水利水電工程邊坡地質(zhì)穩(wěn)定性分析及支護(hù)施工工藝

凌小欽

摘要：中國幅員遼闊，地形復(fù)雜，不同地區(qū)地質(zhì)條件差異較大，增加了水利水電工程的復(fù)雜性，導(dǎo)致實際工程存在一定的施工難度。由于邊坡的穩(wěn)定性直接影響水工建筑物的使用壽命和周邊環(huán)境的安全，也直接決定了工程的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益，因此在實際工作中有必要對邊坡的穩(wěn)定性及其治理措施進(jìn)行研究，并對邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行定量分析，以便及時預(yù)測邊坡的失穩(wěn)災(zāi)害，及時采取有效的邊坡失穩(wěn)防護(hù)措施，確保邊坡的穩(wěn)定性。利用信息技術(shù)建立長期監(jiān)測手段，可以使水利水電工程充分發(fā)揮其最大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

關(guān)鍵詞：水利水電;施工;邊坡開挖;支護(hù);應(yīng)用;

水利水電工程的發(fā)展建設(shè)關(guān)乎人們生活水平質(zhì)量，其工程質(zhì)量也成為人們密切關(guān)注的問題，邊坡開挖支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用與水利水電工程施工質(zhì)量有著密切聯(lián)系，邊坡開挖及其開挖支護(hù)技術(shù)是水利水電工程施工的重要基礎(chǔ)，研究水利水電工程施工中邊坡開挖支護(hù)技術(shù)有著十分重要的意義。

一、水利水電工程建設(shè)過程中邊坡開挖支護(hù)施工特點

水利水電工程建設(shè)過程中邊坡開挖支護(hù)施工具備強穩(wěn)定性，水利水電工程一般是較大型的基坑開挖且施工地勢一般較為復(fù)雜險峻，需要邊坡開挖過程中開挖支護(hù)具有強穩(wěn)定性，以保障邊坡結(jié)構(gòu)，確?？觾?nèi)施工作業(yè)安全。另外，水利開挖過程中開挖角度、開挖機械、開挖支護(hù)方式等都需要具備較強的規(guī)范性，嚴(yán)格按照相關(guān)尺寸及國家標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行施工，同時由于水利水電工程施工的復(fù)雜性，為進(jìn)一步維系邊坡開挖結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，在支護(hù)邊坡開挖支護(hù)工作操作過程中又具備一定的特殊性。

二、邊坡地質(zhì)穩(wěn)定性分析

1.影響邊坡穩(wěn)定性的因素。影響邊坡穩(wěn)定性的因素可以分為內(nèi)在因素和外在因素2個方面：（1）內(nèi)在因素包括地形地貌條件、構(gòu)成邊坡巖（土）體的物理力學(xué)性質(zhì)、水理性質(zhì)、水文地質(zhì)條件、巖（土）體結(jié)構(gòu)與地質(zhì)構(gòu)造等。（2）外在因素包括水文氣象、風(fēng)化作用、水流的作用、地震及人為因素等。其中，內(nèi)因在邊坡的變形中起決定性的控制作用，外因起促進(jìn)作用;故而在邊坡的穩(wěn)定性分析中，應(yīng)在研究各因素的基礎(chǔ)上，找出這些因素間的內(nèi)在聯(lián)系，進(jìn)而再評價其穩(wěn)定性。

