水利水電工程施工中邊坡開挖支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用分析

王 亮 王 飛 吳高琴

水利水電工程施工中邊坡開挖支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用分析

王 亮 王 飛 吳高琴

（丹江口市宇箭水利電力工程有限責(zé)任公司，湖北 十堰 442700）

伴隨水利水電事業(yè)發(fā)展，各類先進(jìn)技術(shù)得以應(yīng)用，邊坡開挖支護(hù)技術(shù)便是其關(guān)鍵性技術(shù)，較好的改善邊坡開挖安全性。由于邊坡地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜性，潛在較多失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)因素，需科學(xué)制定開挖支護(hù)方案，并做好開挖支護(hù)施工監(jiān)管，有效降低邊坡滑塌風(fēng)險(xiǎn)。本文首先闡述邊坡開挖支護(hù)技術(shù)應(yīng)用的重要性，詳細(xì)研究了邊坡開挖流程與支護(hù)技術(shù)，分析了開挖支護(hù)施工的重要環(huán)節(jié)，并對(duì)邊坡監(jiān)測(cè)做出提出相應(yīng)要求，以期對(duì)邊坡開挖支護(hù)質(zhì)量效率提升有所幫助。

水利水電工程；邊坡開挖；支護(hù)技術(shù)；應(yīng)用

在水利工程實(shí)施中，受地質(zhì)、環(huán)境等多重因素影響，邊坡開挖的安全性往往難有保障。為此，需要有科學(xué)的開挖支護(hù)技術(shù)作為支撐，要求合理選用支護(hù)技術(shù)，并制定嚴(yán)格的開挖支護(hù)方案，還要求對(duì)邊坡實(shí)施安全監(jiān)測(cè)，確保整體作業(yè)安全性，下面將就邊坡開挖支護(hù)技術(shù)予以詳述。

1 邊坡開挖支護(hù)技術(shù)應(yīng)用的重要性

在當(dāng)前階段，水利水電作為重點(diǎn)基礎(chǔ)設(shè)施，其建設(shè)規(guī)模有很大發(fā)展，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展有極大貢獻(xiàn)。而由于水利工程環(huán)境復(fù)雜，邊坡開挖條件較為惡劣，需要科學(xué)選用開挖支護(hù)技術(shù)，方可保障水利水電施工安全。當(dāng)涉及具體水利項(xiàng)目時(shí)，需結(jié)合實(shí)際邊坡地質(zhì)條件，合理制定開挖支護(hù)方案，而且在施工進(jìn)行時(shí)要及時(shí)作出調(diào)整，更好的適應(yīng)邊坡施工需要，提升邊坡開挖支護(hù)質(zhì)量[1]。若不采取支護(hù)技術(shù)，邊坡巖體將存在滑塌的可能，要求科學(xué)設(shè)計(jì)開挖尺寸及支護(hù)方案，使水利水電施工更為安全有序。

2 邊坡開挖支護(hù)相關(guān)技術(shù)要求

2.1 邊坡開挖施工流程

2.1.1制定邊坡開挖方案

為保障邊坡開挖有序性，需在工程實(shí)施前完成并論證邊坡開挖方案合理性，這對(duì)于提升開挖質(zhì)量很是關(guān)鍵[2]。對(duì)水利水電項(xiàng)目而言，需充分考慮邊坡開挖潛在風(fēng)險(xiǎn)因素，并做好突發(fā)狀況應(yīng)對(duì)準(zhǔn)備。以巖質(zhì)邊坡為例，在進(jìn)行開挖方案設(shè)計(jì)前，需做好邊坡地質(zhì)勘察，合理選用爆破及槽挖技術(shù)。要結(jié)合實(shí)際開挖厚度，合理選擇爆破參數(shù)，預(yù)防邊坡超挖的發(fā)生。同時(shí)，在開挖方案中，還需科學(xué)制定施工目標(biāo)，并約束好邊坡開挖各單位任務(wù)，使邊坡開挖更加有序。

