邊坡開挖支護(hù)施工技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用

代學(xué)山

（中國水利水電第四工程局有限公司，青海西寧 810000）

水利水電工程建設(shè)過程中面臨復(fù)雜的施工環(huán)境，且施工步驟繁雜，在具體施工過程中時常發(fā)生意外。相關(guān)人員需要對邊坡開挖以及支護(hù)施工予以高度重視，在施工前制定合理的方案，防止出現(xiàn)質(zhì)量和安全問題。水利水電工程施工過程中多采用邊坡支護(hù)開挖技術(shù)對高邊坡進(jìn)行處理，通過該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用使邊坡支護(hù)開挖更安全有效，減少滑塌的發(fā)生，加快施工速度，有效解決施工時可能遇到的安全問題及隱患，推動我國水利水電工程良性發(fā)展。

1 常用的邊坡開挖方式

1.1 土質(zhì)邊坡開挖方式

土質(zhì)邊坡開挖需要遵循自上而下的原則，在具體操作過程中必須按照施工要求及標(biāo)準(zhǔn)操作，削坡層厚度需要控制在合理范圍內(nèi)。邊坡的減退削坡可結(jié)合實(shí)際情況確定是否使用反鏟開挖機(jī)，機(jī)械開挖的效率高于人工開挖，可酌情應(yīng)用。負(fù)責(zé)開挖的人員必須具備豐厚的專業(yè)技術(shù)，優(yōu)化施工技術(shù)管理措施，加強(qiáng)對施工現(xiàn)場的監(jiān)督和管理，確保工程質(zhì)量。

1.2 巖質(zhì)邊坡開挖方式

部分巖質(zhì)邊坡的邊層為巖石，在確定開挖方式和爆破方案時，需要綜合考慮巖石的硬度、性質(zhì)、分布情況等。巖質(zhì)邊坡開挖應(yīng)遵循自上而下原則，有效提升開挖效率，確保開挖質(zhì)量，使邊坡開挖施工更安全有效。進(jìn)行開挖時，需要綜合了解多方面情況確定爆破點(diǎn)，以最小的爆破范圍滿足施工需求，避免對邊坡造成不利影響?，F(xiàn)階段，應(yīng)用率較高的爆破法為臺階式爆破法，該方法較為穩(wěn)定，對邊坡造成的影響較小。

1.3 槽挖方式

相較于其他工程項(xiàng)目，水利水電工程施工面臨的難題較多，且受到多種因素的影響，如開挖時需要綜合考慮環(huán)境因素、地理因素、項(xiàng)目所在地的相關(guān)情況等。因此，為了加快工程進(jìn)度，保證工程質(zhì)量，必須制定合理的開挖方案。

目前，槽挖方式是水利水電工程施工中常用的一種開挖方式，具體可分為兩種，即拉槽分層爆破開挖和保護(hù)層開挖，應(yīng)用過程中需要結(jié)合邊坡輪廓的特點(diǎn)進(jìn)行選擇。

1.4 鉆爆方式

針對水利水電工程，必須完全掌握工程具體情況后，制定科學(xué)合理的鉆爆方案后，才能開始鉆爆施工。制定鉆爆方案時必須做到精準(zhǔn)設(shè)計，相關(guān)人員應(yīng)到施工場地對施工情況進(jìn)行了解和掌握，詳細(xì)了解鉆爆區(qū)域的地質(zhì)情況，實(shí)施生產(chǎn)性爆破試驗(yàn)，經(jīng)過數(shù)次的試驗(yàn)結(jié)果確定最終的爆破參數(shù)。

在爆破施工中采用微差爆破技術(shù)、預(yù)裂爆破技術(shù)等，可有效提升爆破效率，降低爆破對邊坡巖體的影響，避免頻繁調(diào)整開挖部位影響工程進(jìn)度和質(zhì)量。

2 工程概況

該工程處于某河流的支流處，是一項(xiàng)綜合性水利工程，有多個功能需求，包括供水、灌溉等。

土方開挖、淤砂開挖、坑石開挖、石方開挖的量分別為2 178、199、4 202、3 057 m3，土方回填和砂礫石回填量分別為388 m3和180 m3，干砌石塊和碎石墊層分別為89 m3和30 m3，M5漿砌塊石、M7.5漿砌塊石、M7.5漿砌料石分別為1 760、2 034、147.2 m3，C15混凝土、C20混凝土、C25混凝土分別為587、182、3.7 m3，鋼筋質(zhì)量和伸縮縫分別為11.3 t和49 m2，砂漿勾縫、M10砂漿抹面、噴漿護(hù)面分別為282、678、280 m2，石渣運(yùn)輸量為4 002 m3。

