邊坡開挖支護施工技術在水利水電工程中的應用

代學山

（中國水利水電第四工程局有限公司，青海西寧 810000）

水利水電工程建設過程中面臨復雜的施工環(huán)境，且施工步驟繁雜，在具體施工過程中時常發(fā)生意外。相關人員需要對邊坡開挖以及支護施工予以高度重視，在施工前制定合理的方案，防止出現質量和安全問題。水利水電工程施工過程中多采用邊坡支護開挖技術對高邊坡進行處理，通過該項技術的應用使邊坡支護開挖更安全有效，減少滑塌的發(fā)生，加快施工速度，有效解決施工時可能遇到的安全問題及隱患，推動我國水利水電工程良性發(fā)展。

1 常用的邊坡開挖方式

1.1 土質邊坡開挖方式

土質邊坡開挖需要遵循自上而下的原則，在具體操作過程中必須按照施工要求及標準操作，削坡層厚度需要控制在合理范圍內。邊坡的減退削坡可結合實際情況確定是否使用反鏟開挖機，機械開挖的效率高于人工開挖，可酌情應用。負責開挖的人員必須具備豐厚的專業(yè)技術，優(yōu)化施工技術管理措施，加強對施工現場的監(jiān)督和管理，確保工程質量。

1.2 巖質邊坡開挖方式

部分巖質邊坡的邊層為巖石，在確定開挖方式和爆破方案時，需要綜合考慮巖石的硬度、性質、分布情況等。巖質邊坡開挖應遵循自上而下原則，有效提升開挖效率，確保開挖質量，使邊坡開挖施工更安全有效。進行開挖時，需要綜合了解多方面情況確定爆破點，以最小的爆破范圍滿足施工需求，避免對邊坡造成不利影響?，F階段，應用率較高的爆破法為臺階式爆破法，該方法較為穩(wěn)定，對邊坡造成的影響較小。

1.3 槽挖方式

相較于其他工程項目，水利水電工程施工面臨的難題較多，且受到多種因素的影響，如開挖時需要綜合考慮環(huán)境因素、地理因素、項目所在地的相關情況等。因此，為了加快工程進度，保證工程質量，必須制定合理的開挖方案。

目前，槽挖方式是水利水電工程施工中常用的一種開挖方式，具體可分為兩種，即拉槽分層爆破開挖和保護層開挖，應用過程中需要結合邊坡輪廓的特點進行選擇。

1.4 鉆爆方式

針對水利水電工程，必須完全掌握工程具體情況后，制定科學合理的鉆爆方案后，才能開始鉆爆施工。制定鉆爆方案時必須做到精準設計，相關人員應到施工場地對施工情況進行了解和掌握，詳細了解鉆爆區(qū)域的地質情況，實施生產性爆破試驗，經過數次的試驗結果確定最終的爆破參數。

在爆破施工中采用微差爆破技術、預裂爆破技術等，可有效提升爆破效率，降低爆破對邊坡巖體的影響，避免頻繁調整開挖部位影響工程進度和質量。

2 工程概況

該工程處于某河流的支流處，是一項綜合性水利工程，有多個功能需求，包括供水、灌溉等。

土方開挖、淤砂開挖、坑石開挖、石方開挖的量分別為2 178、199、4 202、3 057 m3，土方回填和砂礫石回填量分別為388 m3和180 m3，干砌石塊和碎石墊層分別為89 m3和30 m3，M5漿砌塊石、M7.5漿砌塊石、M7.5漿砌料石分別為1 760、2 034、147.2 m3，C15混凝土、C20混凝土、C25混凝土分別為587、182、3.7 m3，鋼筋質量和伸縮縫分別為11.3 t和49 m2，砂漿勾縫、M10砂漿抹面、噴漿護面分別為282、678、280 m2，石渣運輸量為4 002 m3。

3 邊坡開挖支護技術在水利水電施工中的應用分析

3.1 地質勘測后進行邊坡開挖支護施工

邊坡開挖支護技術應用于水利水電工程施工時，需要提前檢測邊坡的安全情況、斷面情況、邊坡地質情況等，通過檢測結果制定施工方案。施工人員通過爆破振動檢測，掌握振動頻率，以此為依據完成施工指揮，提高操作的準確率，提高施工安全性，使邊坡開挖工作高效完成。深入施工現場對邊坡物理狀態(tài)進行考察后開始施工，即物理探測，分析具體的地質情況，確定施工技術[1]。

3.2 邊坡開挖支護技術的實施要點

在邊坡支護技術中，淺層支護和深層支護是應用率較高的兩種方法。在淺層支護中，錨桿支護法、掛網噴混凝土法以及排水孔的應用最為普遍。錨孔挖掘完成后，完成灌漿再行插桿，如果有巖層開挖深度不足等情況發(fā)生，可以先行插桿后灌漿。

邊坡開挖支護施工涉及鋼筋網的鋪設，尤其在地質穩(wěn)定性差、發(fā)生地質災害可能性較大的地區(qū)，如滑坡、地震、泥石流等，鋼筋網鋪設工作尤為重要。應做好邊坡加固，提高其穩(wěn)定性及牢固程度，降低地質災害對邊皮的影響，鋪網過程中，坡面與網應密切連接，充分發(fā)揮防護作用。