2.1.2技術(shù)交底

在邊坡開挖具體實(shí)施前，嚴(yán)格的技術(shù)交底是必須的，需將技術(shù)要求、開挖風(fēng)險(xiǎn)、作業(yè)內(nèi)容等加以明確。邊坡開挖技術(shù)管理人員要擔(dān)起責(zé)任，履行好技術(shù)交底要求，提升邊坡開挖施工人員對(duì)圖紙、設(shè)備操作及開挖技術(shù)的掌握程度。若在技術(shù)交底時(shí)，發(fā)現(xiàn)有技術(shù)問題或者建議，需經(jīng)技術(shù)部門驗(yàn)證許可，方可作為技術(shù)交底內(nèi)容加以實(shí)施。

2.1.3測(cè)量放線工序

要想確保邊坡開挖與圖紙?jiān)O(shè)計(jì)一致性，測(cè)量放線是不可少的工序，在具體操作時(shí)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合邊坡開挖設(shè)計(jì)圖紙，履行好測(cè)量放線技術(shù)要求，確保邊坡測(cè)量準(zhǔn)確性[3]。同時(shí)，邊坡開挖的斷面也是質(zhì)量檢測(cè)的重點(diǎn)，若未達(dá)設(shè)計(jì)要求，需對(duì)開挖段予以處置，并及時(shí)調(diào)整開挖作業(yè)流程。

2.1.4洞室、豎井的開挖

在實(shí)際工程中，巖質(zhì)邊坡往往是開挖的難點(diǎn)，通常需進(jìn)行鉆爆施工，而且爆破開挖的順序也應(yīng)是由上而下。根據(jù)巖質(zhì)邊坡特點(diǎn)及開挖要求，有多種爆破開挖方式可供選擇，但不論是何種爆破形式，均需要進(jìn)行洞室、豎井的開挖作業(yè)，主要是作為炸藥的爆破點(diǎn)。洞室與豎井要想達(dá)到設(shè)計(jì)要求，需要保證開挖合理性，要結(jié)合爆破參數(shù)，不得出現(xiàn)超挖、欠挖等情況，以免影響爆破開挖的效果。

2.1.5槽挖施工

當(dāng)涉及到水質(zhì)巖質(zhì)邊坡時(shí)，要想達(dá)到更高的開挖質(zhì)量及效率，關(guān)鍵還是要做好鉆爆設(shè)計(jì)工作。在水利水電具體項(xiàng)目中，邊坡巖石結(jié)構(gòu)需作為勘察重點(diǎn)，做好邊坡現(xiàn)場(chǎng)考察工作，保證爆破開挖技術(shù)選擇合理性，并且還要切實(shí)做好爆破參數(shù)設(shè)計(jì)工作。相關(guān)技術(shù)人員，需就爆破參數(shù)設(shè)計(jì)加以審核，及時(shí)修整不合理參數(shù)，確保達(dá)到邊坡爆破開挖要求。

2.2 不同邊坡條件下的開挖要求

2.2.1土質(zhì)邊坡開挖技術(shù)

在進(jìn)行邊坡開挖時(shí)，首先需要對(duì)邊坡土質(zhì)條件有所掌握，以此來制定具體流程并選擇開挖支護(hù)技術(shù)，土質(zhì)邊坡的開挖需依據(jù)由上而下原則，有助于安全、有序邊坡施工。土質(zhì)邊坡開挖需借助挖掘機(jī)械，要求相關(guān)人員熟練操控，使坡層挖掘在規(guī)定的厚度范圍，以實(shí)現(xiàn)更加精確的施工。還應(yīng)結(jié)合邊坡狀況，可將修坡緊隨削坡作業(yè)，可顯著改善邊坡開挖整體效率，也有助于邊坡開挖質(zhì)量提升[4]。不僅如此，水利水電土質(zhì)邊坡開挖，也存在施工風(fēng)險(xiǎn)，需設(shè)置專門監(jiān)管人員，使邊坡開挖更為有序和準(zhǔn)確，避免出現(xiàn)邊坡超挖問題，提升土質(zhì)邊坡開挖效率。

2.2.2巖質(zhì)邊坡開挖技術(shù)

