高陡邊坡開挖支護(hù)技術(shù)在水利工程邊坡處理中的應(yīng)用研究

李海濤 胡碩鵬

摘 要：隨著當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展，我國(guó)的水利工程進(jìn)步巨大，眾多的大國(guó)工程成功問(wèn)世，但是隨著水利工程項(xiàng)目的發(fā)展，其施工環(huán)境也是變得更加的復(fù)雜和危險(xiǎn)了，特別是在處理高陡邊坡時(shí)，更是其要控制的重中之重。而本文就是針對(duì)這一問(wèn)題，對(duì)其進(jìn)行了高陡邊坡工程的實(shí)驗(yàn)探究，本文依托某水利工程為基礎(chǔ)，詳盡的介紹了高陡邊坡的支護(hù)以及開挖工程技術(shù)，同時(shí)還詳細(xì)的分析了其施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)、安全監(jiān)測(cè)點(diǎn)，本文希望通過(guò)這些論述能促進(jìn)邊坡施工的穩(wěn)定性以及安全性，進(jìn)而提升水利工程的質(zhì)量。并且本文中總結(jié)的實(shí)踐方案具有一定的推廣價(jià)值。

關(guān)鍵詞：高陡邊坡;開挖支護(hù)技術(shù);關(guān)鍵環(huán)節(jié);安全監(jiān)測(cè)

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)的水利工程規(guī)模也在不斷地增大。但是我國(guó)的大多數(shù)水利工程都修建于高山峻嶺中，這些地方的地質(zhì)條件大都不利于工程的施工，這不僅使工程施工變得異常困難，而且還會(huì)嚴(yán)重影響到工程的穩(wěn)定以及安全性。同時(shí)水利工程施工的高陡邊坡支護(hù)問(wèn)題也是很突出的，如果疏忽大意極易造成工程塌方事故，所以我們?yōu)榱舜_保工程的順利進(jìn)行，這就需要我們結(jié)合工程需要以及當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境特點(diǎn)來(lái)有針對(duì)性的施工和防護(hù)。高陡邊坡開挖支護(hù)工作基本上可以說(shuō)是水利施工中比較危險(xiǎn)的項(xiàng)目了，也是水利工程項(xiàng)目順利進(jìn)行的重要基石，所以其可以說(shuō)是水利工程施工安全控制的關(guān)鍵點(diǎn)。當(dāng)然了如果其出現(xiàn)施工質(zhì)量問(wèn)題，那么水利工程的整體質(zhì)量是很難得到保證的，而且還會(huì)造成其相應(yīng)的工程運(yùn)營(yíng)維護(hù)費(fèi)用的增高，使投資者的投資風(fēng)險(xiǎn)增加，嚴(yán)重的還會(huì)造成經(jīng)濟(jì)的損失和不良的社會(huì)影響。所以本文就針對(duì)高陡邊坡的開挖支護(hù)的問(wèn)題，詳細(xì)的介紹了其現(xiàn)行的最新技術(shù)，同時(shí)還借助作者已經(jīng)親身實(shí)踐參與的峽江水利樞紐柘塘防護(hù)項(xiàng)目的高陡邊坡處理工程，結(jié)合實(shí)際的工程從技術(shù)層面對(duì)支護(hù)、開挖施工的控制點(diǎn)以及關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，同時(shí)還有針對(duì)性的介紹了高陡邊坡工程時(shí)其應(yīng)注意的重點(diǎn)施工環(huán)節(jié)，而且還詳細(xì)解釋了其高陡邊坡要如何進(jìn)行監(jiān)測(cè)，才能保證其工程的穩(wěn)定以及安全性，希望本文的這些概述可以為我國(guó)未來(lái)水利項(xiàng)目的施工提供一定的參考。