排水孔設計是施工過程的重點之一，工程正式投入使用后，邊坡長期受排水影響，穩(wěn)定性和牢固程度下降。在邊坡開挖施工過程中，需要合理修建排水孔，通過修建永久排水孔降低排水對邊坡的損傷程度。在排水孔中添加排水盲材，延長排水孔的使用壽命，避免坍塌，提高牢固程度。

3.3 對施工現場進行科學管理

在實際的水利水電工程邊坡開挖支護施工過程中，涉及較多與施工各環(huán)節(jié)相關的操作人員與管理人員，需要使用較多種類的機械設備，現場管理工作難度較高、復雜性較強。

（1）在施工準備階段，應全方位清理掉施工現場無關設備，要求沒有后續(xù)施工任務及操作資質不過關的人員必須離開施工現場。

（2）“自上而下”實行土方開挖，土方開挖環(huán)節(jié)和石方開挖環(huán)節(jié)應分開進行；合理運用“機械設備+人工操作”的方式，從效率與質量兩方面保障各環(huán)節(jié)開挖工作的安全性。

4 水利工程的邊坡支護

4.1 鋪設鋼筋網

水利水電工程邊坡支護施工過程中，針對邊坡完整性較差的區(qū)域可鋪設鋼筋網，避免邊坡塌方、塌滑等情況發(fā)生，滿足工程對邊坡穩(wěn)定性的要求。該工程在施工現場完成了20 cm×20 cm鋼筋網的綁扎，總鋪設面積為4 m2。一般情況下，水利水電工程邊坡淺層支護方式包括噴混凝土、錨桿束和排水孔。

（1）噴混凝土。

在水利水電工程邊坡支護施工時，噴混凝土的應用最為普遍，該方法能夠加強邊坡基面的牢固性和密封性，防止邊坡巖體因受到自然環(huán)境影響被分化。該工程的施工關鍵在于堤身的防護工作，先在地基邊坡表面砌上M7.5漿砌石，確保其平整度滿足要求，壓實整個平面，根據施工配合比要求配置處混凝土，在此基礎上利用噴繪機濕噴工藝將C15混凝土材料噴繪至所需位置，由專業(yè)人員進行施工驗收。完全滿足施工要求后開始安裝模板，通過鋼模板外撐內抵的方式使模板更牢固，滿足施工要求后采用噴繪機在已確定位置噴灑C15混凝土材料，混凝土的噴繪厚度通常為10～20 cm[2]。

（2）錨桿束。

綜合判斷該工程的具體情況，選用柵格結構完成邊坡支護，錨桿布置如圖1所示。

圖1 錨桿布置剖面

使用挖掘機對護坡比進行調整并壓實，用膩子粉先劃出柵格結構的邊框線，柵格槽人工開挖，成型后的尺寸應滿足設計要求。由專業(yè)人員驗收合格后開始安裝模板，模板為定型鋼模板，在模板外側處的護坡釘入間距為30 cm的木楔子，模板固定采用間距為30 cm的木條釘立木楔，確保結構尺寸與設計要求相符。

監(jiān)理人員對模板安裝進行驗收，確認合格后開始柵格混凝土澆筑，在施工現場完成混凝土攪拌，攪拌設備可選用滾筒式攪拌機，倒入手推車送至施工場地，拌制混凝土的配合比需要與試驗結果一致，確保混凝土符合使用要求；待混凝土終凝后，安排專門的工作人員進行灑水養(yǎng)護[3]。

（3）排水孔。

水利水電工程的邊坡需要長期排水，導致周邊山體可能受到水壓影響而損傷邊坡，為解決此問題設置排水孔[3]?，F階段，針對混凝土結構面占比較大的位置通常設置排水孔，且排水孔使用年限不受限制，以此緩解山體水壓強度。該工程安裝了20 m3空壓機以及配套設備，排水孔徑和孔深分別為50 mm和4 m；仰視角度約10°。

4.2 深層支護

深層支護是水利水電工程邊坡開挖的重要施工技術，在具體施工時輕型錨固鉆機是首選設備。

以液壓錨固鉆機為例，可利用該設備完成錨索的鉆孔，設備上配備的導向儀可以在鉆孔時調整傾斜度，全程檢查鉆孔相關事項，對存在的誤差及時予以發(fā)現并糾偏。實施深層支護時，選用3SNS型號高壓灌漿泵完成灌漿施工，混凝土錨固使用溜槽，施工過程遵循設計要求，凝結的質量達到實際要求的強度后，開展錨索張拉程序。在此期間，需要嚴格控制初期張拉時的張拉力度，以設計值的90%為最佳，由專業(yè)設備持續(xù)張拉鋼絞線，以此檢測鋼索是否滿足設計要求，如不符合需要進行補償張拉，最后進行封錨。

5 結語

水利水電工程建設過程中，需要采用科學合理的施工技術提升工程質量，加快工程進度。邊坡支護技術可以滿足水利水電工程的應用需求。在具體應用時，需要明確邊坡開挖支護技術的標準要求及技術要點，結合工程實際情況，制定科學合理的施工方案。