在水利水電施工中，巖質(zhì)邊坡也較為多見，同樣需掌握巖質(zhì)邊坡開挖技術(shù)。當(dāng)具體操作時(shí)，常規(guī)開挖不再適用，而是需借助爆破作業(yè)，完成巖質(zhì)邊坡開挖任務(wù)，常見方式有[5]：一是逐層爆破方式，需要結(jié)合邊坡巖層厚度，制定科學(xué)的爆破計(jì)劃，相關(guān)操作人員需有豐富的爆破經(jīng)驗(yàn)，使邊坡巖層爆破得以有效的控制，提高逐層爆破效率與安全性。二是臺(tái)階式分層爆破，在該作業(yè)方式中，關(guān)鍵要做好安全防護(hù)，爆破挖掘作業(yè)過程將更為安全。考慮到巖質(zhì)邊坡開挖工作量大，若不對(duì)爆破操作加以控制，將會(huì)加大邊坡滑坡的風(fēng)險(xiǎn)，所以，在巖質(zhì)邊坡開挖時(shí)，要實(shí)施專業(yè)監(jiān)管，減少施工失誤的發(fā)生，切實(shí)提升巖質(zhì)邊坡開挖安全性。

2.3 邊坡支護(hù)相關(guān)技術(shù)

2.3.1淺層支護(hù)技術(shù)

在進(jìn)行邊坡開挖支護(hù)的過程中，通常需要用到淺層支護(hù)技術(shù)，涉及到的內(nèi)容有噴混凝土、排水孔和錨桿束等。當(dāng)涉及到鉆孔工序時(shí)，一般需要使用全液壓鉆機(jī)等設(shè)備。全液壓鉆機(jī)鉆孔技術(shù)適用于比較完整的施工平臺(tái)。在完成排架搭設(shè)工作后，通常需要采取一定的造孔措施，一般是在邊坡上部孔位開展施工。在進(jìn)行錨桿束施工時(shí)，首先應(yīng)當(dāng)從完整巖層入手，采取注漿和插桿措施，針對(duì)巖層脆弱部位（易坍塌和破碎等位置），同樣需要采取注漿和插桿措施。應(yīng)當(dāng)注意注漿措施在前，插桿措施在后，能夠明顯改善施工效率。當(dāng)涉及到邊坡排水孔鉆孔時(shí)，需要使用型鉆機(jī)這種設(shè)備，施工單位應(yīng)當(dāng)安排專門的工作人員負(fù)責(zé)維護(hù)清理，及時(shí)將鉆孔雜質(zhì)清除。在進(jìn)行濾管安裝前，應(yīng)當(dāng)保證鉆孔達(dá)到富水層后，降低施工難度和施工成本。

2.3.2深層支護(hù)技術(shù)

在進(jìn)行邊坡開挖的過程中，一般需要采取深層支護(hù)技術(shù)。在使用錨固鉆機(jī)時(shí)，優(yōu)先考慮輕型設(shè)備，起到錨索鉆孔的作用。同時(shí)需要調(diào)整錨索鉆孔斜度，一般借助導(dǎo)向儀來實(shí)現(xiàn)，能夠及時(shí)糾正傾斜度和偏差，在鉆孔過程中一定要選擇合適的鉆機(jī)型號(hào)。當(dāng)涉及到深層支護(hù)施工，使用高壓灌漿泵為3SNS時(shí)，應(yīng)當(dāng)利用溜槽來完成倉錨墩混凝土的措施，提高錨墩混凝土凝結(jié)強(qiáng)度，然后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行錨索張拉操作。為了更好的控制張拉力，初期張拉力應(yīng)當(dāng)達(dá)到設(shè)計(jì)值的百分之九十左右，再通過相應(yīng)設(shè)備來完成對(duì)稱循環(huán)張拉施工，當(dāng)需要補(bǔ)償張拉時(shí)，應(yīng)當(dāng)采取錨索封錨措施。當(dāng)?shù)刭|(zhì)環(huán)境十分惡劣時(shí)，應(yīng)當(dāng)通過灌漿措施來加固坡面，同時(shí)借助鋼絞線綁扎實(shí)現(xiàn)深層次固定，提高鋼管導(dǎo)向帽的連接穩(wěn)定性。

3 邊坡開挖支護(hù)施工重要環(huán)節(jié)

