水利工程中高邊坡開(kāi)挖與支護(hù)工程的施工要點(diǎn)

王琦

德州市水利局水利施工處

一、水利工程邊坡開(kāi)挖施工技術(shù)

（一）數(shù)據(jù)掃描和預(yù)處理

利用三維激光掃描技術(shù)對(duì)高邊坡開(kāi)挖面進(jìn)行掃描，主要包括地形探測(cè)、選點(diǎn)設(shè)站、數(shù)據(jù)掃描、數(shù)據(jù)驗(yàn)證等，掃描站設(shè)置時(shí)，應(yīng)做到場(chǎng)地開(kāi)闊、無(wú)遮擋、防風(fēng)、掃描范圍不可遺漏，整個(gè)高邊坡開(kāi)挖面應(yīng)覆蓋。在數(shù)據(jù)采集過(guò)程中，由于施工現(xiàn)場(chǎng)的影響，數(shù)據(jù)采集過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的噪聲。另外，由于數(shù)據(jù)采集的基數(shù)較大，會(huì)產(chǎn)生一些無(wú)用或錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)。此時(shí)，需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。數(shù)據(jù)預(yù)處理主要處理云數(shù)據(jù)中的施工噪聲、誤差和重復(fù)數(shù)據(jù)。利用三維激光掃描儀系統(tǒng)的數(shù)據(jù)后處理軟件cyclone進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，處理后的點(diǎn)云數(shù)據(jù)以TXT格式輸出到三維激光掃描儀的存儲(chǔ)卡中，進(jìn)行后續(xù)的數(shù)據(jù)精處理和計(jì)算。

（二）石方開(kāi)挖技術(shù)

由于該施工環(huán)節(jié)主要是針對(duì)具有較高硬度、性能、厚度的巖面進(jìn)行作業(yè)。因此，施工前需對(duì)巖石層進(jìn)行綜合的評(píng)估，根據(jù)相關(guān)參數(shù)來(lái)進(jìn)行開(kāi)挖方案和開(kāi)挖技術(shù)的選擇。鉆孔施工必須保持勻速，及時(shí)清理挖掘機(jī)上所粘附的雜質(zhì)或者挖掘殘留物。當(dāng)巖石浮于土壤表面時(shí)，用挖掘機(jī)拉出并將其錘斷，并根據(jù)分層開(kāi)挖的原則和流程來(lái)進(jìn)行作業(yè)。在進(jìn)行爆破施工時(shí)，需根據(jù)巖層的水平條件、實(shí)際分布，以及角度、高度、邊坡的坡度來(lái)進(jìn)行爆破材料和方法的選擇。根據(jù)參數(shù)圖紙進(jìn)行炮眼的設(shè)計(jì)和布置，嚴(yán)格根據(jù)爆破參數(shù)確定炮眼的間距、角度、深度。其眼底間距和挖槽眼間距、輔助眼的行距和眼口排序，以及沿周邊眼所設(shè)計(jì)的斷面輪廓線間距的誤差都必須小于5cm。每個(gè)炮眼的總體深度必須小于2.5m，眼底是根據(jù)開(kāi)挖斷面輪廓線來(lái)進(jìn)行設(shè)置，前者不得超過(guò)后者10～15cm。裝藥完之后的炮眼需對(duì)其進(jìn)行填堵密封，其堵塞的長(zhǎng)度必須超過(guò)20cm。當(dāng)巖石的抗壓強(qiáng)度或者巖石完整性超過(guò)30MPa時(shí)，若不對(duì)整體的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定造成影響，則可允許適當(dāng)出現(xiàn)超欠挖，其各部位巖石隆起量必須低于5cm。

（三）土方開(kāi)挖技術(shù)

如果施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境主要是土壤，則需要應(yīng)用土方開(kāi)挖技術(shù)。根據(jù)建設(shè)方案，分期建設(shè)要有序進(jìn)行。施工中產(chǎn)生的泥土和框架應(yīng)及時(shí)清理干凈，以便后續(xù)施工順利進(jìn)行。施工前，根據(jù)施工方案規(guī)劃作業(yè)路線，分析解決土方開(kāi)挖過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，制定相應(yīng)的處理措施，做好各方面準(zhǔn)備后，按預(yù)定路線進(jìn)行施工。

二、水利工程邊坡支護(hù)施工技術(shù)

（一）混凝土噴涂技術(shù)