3 邊坡開挖支護(hù)技術(shù)在水利水電施工中的應(yīng)用分析

3.1 地質(zhì)勘測后進(jìn)行邊坡開挖支護(hù)施工

邊坡開挖支護(hù)技術(shù)應(yīng)用于水利水電工程施工時，需要提前檢測邊坡的安全情況、斷面情況、邊坡地質(zhì)情況等，通過檢測結(jié)果制定施工方案。施工人員通過爆破振動檢測，掌握振動頻率，以此為依據(jù)完成施工指揮，提高操作的準(zhǔn)確率，提高施工安全性，使邊坡開挖工作高效完成。深入施工現(xiàn)場對邊坡物理狀態(tài)進(jìn)行考察后開始施工，即物理探測，分析具體的地質(zhì)情況，確定施工技術(shù)[1]。

3.2 邊坡開挖支護(hù)技術(shù)的實(shí)施要點(diǎn)

在邊坡支護(hù)技術(shù)中，淺層支護(hù)和深層支護(hù)是應(yīng)用率較高的兩種方法。在淺層支護(hù)中，錨桿支護(hù)法、掛網(wǎng)噴混凝土法以及排水孔的應(yīng)用最為普遍。錨孔挖掘完成后，完成灌漿再行插桿，如果有巖層開挖深度不足等情況發(fā)生，可以先行插桿后灌漿。

邊坡開挖支護(hù)施工涉及鋼筋網(wǎng)的鋪設(shè)，尤其在地質(zhì)穩(wěn)定性差、發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害可能性較大的地區(qū)，如滑坡、地震、泥石流等，鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)工作尤為重要。應(yīng)做好邊坡加固，提高其穩(wěn)定性及牢固程度，降低地質(zhì)災(zāi)害對邊皮的影響，鋪網(wǎng)過程中，坡面與網(wǎng)應(yīng)密切連接，充分發(fā)揮防護(hù)作用。

排水孔設(shè)計是施工過程的重點(diǎn)之一，工程正式投入使用后，邊坡長期受排水影響，穩(wěn)定性和牢固程度下降。在邊坡開挖施工過程中，需要合理修建排水孔，通過修建永久排水孔降低排水對邊坡的損傷程度。在排水孔中添加排水盲材，延長排水孔的使用壽命，避免坍塌，提高牢固程度。

3.3 對施工現(xiàn)場進(jìn)行科學(xué)管理

在實(shí)際的水利水電工程邊坡開挖支護(hù)施工過程中，涉及較多與施工各環(huán)節(jié)相關(guān)的操作人員與管理人員，需要使用較多種類的機(jī)械設(shè)備，現(xiàn)場管理工作難度較高、復(fù)雜性較強(qiáng)。

（1）在施工準(zhǔn)備階段，應(yīng)全方位清理掉施工現(xiàn)場無關(guān)設(shè)備，要求沒有后續(xù)施工任務(wù)及操作資質(zhì)不過關(guān)的人員必須離開施工現(xiàn)場。

（2）“自上而下”實(shí)行土方開挖，土方開挖環(huán)節(jié)和石方開挖環(huán)節(jié)應(yīng)分開進(jìn)行；合理運(yùn)用“機(jī)械設(shè)備+人工操作”的方式，從效率與質(zhì)量兩方面保障各環(huán)節(jié)開挖工作的安全性。

4 水利工程的邊坡支護(hù)

4.1 鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)

水利水電工程邊坡支護(hù)施工過程中，針對邊坡完整性較差的區(qū)域可鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，避免邊坡塌方、塌滑等情況發(fā)生，滿足工程對邊坡穩(wěn)定性的要求。該工程在施工現(xiàn)場完成了20 cm×20 cm鋼筋網(wǎng)的綁扎，總鋪設(shè)面積為4 m2。一般情況下，水利水電工程邊坡淺層支護(hù)方式包括噴混凝土、錨桿束和排水孔。