3.1 鋼筋網(wǎng)設(shè)置

在進(jìn)行水利水電工程施工時(shí)，能否保證鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)施工質(zhì)量至關(guān)重要，有利于減少對(duì)邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)的破壞。在施工時(shí)應(yīng)當(dāng)布置一定數(shù)量的鋼筋網(wǎng)，能夠有效解決滑坡和混凝土脫落問題，提高施工的安全性。在實(shí)際施工過程中，應(yīng)當(dāng)保證鋼筋排列形式的合理性，并及時(shí)落實(shí)技術(shù)交底工作，提高施工的規(guī)范性，保證施工內(nèi)容與施工圖紙的一致性，有從有效改善施工質(zhì)量。在鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)的過程中，需要注意不同鋼筋網(wǎng)的穿插避讓。針對(duì)鋼筋網(wǎng)受力特征、形式和具體尺寸等參數(shù)，提前做好防風(fēng)化措施。

3.2 錨桿施工

在邊坡開挖支護(hù)中，錨桿支護(hù)也較為常用，但在水利水電施工環(huán)境下，往往涉及到許多施工因素。支護(hù)設(shè)計(jì)人員，需要結(jié)合水利邊坡地質(zhì)條件，分析研究邊坡承受力，然后再進(jìn)行錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)。在實(shí)際應(yīng)用中，通常將其制成錨桿擋墻的形式，可起到穩(wěn)定水利工程邊坡的作用，根據(jù)其形式不同又分為：一是混凝土裝配式的錨桿擋墻，其優(yōu)勢(shì)在于邊坡支護(hù)施工成本低且適用于各類邊坡結(jié)構(gòu)；二是格架排樁類型，其主要材質(zhì)結(jié)構(gòu)也是鋼筋混凝土，也有良好支護(hù)效果；三是板筋類型，通過進(jìn)行現(xiàn)澆的方式，應(yīng)用于邊坡開挖支護(hù)施工，具有良好使用性能。只有保證錨桿施工質(zhì)量，才能更好地發(fā)揮其邊坡支護(hù)效果。

3.3 噴射混凝土施工

為實(shí)現(xiàn)邊坡的高效支護(hù)，通常會(huì)采用噴射混凝土的方式，能夠緊隨開挖進(jìn)行施工，減少開挖坡面暴露時(shí)長(zhǎng)，并起到強(qiáng)化、支撐作用。出于坡面穩(wěn)定性考慮，當(dāng)具體應(yīng)用噴射混凝土作業(yè)時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)邊坡開挖的放空點(diǎn)予以關(guān)注，借助混凝土實(shí)現(xiàn)坡面強(qiáng)化，達(dá)到安全穩(wěn)定的支護(hù)效果。該技術(shù)的應(yīng)用，可及時(shí)覆蓋邊坡基面，降低其風(fēng)化的可能，還可有效支撐邊坡基面，達(dá)到較好支護(hù)效果。同時(shí)，在噴射作業(yè)前，應(yīng)檢查專用機(jī)械性能，并對(duì)混凝土材質(zhì)特性予以檢測(cè)，尤其是噴射混凝土的配比，以使其達(dá)到支護(hù)要求的凝固時(shí)長(zhǎng)。相較于常規(guī)支護(hù)手段，噴射混凝土更加高效，并具備一定的邊坡支護(hù)效果。

3.4 邊坡排水孔施工

在進(jìn)行邊坡開挖支護(hù)施工時(shí)，也要考慮排水問題，以免因表里水源而妨礙開挖支護(hù)質(zhì)量。邊坡土質(zhì)水分含量的增加，會(huì)加大其滑坡風(fēng)險(xiǎn)，為此，在邊坡防護(hù)施工中，要進(jìn)行排水孔作業(yè)，提供良好的排水渠道。排水孔廣泛用于邊坡支護(hù)，尤其是對(duì)于噴射或貼坡混凝土結(jié)構(gòu)，可有效減輕內(nèi)部水壓?jiǎn)栴}。

4 邊坡開挖安全監(jiān)測(cè)