在大型水利工程的水力邊坡試掘開(kāi)挖多層防護(hù)時(shí)，應(yīng)運(yùn)用鋼筋混凝土多層噴涂防護(hù)技術(shù)，并在水利邊坡和周邊同時(shí)建設(shè)多層隔離帶，避免水利邊坡在自然環(huán)境和人為水力活動(dòng)的雙重影響下慢慢變得不穩(wěn)定。噴涂施工技術(shù)因具有施工原材料易回收獲取、施工作業(yè)速度快、施工后對(duì)工地原本邊坡土壤條件變化影響較小等幾大特點(diǎn)，在目前的新型邊坡土壤防護(hù)噴涂技術(shù)施工中常見(jiàn)。造價(jià)低廉的鋼筋混凝土迅速發(fā)展，成了目前噴涂建筑技術(shù)最為常見(jiàn)的建筑材料，利用鋼筋混凝土基層噴涂防水技術(shù)，不僅能避免出現(xiàn)自然雨水的直接沖擊以及可能帶來(lái)的施工邊坡墻體坍塌滲水現(xiàn)象，而且在大型水利水電工程施工中，對(duì)長(zhǎng)時(shí)間不易接觸天然水資源的施工設(shè)施可以起到大大增加施工強(qiáng)度，從而起到保護(hù)作用。同時(shí)，混凝土基層噴涂施工時(shí)，還需要嚴(yán)格遵守噴涂施工工藝要求。噴涂處理作業(yè)必須嚴(yán)格按照要求分次有序地連續(xù)進(jìn)行，保持噴層表面干凈無(wú)雜質(zhì)，只有這樣才能達(dá)到噴涂出良好的噴涂效果。因此，需要對(duì)油漆噴涂現(xiàn)場(chǎng)設(shè)施，及噴涂的整個(gè)過(guò)程實(shí)時(shí)跟蹤和檢查，防止出現(xiàn)設(shè)備溫度太高或其他異?，F(xiàn)象造成不安全事故。

（二）錨桿支護(hù)

在水利工程邊坡支護(hù)中，可以采用加固邊坡和支護(hù)邊坡的方式來(lái)提高邊坡的可靠性，錨桿支護(hù)在實(shí)際工程中應(yīng)用較多。錨桿支護(hù)主要利用錨桿的內(nèi)部結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)邊坡力學(xué)整體狀態(tài)的調(diào)控。通過(guò)對(duì)錨桿位置和深度的科學(xué)計(jì)算和驗(yàn)證，可以促進(jìn)穩(wěn)定區(qū)的形成，從而提高邊坡的穩(wěn)定性和安全性。在錨桿支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用中，對(duì)材料和設(shè)備的要求更高，因此在施工過(guò)程中，要仔細(xì)選擇設(shè)備和材料，仔細(xì)分析邊坡中巖石的性質(zhì)，確定最佳施工方案，計(jì)算核實(shí)施工現(xiàn)場(chǎng)的傾斜和方向，隨時(shí)調(diào)整施工設(shè)備，盡量使巖石與鉆機(jī)的距離達(dá)到最佳狀態(tài)。施工達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，必須及時(shí)清除鉆孔內(nèi)的雜物，避免塌孔等現(xiàn)象，以保證錨桿能發(fā)揮其對(duì)邊坡穩(wěn)定的作用。

（三）鋼筋的鋪設(shè)技術(shù)

在建筑施工過(guò)程中，鋼筋的基層鋪設(shè)施工作業(yè)是非常重要的環(huán)節(jié)。合理的支護(hù)鋼筋數(shù)量分配、使用順序能夠提升山區(qū)邊坡支護(hù)的穩(wěn)定性，從而達(dá)到延長(zhǎng)山區(qū)水利工程有效支護(hù)工作期的主要目的。雖然整個(gè)鋼筋工程鋪設(shè)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)較為簡(jiǎn)單的作業(yè)，但是相關(guān)設(shè)計(jì)人員絕對(duì)不能掉以輕心，應(yīng)該及時(shí)、詳細(xì)分析整個(gè)鋼筋設(shè)計(jì)流程圖紙的所有細(xì)節(jié)材料和鋼筋設(shè)計(jì)的示意圖，確保施工作業(yè)能順利實(shí)施。邊坡鋼筋支護(hù)鋪設(shè)工作的特點(diǎn)為具有大規(guī)模工程量、大規(guī)模建設(shè)，鋼筋在邊坡鋪設(shè)時(shí)通常需要鋼筋進(jìn)行無(wú)縫連接。市場(chǎng)上供應(yīng)的鋼筋無(wú)縫連接需要較高的運(yùn)輸成本和安裝維護(hù)成本，因此施工單位受多方面因素的影響，一般會(huì)選擇鋼筋綁扎的施工方式。橋梁邊坡澆筑防護(hù)層的工作，往往都會(huì)要求施工采用一種閃光的焊接方式對(duì)其加以鋼筋對(duì)焊，采用冷筒的焊接方式輔助，完成其與鋼筋的連接。