一、工程概況

江西省峽江水利樞紐工程是集防洪、發(fā)電、航運(yùn)、灌溉于一體的利國(guó)利民的國(guó)家級(jí)水利樞紐工程，而這其中其柘塘防護(hù)工程則是其中部地區(qū)的重點(diǎn)水利樞紐防護(hù)項(xiàng)目，但是這一段工程，其壩址區(qū)的斷層很多并且斷層的錯(cuò)動(dòng)和節(jié)理裂縫問(wèn)題還很突出，特別是其左岸的高陡邊坡地區(qū)，其施工時(shí)的安全問(wèn)題突出，而且該地區(qū)還受層內(nèi)錯(cuò)動(dòng)以及地質(zhì)脆弱的影響，其結(jié)構(gòu)的面力學(xué)參數(shù)以及強(qiáng)度都會(huì)有相應(yīng)的降低，具體的情況我們可以從圖1所示的剖面圖力看出。由圖一我們可以看出，該地區(qū)其多余錯(cuò)動(dòng)和臨空面較多，并且這兩種地質(zhì)特征還會(huì)交叉影響，在這種多種復(fù)雜荷載的作用下，柘塘防護(hù)項(xiàng)目的高陡邊坡段其巖層錯(cuò)動(dòng)帶是極易發(fā)生較大規(guī)模滑移現(xiàn)象的，如果該段發(fā)生錯(cuò)位變形，那邊坡失穩(wěn)破壞的威脅還是很大的，因此我們必須做好這一問(wèn)題的防護(hù)措施。

我們根據(jù)當(dāng)時(shí)地質(zhì)勘查的相關(guān)資料總結(jié)后，發(fā)現(xiàn)其邊坡的第一主應(yīng)力大小是 8到11 MPa，傾角是 15°。其邊坡巖體部分力學(xué)參數(shù)如下表所示。

二、如何進(jìn)行方案設(shè)計(jì)

（一）支護(hù)施工技術(shù)

1.高陡邊坡施工時(shí)的支護(hù)技術(shù)

我們?cè)诿鎸?duì)高陡邊坡施工時(shí)，其對(duì)應(yīng)的支護(hù)工程也是很有必要的，只有這樣我們才可以阻止或者減少其工程結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫、滲水、塌陷等問(wèn)題，減少工程因地質(zhì)的變化而造成的質(zhì)量問(wèn)題。因此在水利工程時(shí)，高陡邊坡的支護(hù)工作還是很必要的，因此現(xiàn)代施工過(guò)程中，需要對(duì)于高陡邊坡支護(hù)工程給予足夠的重視，而我們想要能夠全面并且系統(tǒng)的保障高陡邊坡支護(hù)工程其施工的質(zhì)量。那么我們就必須了解其所有的支護(hù)和開挖技術(shù)的適應(yīng)情況以及優(yōu)缺點(diǎn)，這樣我們才能做到有針對(duì)性去選擇最適合的支護(hù)技術(shù)。

（1）深層攪拌樁。這一技術(shù)的核心就是插入深層的攪拌樁以及鋼護(hù)板支護(hù)，我們通過(guò)這一技術(shù)可以充分發(fā)揮水泥的固化作用，具體操作就是我們利用機(jī)械攪拌設(shè)備將軟土劑以及固化劑充分的攪拌混合均勻，之后二者會(huì)發(fā)生復(fù)雜的反應(yīng)后變得堅(jiān)硬，這樣高陡邊坡的支護(hù)保護(hù)結(jié)構(gòu)就形成了，該技術(shù)在邊坡支護(hù)施工中的應(yīng)用還是很廣的。

（2）錨索結(jié)構(gòu)。錨索結(jié)構(gòu)的核心就是借助錨索將邊坡土體滑動(dòng)所產(chǎn)生的拉力傳遞到穩(wěn)固的巖層中去，這一結(jié)構(gòu)基本上是由三部分組成的即錨頭、錨桿、固定端。這其中錨頭是固定錨桿以及起固定作用的結(jié)構(gòu);由注漿體和鋼絞線組成的錨桿則是傳遞拉力的結(jié)構(gòu)，最后的固定端則是將由錨桿傳遞過(guò)來(lái)的力穩(wěn)定到巖體中去的結(jié)構(gòu)，當(dāng)然了，錨索結(jié)構(gòu)還有很多的輔助結(jié)構(gòu)的，像注漿泵、相應(yīng)的鋼支架等。錨索結(jié)構(gòu)能夠穩(wěn)定高陡邊坡是因?yàn)槠鋵⑾禄淖饔昧νㄟ^(guò)錨桿傳導(dǎo)到穩(wěn)定巖體中去，從而使邊坡穩(wěn)定，進(jìn)而保證邊坡施工的安全性。同時(shí)我們?yōu)榱吮ＷC加固效果，錨索結(jié)構(gòu)的安全質(zhì)量檢測(cè)也是必不可少的，我們可以通過(guò)超聲檢測(cè)法、磁通量檢測(cè)法等去分析其是否存在安全隱患，這樣我們就可以減少一些因工程材料不合格而造成的的安全問(wèn)題，從而提高高陡邊坡施工時(shí)的安全水平，進(jìn)而保障工程建成后的使用效果。

