水利工程施工中高邊坡開挖與支護技術(shù)探究

【摘要】高邊坡開挖和支護施工是水利水電工程施工中較為常見的項目內(nèi)容，把高度因素以及邊坡病害對邊坡穩(wěn)定性的作用和影響降到最低，是本文所要探究的課題；作者結(jié)合親歷的巖質(zhì)邊坡開挖和支護施工，主要圍繞邊坡開挖控制爆破、邊坡支護關(guān)鍵技術(shù)作重點闡述，以期為類似工程的施工提供一些借鑒。

【關(guān)鍵詞】水利工程；高邊坡；開挖爆破技術(shù)；支護技術(shù)

1、引言

隨著近年來水利水電工程建設的蓬勃發(fā)展，高邊坡開挖和支護施工關(guān)鍵技術(shù)已得到廣泛運用，各種爆破施工工法應運而生，妥善處理邊坡穩(wěn)定是擺在每一個工程建設者面前不容小覷的問題，高邊坡開挖和支護的質(zhì)量優(yōu)劣將直接影響到整個水利工程施工的進度、質(zhì)量以及施工安全，一旦處理失當將會給工程埋下許多隱患，變相地會無端增加工程成本。所以必須要從專項施工方案的編制、操作手的遴選、試驗段的實施以及現(xiàn)場全方位管控等諸方面給予高度的重視。

2、工程概況

中新廣州知識城九龍湖項目由66.4396公頃的新開人工湖和從石逕水庫引水的6008m河道所構(gòu)成，在L0+975～1+300樁號間的河道右岸為竹仔山巖質(zhì)邊坡，開挖范圍內(nèi)的高度在23.5m左右，需明挖的石方量為58600m3，用來進行護坡的混凝土量需要1500m3，另外還需要不同規(guī)格型號的錨筋，總根數(shù)大約在1200根左右，由于其邊坡高度因素將對邊坡穩(wěn)定性產(chǎn)生不可忽視的作用及影響，為避免因風化剝落、流石流泥、掉塊落石、坍塌等邊坡病害發(fā)生，需要進行邊坡穩(wěn)定性分析以及防護加固工程設計。

3、高邊坡開挖的施工爆破技術(shù)

對照施工圖，通過進一步勘察，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)狀巖質(zhì)邊坡淺表卸荷拉裂巖體和覆蓋層邊坡的穩(wěn)定問題較為復雜和嚴峻。從初期邊坡開挖的情況看，巖體的可爆性尚好，但爆破后極易在保留巖體中產(chǎn)生隱裂隙，預裂面效果控制較困難，為確保施工期爆破安全、施工質(zhì)量和進度，需進行爆破試驗及施工期的爆破安全控制。

3.1爆破網(wǎng)絡的建立

巖質(zhì)邊坡開挖采用預裂爆破技術(shù)成型，因本工程的預裂面坡度緩于1：1，故采用YQ-100B潛孔鉆造孔。使用非雷管孔間的具有微差順序特征的爆破網(wǎng)絡，預裂孔的起爆時間被控制在75～100m/s之間，預裂孔至少超前第二排緩沖孔100ms以上起爆，預裂爆破緩沖孔間排距、裝藥量較前排梯段爆破孔減少1/3～1/2。相關(guān)預裂爆破鉆孔參數(shù)如下表所示。

3.2爆破孔和緩沖孔的鉆孔

鉆爆破孔和緩沖孔時要保持位置平行，保持相互間的距離在1～1.5m，還要將爆破孔孔底和預裂面的垂直距離控制在2.5m內(nèi)，本項目中緩沖孔的藥卷直徑控制在50mm，采用連續(xù)不耦合兩段式的形式進行裝藥，將堵塞段的長度控制在1.0～1.5m之間，裝藥密度控制在2～2.8kg/m，對第一段進行中部封堵，第二段則封堵孔口。爆破孔的藥卷直徑為70mm，不耦合連續(xù)裝藥，單耗在0.4～0.55kg/ m3之間，孔口堵塞2.0～2.5m。