（1）噴混凝土。

在水利水電工程邊坡支護(hù)施工時，噴混凝土的應(yīng)用最為普遍，該方法能夠加強(qiáng)邊坡基面的牢固性和密封性，防止邊坡巖體因受到自然環(huán)境影響被分化。該工程的施工關(guān)鍵在于堤身的防護(hù)工作，先在地基邊坡表面砌上M7.5漿砌石，確保其平整度滿足要求，壓實(shí)整個平面，根據(jù)施工配合比要求配置處混凝土，在此基礎(chǔ)上利用噴繪機(jī)濕噴工藝將C15混凝土材料噴繪至所需位置，由專業(yè)人員進(jìn)行施工驗(yàn)收。完全滿足施工要求后開始安裝模板，通過鋼模板外撐內(nèi)抵的方式使模板更牢固，滿足施工要求后采用噴繪機(jī)在已確定位置噴灑C15混凝土材料，混凝土的噴繪厚度通常為10～20 cm[2]。

（2）錨桿束。

綜合判斷該工程的具體情況，選用柵格結(jié)構(gòu)完成邊坡支護(hù)，錨桿布置如圖1所示。

圖1 錨桿布置剖面

使用挖掘機(jī)對護(hù)坡比進(jìn)行調(diào)整并壓實(shí)，用膩?zhàn)臃巯葎澇鰱鸥窠Y(jié)構(gòu)的邊框線，柵格槽人工開挖，成型后的尺寸應(yīng)滿足設(shè)計要求。由專業(yè)人員驗(yàn)收合格后開始安裝模板，模板為定型鋼模板，在模板外側(cè)處的護(hù)坡釘入間距為30 cm的木楔子，模板固定采用間距為30 cm的木條釘立木楔，確保結(jié)構(gòu)尺寸與設(shè)計要求相符。

監(jiān)理人員對模板安裝進(jìn)行驗(yàn)收，確認(rèn)合格后開始柵格混凝土澆筑，在施工現(xiàn)場完成混凝土攪拌，攪拌設(shè)備可選用滾筒式攪拌機(jī)，倒入手推車送至施工場地，拌制混凝土的配合比需要與試驗(yàn)結(jié)果一致，確?；炷练鲜褂靡?；待混凝土終凝后，安排專門的工作人員進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)[3]。

（3）排水孔。

水利水電工程的邊坡需要長期排水，導(dǎo)致周邊山體可能受到水壓影響而損傷邊坡，為解決此問題設(shè)置排水孔[3]?，F(xiàn)階段，針對混凝土結(jié)構(gòu)面占比較大的位置通常設(shè)置排水孔，且排水孔使用年限不受限制，以此緩解山體水壓強(qiáng)度。該工程安裝了20 m3空壓機(jī)以及配套設(shè)備，排水孔徑和孔深分別為50 mm和4 m；仰視角度約10°。

4.2 深層支護(hù)

深層支護(hù)是水利水電工程邊坡開挖的重要施工技術(shù)，在具體施工時輕型錨固鉆機(jī)是首選設(shè)備。

以液壓錨固鉆機(jī)為例，可利用該設(shè)備完成錨索的鉆孔，設(shè)備上配備的導(dǎo)向儀可以在鉆孔時調(diào)整傾斜度，全程檢查鉆孔相關(guān)事項(xiàng)，對存在的誤差及時予以發(fā)現(xiàn)并糾偏。實(shí)施深層支護(hù)時，選用3SNS型號高壓灌漿泵完成灌漿施工，混凝土錨固使用溜槽，施工過程遵循設(shè)計要求，凝結(jié)的質(zhì)量達(dá)到實(shí)際要求的強(qiáng)度后，開展錨索張拉程序。在此期間，需要嚴(yán)格控制初期張拉時的張拉力度，以設(shè)計值的90%為最佳，由專業(yè)設(shè)備持續(xù)張拉鋼絞線，以此檢測鋼索是否滿足設(shè)計要求，如不符合需要進(jìn)行補(bǔ)償張拉，最后進(jìn)行封錨。

5 結(jié)語

水利水電工程建設(shè)過程中，需要采用科學(xué)合理的施工技術(shù)提升工程質(zhì)量，加快工程進(jìn)度。邊坡支護(hù)技術(shù)可以滿足水利水電工程的應(yīng)用需求。在具體應(yīng)用時，需要明確邊坡開挖支護(hù)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)要求及技術(shù)要點(diǎn)，結(jié)合工程實(shí)際情況，制定科學(xué)合理的施工方案。