（3）錨固樁、土釘墻聯(lián)合支護(hù)。我們?cè)诿鎸?duì)一些復(fù)雜的高陡邊坡情況時(shí)，單一的支護(hù)結(jié)構(gòu)已經(jīng)很難滿足我們的需要了，這時(shí)我們往往就會(huì)采用錨固樁和土釘墻的聯(lián)合支護(hù)技術(shù)，通俗的來(lái)講，該技術(shù)就是通過(guò)錨固樁來(lái)加固邊坡的開挖面，從而提升其自穩(wěn)能力，之后再通過(guò)土釘墻作業(yè)，進(jìn)一步的加強(qiáng)邊坡的穩(wěn)定性，從而達(dá)到聯(lián)合支護(hù)保證邊坡安全的目的。當(dāng)然了，當(dāng)我們遇到軟土等不良地質(zhì)時(shí)，其開挖的深度是要嚴(yán)格把握的，而且在開挖后我們也要做到能迅速噴射混凝土來(lái)封閉坡面，當(dāng)然我們?nèi)绻胍岣邍娚涞幕炷恋哪趟俣?，早凝劑、加大水泥比例等方法都是可以采用的?/p>

2.施工要點(diǎn)

（1）分段施工，先支護(hù)后開挖。我們?cè)谶M(jìn)行深基坑作業(yè)時(shí)，通常其施工的規(guī)模都是很大的，所以我們?cè)谑┕r(shí)就要先支護(hù)后開挖，開槽先支撐，嚴(yán)禁為了追求速度而超挖快挖現(xiàn)象的發(fā)生，必須按照設(shè)計(jì)方案分層分段逐步開挖。這樣我們才可以在開挖時(shí)降低其對(duì)土地的擾動(dòng)，降低邊坡無(wú)支護(hù)暴露時(shí)長(zhǎng)，減少突發(fā)意外天氣等的影響，從而能夠?qū)ΨQ均衡開挖，這樣我們才可以控制好土體的移動(dòng)性能，進(jìn)而保證工程穩(wěn)定。

（2）嚴(yán)格按照施工方案進(jìn)行。我們?cè)诟叨高吰碌拈_挖支護(hù)工作前還是要有很多工作要做的，像技術(shù)交底和施工圖紙的審查就是重中之重，同時(shí)我我們還要現(xiàn)場(chǎng)勘查工地，了解其周邊環(huán)境的情況，對(duì)存在安全隱患的地區(qū)要在做好防護(hù)工作，這些都是要體現(xiàn)在設(shè)計(jì)圖紙中的。同時(shí)我們?cè)谑┕r(shí)要保證按圖紙?jiān)O(shè)計(jì)和規(guī)范施工，這樣我們才可以保證工程能順利進(jìn)行。當(dāng)需變更設(shè)計(jì)時(shí)，必須經(jīng)專家審核、復(fù)議通過(guò)后才可修改施工。

（3）控制好關(guān)鍵數(shù)據(jù)。我們?cè)陂_挖高陡邊坡的基坑時(shí)，像其基坑的尺寸，開挖的深度、坡度等數(shù)據(jù)都是異常關(guān)鍵的，必須要合理進(jìn)行控制的，同時(shí)還要定期核實(shí)校準(zhǔn)的。只有這樣我們才可以避免因邊坡松動(dòng)而對(duì)水準(zhǔn)點(diǎn)的影響，從而減少施工誤差。

（二）高陡邊坡開挖施工技術(shù)