2.評價邊坡穩(wěn)定性方法。常用的評價邊坡穩(wěn)定性方法有定性分析法、極限平衡分析法、數(shù)值分析法、工程地質(zhì)類比法4類。（1）定性分析法。是指通過對邊坡的尺寸和坡形、邊坡的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、所處的地質(zhì)環(huán)境、形成的地質(zhì)歷史、變形破壞形跡，以及影響其穩(wěn)定性的各種因素的研究，以判斷邊坡演變階段和穩(wěn)定狀況。（2）極限平衡分析法。把可能滑動的巖、土體假定為剛體，通過分析可能的滑動面，并把滑動面上的應(yīng)力簡化為均勻分布，進(jìn)而計算出邊坡的穩(wěn)定系數(shù)。（3）數(shù)值分析法。利用有限單元分析法，先計算出邊坡位移場和應(yīng)力場，然后，利用巖體、土體強度準(zhǔn)則，計算出各單元與可能滑動面的穩(wěn)定性系數(shù)。（4）工程地質(zhì)類比法。將所研究邊坡或擬設(shè)計的人工邊坡與已經(jīng)研究過的或已有經(jīng)驗數(shù)據(jù)的邊坡進(jìn)行類比，以評價其穩(wěn)定性，并提出合理的坡高和坡角。

三、邊坡支護(hù)技術(shù)分析

1.砂漿錨桿施工。作為基建建設(shè)工程之一，水利水電工程在工程開始之前需要進(jìn)行周密的施工計劃。受條件限制，水利水電工程通常選擇在人煙稀少且地形復(fù)雜的地區(qū)進(jìn)行建設(shè)，因此，需要注意的，（1）施工計劃制定之前需嚴(yán)格控制各種原材料的選用（包括鋼筋、水泥、砂以及添加劑），尤其要注意注漿砂漿所用的添加劑中不能含有對錨桿具有腐蝕作用的成分。錨桿鉆孔位置及孔深、孔徑等應(yīng)滿足技術(shù)規(guī)范，并在鉆孔完成后利用高壓風(fēng)機徹底清理孔內(nèi)的殘渣和水分。錨桿搭設(shè)過程中可應(yīng)用雙排腳手架，并將其距離控制在2.0 m×2.0 m，在距離地面20 cm位置設(shè)置掃地桿，并確保掃地桿伸出立桿大約10 cm。注漿操作時可應(yīng)用GZJB型液壓雙液注漿泵。在完成安裝作業(yè)后、砂漿完全凝固之前做好錨桿的保護(hù)工作，避免錨桿受到任何程度的碰撞、敲擊等可能導(dǎo)致其位移的影響。（2）在做完以上準(zhǔn)備工作之后即可開始砂漿錨桿支護(hù)施工。在砂漿錨桿施工執(zhí)行前，需先做好以下工作：1）在施工前采取現(xiàn)場試驗的形式確定合理的錨噴支護(hù)系數(shù)與參數(shù)，沒有條件進(jìn)行現(xiàn)場試驗的情況下則可采用工程類比法確定相關(guān)參數(shù);2）砂漿攪拌、灌注設(shè)備及錨桿鋪設(shè)設(shè)備應(yīng)當(dāng)置于安全地帶;3）對噴射機、注漿器等設(shè)備進(jìn)行安全檢查及試運行工作。（3）完成以上工作后可進(jìn)行砂漿錨桿施工。在噴射作業(yè)面時，需要注意對粉塵濃度的有效控制，如采用濕噴砂漿等方式來實現(xiàn)對粉塵濃度的有效控制。此外，在作業(yè)之前也需要檢查巖石的滲水狀態(tài)，如果巖石滲水比較嚴(yán)重，則需在噴射砂漿之前設(shè)法排出巖石中的積水。噴完砂漿后，還要鉆探排水孔，以避免噴層脫落導(dǎo)致人身傷害的情況出現(xiàn)。在選擇錨桿時，需要確保錨桿直徑不大于設(shè)計規(guī)定的數(shù)值，否則不能安裝錨桿。一般來說，錨桿的固定工作通常由人力執(zhí)行，同時要保證在灌漿之后進(jìn)行，且灌漿需要保證勻速灌注，以避免灌漿溢出。

