水利工程邊坡開挖支護(hù)施工技術(shù)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(hù)技術(shù)進(jìn)行了多方面的分析，對邊坡開挖支護(hù)施工技術(shù)進(jìn)行了分析，并對施工中的相關(guān)技術(shù)問題提出了對策。

【關(guān)鍵詞】水利水電；施工；支護(hù)技術(shù)

【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(shù)也在不斷提高。在水利水電工程施工中，邊坡開挖支護(hù)技術(shù)也在不斷提高，本文從施工準(zhǔn)備階段對如何提高水利水電工程中邊坡開挖支護(hù)技術(shù)進(jìn)行了分析，最后提出了提高邊坡開挖支護(hù)技術(shù)的方法與措施。

2. 工程施工準(zhǔn)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(hù)工程施工的最主要的因素存在于以下幾個(gè)方面：

（1）水利水電工程施工中，邊坡開挖支護(hù)施工時(shí)，邊坡上部巖體的結(jié)構(gòu)不夠穩(wěn)定，導(dǎo)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(yīng)該加強(qiáng)加固處理措施，以確保人員的安全。

（2）對邊坡進(jìn)行施工時(shí)，應(yīng)充分考慮到邊坡部分巖石的各種安全系數(shù)，以及其各種性能指標(biāo)，在施工過程中，不僅要對巖石的硬度、抗風(fēng)化能力以及抗軟化能力進(jìn)行細(xì)致的分析，還應(yīng)當(dāng)充分的考慮到巖石的強(qiáng)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(jié)構(gòu)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(zhì)量的影響，因此，在施工中要充分、細(xì)致地對巖體的結(jié)構(gòu)、硬度、成分等指標(biāo)進(jìn)行綜合性的考慮。同時(shí)在施工中，還要對巖體的節(jié)理性裂隙的發(fā)育程度，以及邊坡巖體的結(jié)構(gòu)及其分布狀況進(jìn)行考慮。

（3）水力水電邊坡支護(hù)施工過程中，由于地區(qū)氣候以及水文環(huán)境對于邊坡支護(hù)施工的進(jìn)程、施工成本都有極其重要的影響。在施工過程中，所處地區(qū)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(zhì)量有著重要的影響。水利水電工程施工中，在自然條件下，風(fēng)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(yù)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(yīng)當(dāng)布置出兩條以上的施工道路，在邊坡的左、右兩岸，至少應(yīng)當(dāng)各布置一條，如果有臨時(shí)性的工程，就應(yīng)當(dāng)再單獨(dú)增設(shè)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(hù)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(jìn)行開挖的方式進(jìn)行邊坡開挖操作，在開挖每一層的時(shí)候，可以沿著上、下游的方向，對施工段分成三個(gè)施工工作區(qū)，而且每個(gè)施工區(qū)都是由外部向里施工，進(jìn)行分塊推進(jìn)，每塊的施工面積大約為30m×20m左右，不應(yīng)當(dāng)過大。每個(gè)區(qū)塊都要根據(jù)開挖施工的工序，進(jìn)行平行性的流水作業(yè)。

3.2邊坡支護(hù)的施工程序。

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

開挖水利水電邊坡時(shí)，要嚴(yán)格按照開挖順序堅(jiān)持自上而下的流程逐漸進(jìn)行削坡施工，并且要保證在每次削坡層時(shí)，厚度不應(yīng)超過3m。在對邊坡進(jìn)行削坡施工以后，根據(jù)施工的需要選擇CAT320B反鏟挖掘機(jī)，還應(yīng)當(dāng)由主出渣道，自行開挖出岔道來直達(dá)作業(yè)面實(shí)施削坡操作，必須要安排專業(yè)的施工人員來配合人工修坡施工。CAT320B反鏟挖掘機(jī)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(yè)環(huán)節(jié)，而且在施工中由于作業(yè)的工程量較大，這種之結(jié)構(gòu)還能夠減小工程作業(yè)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(zhì)邊坡開挖方法。

水利水電巖質(zhì)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(hù)及時(shí)跟進(jìn)、毫秒微差梯段爆破。