我們?cè)诟叨高吰率┕r(shí)，像其周邊環(huán)境是要了解充分的，這樣我們才可以根據(jù)邊坡的實(shí)際情況來(lái)周密準(zhǔn)備施工事宜，特別是水利工程施工時(shí)，其開挖基坑大，又加之施工地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜。所以其在高陡邊坡施工時(shí)，其工程的準(zhǔn)備、設(shè)計(jì)、施工、安全防護(hù)等工作的準(zhǔn)備就要更加的重視了，只有這樣才可以萬(wàn)無(wú)一失，而我們想要做到這一點(diǎn)可以從以下幾個(gè)方面入手。

1.施工監(jiān)測(cè)

（1）邊坡安全監(jiān)測(cè)。我們?cè)谶M(jìn)行與水利項(xiàng)目相關(guān)的高陡邊坡工程時(shí)，我們要實(shí)時(shí)有效的檢測(cè)其邊坡開挖面的內(nèi)部變形情況，及時(shí)處理反饋回來(lái)的相關(guān)數(shù)據(jù)，若監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)穩(wěn)定，則施工作業(yè);如數(shù)據(jù)異常，我們則就要采取加 固措施了，待加固后的數(shù)據(jù)重新檢測(cè)合格穩(wěn)定后才可以繼續(xù)施工。

（2）爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)。我們?cè)谶M(jìn)行與水利項(xiàng)目有關(guān)的高陡邊坡工程時(shí)，爆破施工是肯定會(huì)有的，所以這就需要我們按爆破衰減規(guī)律來(lái)對(duì)邊坡的穩(wěn)定情況實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)了，通過(guò)對(duì)比分析這些數(shù)據(jù)，確定邊坡的實(shí)際情況，從而來(lái)確定后續(xù)如何去進(jìn)行開挖和支護(hù)。

2.施工流程

（1）放樣;我們?cè)陂_挖前，按照軸線控制網(wǎng)來(lái)施工放樣機(jī)會(huì)必不可少的步驟，我們要用安裝的木樁來(lái)控制軸線，從而開挖施工。

（2）我們?cè)陂_挖前，像軟弱土層就需提前對(duì)其進(jìn)行支護(hù)處理。

（3）我們?cè)谶吰率┕r(shí)，其開挖和支護(hù)要同步協(xié)調(diào)進(jìn)行。

（4）我們?cè)谶吰麻_挖施工時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很多的土方，所以這就要求我們?cè)谥ёo(hù)完成后，還要修筑低于15%的坡道，以用來(lái)安全可靠的運(yùn)輸這些土方。

（5）我們?cè)陂_挖工程中，要有專人進(jìn)行相關(guān)的質(zhì)量控制，這樣我們的工程才可以滿足施工和設(shè)計(jì)的要求。

（三）施工注意事項(xiàng)

因?yàn)楦叨高吰碌牡刭|(zhì)環(huán)境十分復(fù)雜，所以我們?cè)谶吰率┕ぷ鳂I(yè)時(shí)就要異常的謹(jǐn)慎和嚴(yán)格了，所以像以下兩點(diǎn)就是我們需要特別注意的事項(xiàng)了。

1.開挖前的準(zhǔn)備工作

我們?cè)谶M(jìn)行高陡邊坡施工前，引起復(fù)雜的地質(zhì)條件，所以我們要充分了解群其現(xiàn)場(chǎng)的施工環(huán)境，和設(shè)計(jì)方充分論證項(xiàng)目的可行性，并且還要合理的安排邊坡施工的進(jìn)度。

2.掌握季節(jié)變化的影響

我們?cè)谶M(jìn)行高陡邊坡施工時(shí)，因?yàn)榧竟?jié)的變換，其邊坡下的河道中其水位也是不同的。這種情況下想要做好高陡邊坡的開挖工作，我們就要適時(shí)的掌握其水文情況，依據(jù)季節(jié)來(lái)計(jì)算河道中以及地下的水位變化，從而合理的進(jìn)行施工和安排計(jì)劃進(jìn)度。

三、關(guān)鍵施工環(huán)節(jié)質(zhì)量控制

本文就根據(jù)江西省峽江水利樞紐工程中柘塘防護(hù)項(xiàng)目中高陡邊坡開挖支護(hù)所遇到的問(wèn)題和突發(fā)情況，經(jīng)過(guò)總結(jié)歸納后就如何對(duì)其關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行質(zhì)量控制進(jìn)行了如下設(shè)計(jì)。