3.3預裂孔尺寸的控制

預裂孔分作馬道水平預裂孔和坡面預裂孔兩種類型，兩種鉆孔施工的機械不一樣，要控制好尺寸的大小，在鉆馬道水平預裂孔時，采用的是YT28型的手風鉆，孔深在2m左右，各個孔之間的間距50cm，控制孔口堵塞的深度在0.5m范圍內(nèi)。

4、邊坡開挖和支護的施工程序以及關(guān)鍵技術(shù)

4.1邊坡開挖和支護施工程序

邊坡開挖和支護遵循自上而下分層進行的施工程序。根據(jù)施工現(xiàn)場實際，順水流方向依次排布有3臺挖掘機采取平行作業(yè)、由外及內(nèi)、分塊開挖的方式進行。

4.2邊坡支護關(guān)鍵技術(shù)

（1）錨桿支護。將錨桿布置成梅花形并呈30°傾角，選用標準鋼管和扣件搭設施工作業(yè)平臺，同步做好安全防護措施，包括滿鋪腳手板、布設安全網(wǎng)等。用YQ-100B潛孔鉆鉆孔，按巖石的紋理、走向及具體的傾角情況，及時調(diào)整錨桿孔的角度，選用的鉆頭比錨桿本體直徑要大，尺度控制在18mm上下。當鉆孔深度達到要求后，需要時利用高壓風將孔內(nèi)的雜質(zhì)徹底清除，為后道工序施工提供便利條件。錨桿選用Ⅱ級螺紋鋼筋，灌孔膠凝材料分別為Po42.5級普通硅酸鹽水泥，細度模數(shù)MX小于2.3的中細砂，配制出M20的水泥砂漿，由人工注漿并安裝錨桿。

（2）鋪鋼筋網(wǎng)。爆破開挖后對所形成的坡面進行認真細致的檢查，在破碎區(qū)域我們還采取了加鋪鋼筋網(wǎng)的技術(shù)措施，通過選用Ф8mm鋼筋并按縱橫向各200mm的間距綁扎于斜坡面上，且與邊坡上已安裝到位的錨桿作牢固焊接，從而使鋼筋網(wǎng)與邊坡以及錨桿連成為一個有機的整體。

（3）排水孔埋設。為解決高邊坡長時間排水問題，必須因勢利導，主動削弱山體內(nèi)部的水壓力，以防日后發(fā)生坍塌。本項目中我們選用20m3/min的空壓機和YT-28手風鉆進行了永久排水孔施工，排水孔孔徑為50mm，保持有10°左右的仰角，同樣呈梅花形布置且保持與錨桿有一定距離；為避免排水孔在運行過程中出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象，還在排水孔的內(nèi)部安裝有40mm的PVC排水盲管，這樣更利于排水。

（4）噴射混凝土。噴混凝土是早期高邊坡支護施工中常用的方式，實施目的是強化封閉已經(jīng)開挖成型的建基面，有效降低巖基面在陽光下曝曬的頻率，并減少風吹雨淋的次數(shù)，避免風化。實際施工中，我們利用已搭建好的錨桿施工腳手架平臺來進行混凝土的噴射，在這一過程中要使用TK961型混凝土噴射機，依照濕噴法的步驟和程序來噴射混凝土，厚度為15cm，采用事先埋在邊坡上的短鋼筋來控制。

5、結(jié)語

綜上所述，高邊坡控制爆破開挖和支護技術(shù)得以在本工程上運用，既確保了施工工期，又有效地解決了河道臨山體所直面的邊坡穩(wěn)定問題，在今后類似的工程施工中，我們一定要因地制宜，根據(jù)現(xiàn)場具體工況進行周密的施工組織，切不可盲目地照搬已取得的施工經(jīng)驗，而要充分注意到不同項目支護方案的適用性。

參考文獻：

[1]劉秉金.水利施工中混凝土結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)和維護[J].城市建筑，2008（ 17） ： 99 - 103.