2.深層支護(hù)技術(shù)。深層支護(hù)技術(shù)應(yīng)用的前提，是確保邊坡開挖程度達(dá)到相應(yīng)技術(shù)要求。因而，在施工之前需要固定坡面傾斜度及壁面，可采用導(dǎo)向儀測量邊坡坡面傾斜度并加以校正。通常水利工程施工時，場地內(nèi)已經(jīng)存有了一定數(shù)量的水泥，水泥價格低廉又具有良好的固壁作用，因此，在深層支護(hù)技術(shù)中應(yīng)用，可實現(xiàn)更加理想的深層支護(hù)效果。

3.預(yù)應(yīng)力錨索施工技術(shù)。預(yù)應(yīng)力錨索施工技術(shù)，主要體現(xiàn)在借助錨索對邊坡施加預(yù)應(yīng)力，進(jìn)而達(dá)成加固邊坡的目的。在應(yīng)用預(yù)應(yīng)力錨索施工前，應(yīng)當(dāng)配置專業(yè)的安全檢查人員，并要求安全檢查人員監(jiān)督施工的全過程，隨時發(fā)現(xiàn)可能導(dǎo)致安全隱患的潛在風(fēng)險因素，并采用相應(yīng)的解決策略。在應(yīng)用淺孔錘風(fēng)動鉆進(jìn)方式為錨索造孔時，則需要采用相應(yīng)的除塵措施，以避免積灰導(dǎo)致淺孔錘作業(yè)位置過熱或影響視線。在開孔過程中，對孔口產(chǎn)生松動的巖塊應(yīng)及時加以清除，避免巖塊卷入沖擊鉆后彈出傷人。鋼絞線的下料需要應(yīng)用特制的放料支架，往孔內(nèi)安裝錨索時則需要由專人進(jìn)行協(xié)調(diào)指揮、統(tǒng)一進(jìn)行，以避免錨索張拉時發(fā)生安全事故。尤其需要注意的是，錨索的施工只有在確保高壓風(fēng)管及高壓油管接頭連接牢固的前提下方可進(jìn)行，且在造孔機械、張拉機械的傳動與轉(zhuǎn)動位置，均需要配備完整的防護(hù)罩。

4.擋土墻施工技術(shù)。常見的擋土墻施工技術(shù)包括重力式擋土墻、扶壁式擋土墻與懸臂式擋土墻。其中重力式擋土墻是依靠墻身自重抵抗土體側(cè)方向上的壓力，具有就地取材、施工方便的特點，但如果擋土墻墻體太高會造成擋土墻失穩(wěn)，或地基質(zhì)地軟弱時會受到承載力的局限，因而必須慎重考慮地基承載力與擋土墻的整體穩(wěn)定性與結(jié)構(gòu)強度，可加入其他工程措施來保證擋土墻的穩(wěn)定性;扶壁式擋土墻是指以一定距離為間隔分別設(shè)置扶壁，將立壁與踵板連接起來，本質(zhì)上是一種鋼筋混凝土薄壁式擋土墻，不僅構(gòu)造簡單，施工方便，也能充分發(fā)揮材料的強度性能，在缺乏石料及地震地區(qū)較為常用。但在地質(zhì)不良地段或地震烈度超過8度的地段不適用;懸臂式擋土墻與扶壁式擋土墻類似，但在墻高較高（超過9 m）時會因為立壁下部彎矩較大導(dǎo)致鋼筋混凝土用量劇增。由此可見，施工時，需根據(jù)實際情況酌情應(yīng)用不同的擋土墻技術(shù)。

總之，邊坡開挖支護(hù)技術(shù)在水利水電工程施工中的應(yīng)用，不僅可以降低施工現(xiàn)場塌方、滑坡的發(fā)生，還可以提高工程施工安全和質(zhì)量。邊坡開挖支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用在防范邊坡巖體的滑塌，保證邊坡開挖尺寸具有重要意義。邊坡開挖支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用不僅能確保水利水電工程項目的順利實施，還可以加快施工避免因邊坡復(fù)雜多變而阻礙項目施工進(jìn)度。

參考文獻(xiàn)：

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