（一）鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)

我們?cè)诟叨高吰率┕r(shí)，為了避免發(fā)生落石、塌方等地質(zhì)事故，所以在施工前對(duì)邊坡進(jìn)行相應(yīng)的加固處理的，而鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)加混凝土加固則就是最快的方式了。

（二）噴混凝土施工

當(dāng)我們?yōu)榱藴p少邊坡基面的風(fēng)化和沖蝕而需要對(duì)開挖好的邊坡面強(qiáng)化封閉時(shí)。如圖2所示的那樣，噴射混凝土加鋼筋加固的方式則就是最普遍的方式了。

（三）施工排水孔

在高陡邊坡施工時(shí)，我們經(jīng)常會(huì)遇見地下水位過(guò)高的問(wèn)題，這時(shí)我們?yōu)榱吮苊馄鋵?duì)邊坡安全造成影響，在支護(hù)和開挖時(shí)加裝施工排水孔和排水設(shè)備則是較常見的行為了。

四、邊坡開挖安全監(jiān)測(cè)方案的優(yōu)化

我們?cè)谶M(jìn)行高陡邊坡工程開挖時(shí)，實(shí)時(shí)的施工監(jiān)控是必須進(jìn)行的，同時(shí)我們還要根據(jù)過(guò)程的進(jìn)展結(jié)合實(shí)際工程需求而對(duì)監(jiān)測(cè)方案進(jìn)行同步的優(yōu)化處理，這樣才可以確保邊坡開挖能安全順暢進(jìn)行。而且工程監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)也是提前預(yù)知邊坡滑動(dòng)情況的重要保障，這些數(shù)據(jù)對(duì)于我們深入分析邊坡的動(dòng)態(tài)變形情況是很有效的，同時(shí)也是我們指導(dǎo)預(yù)測(cè)后期施工的重要數(shù)據(jù)支持。這樣我們就可以有效掌握邊坡圍巖的變形以及支護(hù)受力狀況，隨時(shí)對(duì)其進(jìn)行加固和完善處理，繼而保障邊坡施工的安全穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)然了我們?yōu)榱藢⑦吰麻_挖支護(hù)的風(fēng)險(xiǎn)降到最低，那邊坡斷面的安全監(jiān)測(cè)，特別是地質(zhì)條件惡劣如斷層、裂縫位置的安全監(jiān)測(cè)就是很必要的了。同時(shí)我們?yōu)榱吮ＷC監(jiān)測(cè)的有效何高效性，根據(jù)實(shí)際邊坡情況來(lái)實(shí)時(shí)調(diào)整、優(yōu)化監(jiān)測(cè)方案也是必不可少的工作，這樣監(jiān)測(cè)的參數(shù)才能真實(shí)反映我們對(duì)邊坡的真實(shí)監(jiān)測(cè)情況。

五、總結(jié)

當(dāng)我們?cè)谶M(jìn)行水利項(xiàng)目中的高陡邊坡開挖支護(hù)施工時(shí)，我們必須要控制好邊坡的穩(wěn)定性，堅(jiān)決杜絕落石和塌方事故的發(fā)生，在其開挖 以及支護(hù)的過(guò)程中，高陡邊坡的控制就對(duì)是這一項(xiàng)工程的施工關(guān)鍵點(diǎn)。而本文就通過(guò)總結(jié)和分析江西省峽江水利樞紐工程中柘塘防護(hù)項(xiàng)目中高陡邊坡開挖支護(hù)工程所遇到的問(wèn)題和突發(fā)事故，來(lái)總結(jié)了高陡邊坡開挖支護(hù)施工時(shí)的技術(shù)重點(diǎn)，并且簡(jiǎn)介了支護(hù)重點(diǎn)環(huán)節(jié)的應(yīng)怎樣控制質(zhì)量、掌握施工要點(diǎn)、控制關(guān)鍵數(shù)據(jù)、工程監(jiān)控的，希望可以為我國(guó)未來(lái)類似的項(xiàng)目提供一些有價(jià)值的參考。

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