（1）逐層爆破開挖。

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，巖質(zhì)邊坡應(yīng)分層開挖，實(shí)施梯段爆破，梯段開挖高度控制在6 ～ 10m?？紤]到巖質(zhì)邊坡為薄層順向坡，且開挖坡角大于巖層傾角，因而不宜進(jìn)行過大的切腳開挖。經(jīng)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(jīng)過一段時(shí)間施工后，發(fā)現(xiàn)邊坡的上層巖體難以全部及時(shí)支護(hù)，邊坡上層巖體受開挖卸荷、爆破震動(dòng)和巖層切腳的三重作用影響，常產(chǎn)生局部不穩(wěn)定巖體沿軟弱夾層滑塌，不安全因素增加。針對這種情況應(yīng)采取臺階式分層爆破開挖的方式，即每層距邊坡開挖線預(yù)留12m左右的平臺滯后鉆爆，先行鉆爆距邊坡12m外側(cè)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(nèi)側(cè)的巖體（每層預(yù)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(zhì)條件復(fù)雜、開挖質(zhì)量要求高的施工狀況制定了槽挖施工技術(shù)措施，采取快慢結(jié)合的不同方式進(jìn)行開挖，即拉槽分層爆破開挖，臨近建基面的保護(hù)層開挖。

（1）拉槽分層爆破開挖。

對廠基不影響邊坡穩(wěn)定、無輪廓尺寸要求和建基面要求的巖體進(jìn)行開挖，即對于設(shè)計(jì)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(cuò)拉槽開挖方法，然后進(jìn)行擴(kuò)挖，分層下臥，層厚控制在6m。施工實(shí)踐證明：這種開挖方法機(jī)械化使用程度較高，挖、裝、運(yùn)匹配，實(shí)現(xiàn)了快速施工。

（2）臨近建基面的保護(hù)層開挖。

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

4.4鉆爆設(shè)計(jì)方法。

巖質(zhì)邊坡開挖的鉆爆設(shè)計(jì)是很關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，其對于改善開挖質(zhì)量、加快施工、提高效率等有著重要的意義。設(shè)計(jì)鉆爆時(shí)必須根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行，在掌握巖石情況時(shí)必須做好巖石結(jié)構(gòu)勘察，采取生產(chǎn)性爆破試驗(yàn)及對爆破參數(shù)準(zhǔn)確調(diào)整。此次工程中，巖質(zhì)邊坡的鉆爆施工積極采取了微差起爆技術(shù)、預(yù)裂爆破一次開挖成型技術(shù)，在對爆破設(shè)計(jì)、單響爆破藥量、起爆順序優(yōu)化調(diào)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(dòng)給邊坡巖體造成的損壞，維持了2號導(dǎo)流洞工程的合理性。水利水電廠房邊坡施工保護(hù)層爆破參數(shù)如表1 所示。

5. 邊坡開挖支護(hù)施工技術(shù)分析與對策

水利水電邊坡支護(hù)施工緊跟開挖作業(yè)面并滯后于開挖作業(yè)面1個(gè)臺階進(jìn)行，這樣既可避免開挖區(qū)域出現(xiàn)塌方，同時(shí)又加快施工進(jìn)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(hù)施工中最常用的方法，在水利水電施工中，結(jié)合邊坡錨桿來開展的一期支護(hù)的施工工程非常多。在整個(gè)施工過程中，可以利用焊管以及扣件搭設(shè)腳手架結(jié)構(gòu)，其中，腳手架的層高應(yīng)掌握在2.2m左右為宜，其中鉆孔還需要根據(jù)邊坡中的巖石走向、巖石的傾角等情況對錨桿孔的角度進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，施工時(shí)選擇的鉆頭直徑要比桿體的直徑大18左右，在對錨桿孔進(jìn)行施工時(shí)，鉆孔鉆到標(biāo)準(zhǔn)深度之后，要邊鉆邊采用高壓風(fēng)及時(shí)的把鉆霄清理干凈，并且還要把孔內(nèi)的雜質(zhì)去除干凈。錨桿在使用時(shí)，要選用II級普通螺紋鋼筋，水泥的型號也應(yīng)當(dāng)采用強(qiáng)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(yīng)小于2.5的中細(xì)砂，而且水泥砂漿的強(qiáng)度等級為M20為宜，在對錨桿孔進(jìn)行注漿時(shí)，可采用人工注漿以及安裝錨桿。