（四）鉆爆技術(shù)

水利水電工程邊坡地質(zhì)條件為巖石的情況下，主要采用鉆爆施工方法，在施工過(guò)程中對(duì)各個(gè)流程和環(huán)節(jié)的要求較高。目前我國(guó)的鉆爆施工方法主要有微差爆破、預(yù)裂爆破等。在鉆爆施工之前，必須先對(duì)施工方案作出一個(gè)整體規(guī)劃，對(duì)各項(xiàng)影響因素加以綜合的考量與分析，力求高質(zhì)量、高標(biāo)準(zhǔn)、高效地完成鉆爆施工，以確保水利工程的施工建設(shè)順利進(jìn)行。將混凝土噴射和錨桿相互結(jié)合使用，可以提高邊坡開(kāi)挖工作的安全系數(shù)，起到支護(hù)邊坡的目的。有關(guān)施工單位需要注意對(duì)施工地質(zhì)條件和開(kāi)挖地點(diǎn)的周圍環(huán)境進(jìn)行勘測(cè)評(píng)估后，再確定是否適合采用鉆爆技術(shù)，然后評(píng)估需要采用的施工方法及其具體的施工角度。

（五）擋土墻支護(hù)技術(shù)

若進(jìn)行懸臂擋土墻施工，則是根據(jù)要求將鋼筋或者木樁等材料鑲嵌入邊坡土壤當(dāng)中，形成具有較強(qiáng)的堅(jiān)固性和防護(hù)能力的邊坡支護(hù)墻。科學(xué)地對(duì)構(gòu)建的位置進(jìn)行確定，利用焊接的方式對(duì)其進(jìn)行處理，根據(jù)邊坡防護(hù)的要求構(gòu)建相應(yīng)的旋臂擋土墻。為達(dá)到預(yù)期的效果和作用，需科學(xué)地進(jìn)行其間隔的調(diào)整，依據(jù)坡度來(lái)確定擋土墻的高度，一般將其控制在6～9m。

（六）預(yù)應(yīng)力錨索

預(yù)應(yīng)力錨索施工中，應(yīng)做好錨孔的測(cè)量和控制。應(yīng)使用鉆機(jī)在巖體中鉆孔。具體鉆孔規(guī)格應(yīng)結(jié)合錨桿位置確定。做好錨孔的檢查和清理工作。錨桿安裝完畢后，應(yīng)進(jìn)行注漿作業(yè)。為滿足具體施工要求，施工前要做好勘察工作。對(duì)施工中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題和其他不符合設(shè)計(jì)或施工要求的問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)采取相應(yīng)的預(yù)防措施進(jìn)行處理。施工期間的鉆孔可使用潛孔錘進(jìn)行。施工前，應(yīng)將鉆孔表面清理干凈，防止孔內(nèi)有松動(dòng)的石塊和灰塵。一旦出現(xiàn)松動(dòng)的石塊，在鉆孔過(guò)程中會(huì)脫落或產(chǎn)生較大的沖擊力，影響正常施工，威脅施工人員的生命安全。為防止錨索安裝時(shí)鋼絞線彈出，鋼絞線應(yīng)固定好。

結(jié)論：綜上所述，建設(shè)單位必須根據(jù)當(dāng)下的邊坡支護(hù)技術(shù)和水利工程建設(shè)的整體發(fā)展趨勢(shì)來(lái)進(jìn)行施工理念的調(diào)整，考慮水利工程施工過(guò)程當(dāng)中的各種影響因素與制約條件，推出與社會(huì)發(fā)展和工作建設(shè)需求相匹配的全新施工方案。另外，施工單位還需要有效地對(duì)施工成本和施工材料進(jìn)行控制，根據(jù)實(shí)際的邊坡開(kāi)挖支護(hù)技術(shù)的周期進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃。對(duì)各環(huán)節(jié)的施工流程和施工技術(shù)進(jìn)行明確，要求相關(guān)人員以此為依據(jù)來(lái)進(jìn)行有效作業(yè)，這樣才能為水利工程建設(shè)的持續(xù)深入和邊坡開(kāi)挖支護(hù)技術(shù)的推廣與普及奠定良好的基礎(chǔ)。