建筑技術最為常見的建筑材料，利用鋼筋混凝土基層噴涂防水技術，不僅能避免出現(xiàn)自然雨水的直接沖擊以及可能帶來的施工邊坡墻體坍塌滲水現(xiàn)象，而且在大型水利水電工程施工中，對長時間不易接觸天然水資源的施工設施可以起到大大增加施工強度，從而起到保護作用。同時，混凝土基層噴涂施工時，還需要嚴格遵守噴涂施工工藝要求。噴涂處理作業(yè)必須嚴格按照要求分次有序地連續(xù)進行，保持噴層表面干凈無雜質，只有這樣才能達到噴涂出良好的噴涂效果。因此，需要對油漆噴涂現(xiàn)場設施，及噴涂的整個過程實時跟蹤和檢查，防止出現(xiàn)設備溫度太高或其他異常現(xiàn)象造成不安全事故。

（二）錨桿支護

在水利工程邊坡支護中，可以采用加固邊坡和支護邊坡的方式來提高邊坡的可靠性，錨桿支護在實際工程中應用較多。錨桿支護主要利用錨桿的內部結構來實現(xiàn)對邊坡力學整體狀態(tài)的調控。通過對錨桿位置和深度的科學計算和驗證，可以促進穩(wěn)定區(qū)的形成，從而提高邊坡的穩(wěn)定性和安全性。在錨桿支護技術的應用中，對材料和設備的要求更高，因此在施工過程中，要仔細選擇設備和材料，仔細分析邊坡中巖石的性質，確定最佳施工方案，計算核實施工現(xiàn)場的傾斜和方向，隨時調整施工設備，盡量使巖石與鉆機的距離達到最佳狀態(tài)。施工達到設計深度后，必須及時清除鉆孔內的雜物，避免塌孔等現(xiàn)象，以保證錨桿能發(fā)揮其對邊坡穩(wěn)定的作用。

（三）鋼筋的鋪設技術

在建筑施工過程中，鋼筋的基層鋪設施工作業(yè)是非常重要的環(huán)節(jié)。合理的支護鋼筋數(shù)量分配、使用順序能夠提升山區(qū)邊坡支護的穩(wěn)定性，從而達到延長山區(qū)水利工程有效支護工作期的主要目的。雖然整個鋼筋工程鋪設設計是一項較為簡單的作業(yè)，但是相關設計人員絕對不能掉以輕心，應該及時、詳細分析整個鋼筋設計流程圖紙的所有細節(jié)材料和鋼筋設計的示意圖，確保施工作業(yè)能順利實施。邊坡鋼筋支護鋪設工作的特點為具有大規(guī)模工程量、大規(guī)模建設，鋼筋在邊坡鋪設時通常需要鋼筋進行無縫連接。市場上供應的鋼筋無縫連接需要較高的運輸成本和安裝維護成本，因此施工單位受多方面因素的影響，一般會選擇鋼筋綁扎的施工方式。橋梁邊坡澆筑防護層的工作，往往都會要求施工采用一種閃光的焊接方式對其加以鋼筋對焊，采用冷筒的焊接方式輔助，完成其與鋼筋的連接。

（四）鉆爆技術

水利水電工程邊坡地質條件為巖石的情況下，主要采用鉆爆施工方法，在施工過程中對各個流程和環(huán)節(jié)的要求較高。目前我國的鉆爆施工方法主要有微差爆破、預裂爆破等。在鉆爆施工之前，必須先對施工方案作出一個整體規(guī)劃，對各項影響因素加以綜合的考量與分析，力求高質量、高標準、高效地完成鉆爆施工，以確保水利工程的施工建設順利進行。將混凝土噴射和錨桿相互結合使用，可以提高邊坡開挖工作的安全系數(shù)，起到支護邊坡的目的。有關施工單位需要注意對施工地質條件和開挖地點的周圍環(huán)境進行勘測評估后，再確定是否適合采用鉆爆技術，然后評估需要采用的施工方法及其具體的施工角度。

（五）擋土墻支護技術

若進行懸臂擋土墻施工，則是根據(jù)要求將鋼筋或者木樁等材料鑲嵌入邊坡土壤當中，形成具有較強的堅固性和防護能力的邊坡支護墻。科學地對構建的位置進行確定，利用焊接的方式對其進行處理，根據(jù)邊坡防護的要求構建相應的旋臂擋土墻。為達到預期的效果和作用，需科學地進行其間隔的調整，依據(jù)坡度來確定擋土墻的高度，一般將其控制在6～9m。

（六）預應力錨索

預應力錨索施工中，應做好錨孔的測量和控制。應使用鉆機在巖體中鉆孔。具體鉆孔規(guī)格應結合錨桿位置確定。做好錨孔的檢查和清理工作。錨桿安裝完畢后，應進行注漿作業(yè)。為滿足具體施工要求，施工前要做好勘察工作。對施工中發(fā)現(xiàn)的問題和其他不符合設計或施工要求的問題，應及時采取相應的預防措施進行處理。施工期間的鉆孔可使用潛孔錘進行。施工前，應將鉆孔表面清理干凈，防止孔內有松動的石塊和灰塵。一旦出現(xiàn)松動的石塊，在鉆孔過程中會脫落或產(chǎn)生較大的沖擊力，影響正常施工，威脅施工人員的生命安全。為防止錨索安裝時鋼絞線彈出，鋼絞線應固定好。

結論：綜上所述，建設單位必須根據(jù)當下的邊坡支護技術和水利工程建設的整體發(fā)展趨勢來進行施工理念的調整，考慮水利工程施工過程當中的各種影響因素與制約條件，推出與社會發(fā)展和工作建設需求相匹配的全新施工方案。另外，施工單位還需要有效地對施工成本和施工材料進行控制，根據(jù)實際的邊坡開挖支護技術的周期進行科學規(guī)劃。對各環(huán)節(jié)的施工流程和施工技術進行明確，要求相關人員以此為依據(jù)來進行有效作業(yè)，這樣才能為水利工程建設的持續(xù)深入和邊坡開挖支護技術的推廣與普及奠定良好的基礎。