5.2鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)。

對邊坡進(jìn)行施工時(shí)，為有效的避免邊坡巖體在遇到洪水或經(jīng)過雨水沖刷以后發(fā)生塌滑、塌方等現(xiàn)象，在施工中可以在邊坡的破碎區(qū)域，事先選用掛鋼筋網(wǎng)的施工技術(shù)，來進(jìn)一步提高邊坡的穩(wěn)定性能，避免塌滑或者塌方等災(zāi)害的發(fā)生。

5.3噴混凝土施工。

（1）噴混凝土施工是在一期支護(hù)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(jìn)行強(qiáng)化封閉操作，用來減少或避免建基面基巖在長時(shí)間的風(fēng)吹日曬中導(dǎo)致風(fēng)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(dāng)中普遍使用，而且經(jīng)過長期的實(shí)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(qiáng)制式拌和機(jī)，來對施工統(tǒng)一進(jìn)行混凝土的供應(yīng)，在施工現(xiàn)場可以采用混凝土攪拌運(yùn)輸車，把拌和完成的混凝土運(yùn)到施工現(xiàn)場中，并且運(yùn)用TK961型的混凝土噴射機(jī)，在噴混凝土施工中，按照濕噴法的工藝進(jìn)行噴射C20混凝土，而且噴射混凝土的厚度應(yīng)掌握在10～20cm 為宜，噴混凝土施工時(shí)，要由在施工前預(yù)先埋設(shè)的鋼筋條的直徑進(jìn)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(shí)間的排水問題或者是為了避免山體中的水壓力的流動(dòng)給邊坡帶來過大的損害，在施工時(shí)可以制定邊坡永久性的排水孔的布設(shè)方案，這種方式也成為了支護(hù)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(qū)域當(dāng)中的應(yīng)用比較廣泛，這種施工方法對于減輕由于山體內(nèi)部的水壓流動(dòng)產(chǎn)生的對邊坡的損害，是很有幫助的。

5.5貼坡混凝土支護(hù)。

貼坡混凝土施工方式，在邊坡的施工支護(hù)當(dāng)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(yùn)用條件是后坡的高程需要達(dá)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(wěn)定性，所以在邊坡的局部地區(qū)，在比較陡峭的區(qū)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(shí)候，也要確保施工過程的良好持續(xù)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(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行嚴(yán)格的控制。

6. 結(jié)束語

水利水電施工工程的邊坡開挖支護(hù)技術(shù)的施工質(zhì)量，將直接影響和決定著整個(gè)水利工程施工的質(zhì)量問題，因此，對于水利工程的邊坡開挖和支護(hù)工程的施工技術(shù)進(jìn)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(fā)生塌滑施工技術(shù)的研究、噴混凝土技術(shù)等，這些技術(shù)在邊坡支護(hù)中是屬于常用的施工方法，對這些施工方法與技術(shù)的研究，對于提高邊坡支護(hù)工程的施工技術(shù)具有十分重要的意義。

參考文獻(xiàn)

[1]何其剛，古顯奎.《大直徑超深調(diào)壓井液壓滑模施工技術(shù)研究》，水利水電施工.2012（03）.

[2]姚安華，張修高.《TBM施工中塌方部位支護(hù)處理措施研究》，水利水電施工.2012（03）.

[3]段汝健，郭盛勇，王永德.《錦屏一級水利水電地下廠房開挖支護(hù)施工關(guān)鍵技術(shù)》，人民長江.2009（18）.

[4]周江平.《錦屏一級水利水電特高邊坡施工的安全控制》，人民長江.2009（18）.

[5]劉進(jìn)春，喬介平，殷本林.《錦屏一級水利水電左岸1885m高程以上高邊坡開挖》，水利水電設(shè)計(jì).2010（01）.

[6]陶勇軍，高艷海.《圍堰堰肩及邊坡開挖支護(hù)技術(shù)——以錦屏一級水利水電上游圍堰施工為例》，技術(shù)與市場.2010（09）.