4.1 邊坡監(jiān)測(cè)的必要性

隨著開挖的繼續(xù)，邊坡形體及內(nèi)部應(yīng)力會(huì)有所變化，若不加以監(jiān)測(cè)，可能出現(xiàn)失穩(wěn)滑動(dòng)問題，威脅邊坡施工安全。要知道，邊坡監(jiān)測(cè)最終是服務(wù)于邊坡施工安全的，有助于實(shí)時(shí)了解邊坡圍巖與支護(hù)受力變化，進(jìn)而方便進(jìn)行開挖支護(hù)技術(shù)調(diào)整。借助邊坡監(jiān)測(cè)工作，可有效評(píng)價(jià)邊坡穩(wěn)定性，對(duì)后續(xù)施工調(diào)整很有幫助。若潛在滑坡風(fēng)險(xiǎn)，可通過邊坡監(jiān)測(cè)，有效預(yù)測(cè)其滑坡方向及規(guī)模，為后續(xù)邊坡病害防治提供依據(jù)。

4.2 邊坡監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)原理

在實(shí)際應(yīng)用中，邊坡監(jiān)測(cè)主要用于不良地質(zhì)且有較大形變的邊坡斷面，尤其是對(duì)于有裂縫、斷層分布的邊坡部位。通常待監(jiān)測(cè)斷面可根據(jù)邊坡地質(zhì)、尺寸差異，有如下劃分：一是重要監(jiān)測(cè)斷面，其所監(jiān)測(cè)的指標(biāo)更多，自動(dòng)化儀表使用也更為普遍；二是次要監(jiān)測(cè)斷面，在重要性上較前者有所差距。為保證邊坡監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性，應(yīng)有效結(jié)合人工巡查與儀器測(cè)量，做到邊坡狀態(tài)的實(shí)時(shí)掌控。

4.3 物探分析

為更好地輔助開挖支護(hù)作業(yè)，還需進(jìn)行物探分析工作，可借助聲波孔、長(zhǎng)觀孔等構(gòu)造，以具體實(shí)施物探監(jiān)測(cè)，可有效獲取邊坡巖體數(shù)據(jù)，為開挖支護(hù)施工提供依據(jù)。

5 結(jié)束語

綜上所述，在實(shí)際水利項(xiàng)目中，要針對(duì)不同坡段結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，合理選用開挖支護(hù)技術(shù)，提升邊坡施工安全性。要明確邊坡開挖作業(yè)流程，切實(shí)做好技術(shù)交底、洞室、豎井的開挖、測(cè)量放線、槽挖施工等工作，并針對(duì)土質(zhì)或巖質(zhì)邊坡，采取合適的開挖技術(shù)。而且在邊坡支護(hù)施工時(shí)，要掌握噴射混凝土、鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)、錨桿施工等技術(shù)要求，還應(yīng)做好邊坡監(jiān)測(cè)工作，實(shí)現(xiàn)安全有序的邊坡施工。

[1]田邦成.淺析在水利水電工程施工中邊坡開挖支護(hù)技術(shù)及其有效的應(yīng)用[J].建材與裝飾,2019(27):293-294.

[2]劉黛偉.邊坡開挖支護(hù)技術(shù)在水利水電工程施工中的應(yīng)用分析[J].水電站機(jī)電技術(shù),2020,43(11):175-176.

[3]張峰華.水利水電工程邊坡開挖支護(hù)施工技術(shù)探究[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì),2020(21):219-221.

[4]許偉,金一凡.水利水電工程施工中邊坡開挖支護(hù)技術(shù)應(yīng)用價(jià)值[J].低碳世界,2020,10(10):46-47.

[5]肖三明.水利水電工程施工中基于邊坡開挖支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用研究[J].磚瓦,2020(05):173-174.

王亮（1986.10- ），男，漢，籍貫：湖北丹江口，職稱：工程師，學(xué)歷：本科，單位：丹江口市宇箭水利電力工程有限責(zé)任公司，研究方向，土木工程專業(yè)；王飛，（1988.06- ），男，漢，籍貫：湖北丹江口，職稱：工程師，學(xué)歷：本科單位：丹江口市宇箭水利電力工程有限責(zé)任公司，研究方向，工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)；吳高琴（1967.06- ），女，漢，籍貫：湖北丹江口，職稱：工程師，學(xué)歷：本科，單位：丹江口市宇箭水利電力工程有限責(zé)任公司，研究方向，水利水電工程。

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A

1007-6344（2021）04-0188-02