水利邊坡開挖支護技術要點

高 波，聶士喻

（山東宇通路橋集團有限公司，山東 東營 257300）

0 引言

水利水電工程作為基礎工程建設，能夠為當地居民的生產生活用電和用水提供便利。通過修建水利水電工程能夠提高當地居民的生活水平，實現對于防洪供水以及供電等多方面的需求滿足，同時還能夠調節(jié)周圍的生態(tài)環(huán)境，實現對于宜居生活環(huán)境的打造。我國進行了多項水利水電工程的建設，在進行工程建設的過程中，需要應用到多項技術。其中邊坡開發(fā)支護技術是常用的一項技術，因此對此類技術進行分，探尋出技術的公益要點，對推進水利工程項目開展有著重要幫助。

1 工程概況

本文以某一工程的實際建設情況為例，進行技術應用的分析。某水利水電工程的主要目的是進行水利發(fā)電，該工程的裝機總容量較大，設計容量為80萬kW，年發(fā)電總量估值為30.3億kW/h。在修建該工程的過程中，通過應用土石壩實現擋水的功能。在左右岸的設計過程中，對于左岸設計了溢洪道這一較為完善的給排水體系，在右岸則進行了引水隧道的修建工作。在進行該工程邊坡設計的過程中，對施工現場進行調查，發(fā)現該邊坡的位置在防空洞的出口處。如果對這一水利水電工程進行修建，在建設的過程中應用邊坡開挖支護技術的難度較高。但是，如果能夠保證工作人員的工作水平，同時能夠保證工作人員在施工過程中嚴格遵照相關的技術要點進行施工，那么就能夠保障技術應用的效果，工程建設的效率及效果。

2 施工重點、難點及對策

（1）對于該地區(qū)邊坡的地理位置而言，由于進水口的邊坡呈現出上緩下陡的狀態(tài)。因此，在進行開挖工作的過程中存在不穩(wěn)定性因素，對于工作人員的施工安全造成了相應的不利影響[1]。

（2）對于引水進水口的開挖工作而言，在施工的過程中工程量較大，工作過程當中，無法進行大規(guī)模的施工作業(yè)，這對于工作人員的工作提出了較高的要求。

（3）在進行施工作業(yè)的過程中，周圍的地理環(huán)境復雜，在山脊的另一側有一處寺廟，該寺廟的使用時間較長。如果在進行支護技術應用的過程中實施爆破，那么可能會對寺廟產生不利影響。這一因素也對工作人員的工作技術提出了較高的要求。

3 施工方案和措施

對施工現場進行地質環(huán)境的勘測之后明確，在施工之后首先應當自竹茨公路進行施工作業(yè)為施工過程提供便道。在施工的過程中會貫穿5號公路以及1-1號公路。

可以將施工現場分為兩個區(qū)域進行施工方案的設計工作。一方面針對進水口EL.2580m高程以上的區(qū)域進行施工設計，另一方面針對EL.2580m高程以下的區(qū)域進行施工設計。針對前者而言，在施工設計的過程中，需要修筑相應的道路，施工過程較為困難，對工作人員的技術水平提出了要求。在施工的過程中，需要提前修筑施工作業(yè)平臺，方便進行材料運輸和設備運輸。對于后者而言，在進行施工作業(yè)的過程中，也需要利用施工道路出渣。在此過程中，一般采用分區(qū)分層的方式進行作業(yè)。

在施工的過程中，需要準備好相應的儀器設備。在挖掘工作過程中，需要準備轉機以及鉆孔設備，同時還需要準備運輸設備。這些設備的選擇在下文中將會詳細進行介紹。

3.1 開挖分區(qū)

在分區(qū)時應當根據當地的地理位置特點，進行分區(qū)作業(yè)，因地制宜地利用當地地形特點進行施工作業(yè)有利于提高工作效率。在施工的過程中，可以將現場分為3個階段，進行施工作業(yè)。第一層段為EL.2540m以上部分，第二層段EL.2540m～EL.2480m，第三層段EL.2480m以下部分，其中第一階段和第二階段分為3個馬道。

3.2 開挖分層分塊

在開挖工作開始之后，可以利用開挖分層分塊的方式進行施工作業(yè)。在這一工作進行的過程中，可以通過結合當地的自然地理環(huán)境進行施工作業(yè)，能夠有效地完成施工作業(yè)的同時，發(fā)揮設備運行的效率，實現對于工程建設的效率保證。在這一過程中需要確定分層的高度。對施工現場的專業(yè)環(huán)境進行調查，發(fā)現覆蓋層的厚度不宜超過5m，一般巖石開挖梯段高度必須小于10m。同時，由于寺廟的存在，因此在進行爆破的過程中，還應當考慮到對于寺廟安全的保障，防止由于爆破工作，導致寺廟主體結構受到不利影響。因此，還應當預留2m的保護層。此外，整個施工現場可以分為21塊進行施工作業(yè)[2]。

4 開挖方法

4.1 土方開挖

在開挖土方的過程中，一般按照自上而下的順序進行，可以按照分層的方法進行施工作業(yè)。一般而言，在進行分層開發(fā)的過程中，范圍集中在3～4m。在施工的過程中，可以通過應用挖掘機直接進行生產，可以提高生產效率。

4.2 石方開挖

在什邡開挖的過程中，需要注意的內容較多，可以分為以下3個部分。

（1）在爆破的過程中，應當確定爆破的方法以及爆破過程中可能會遇到的問題。針對爆破過程中，可能會遇到的問題需要提前進行規(guī)制。

（2）就本工程的施工設計而言，在進行爆破的過程中，首先應當確定梯段的高度，可以分為8～10m[3]。

（3）需要對爆破過程中應用到的設備進行準備工作。主爆孔采用ROCD7液壓鉆和460PC潛孔鉆等設備鉆孔，預裂孔采用460PC鉆機和100B潛孔鉆機鉆孔。此外，還需要準備運輸設備和挖掘設備以及推土機。

5 邊坡支護

5.1 錨噴支護

砂漿錨桿設計形式包括φ25，L=4.5m/6m兩種形式。

5.1.1 測量放樣

在測量的過程中，必須保證測量的真實性和準確性。實踐中，一般通過采用全站儀進行測量放樣的工作，為了保證測量后的地點能夠便于識別，一般會通過油漆進行標識。

5.1.2 造孔

①在鉆孔的過程中，應當嚴格按照設計圖紙進行，如果鉆孔的位置出現偏差，那么就會對工程施工造成不利影響，因此在施工作業(yè)的過程中，必須首先熟悉設計圖紙中鉆孔的位置以及鉆孔的大小。②在進行錨桿鉆孔的過程中，孔軸的方向也十分重要。在施工圖紙當中，有時對于方向的問題并沒有作出規(guī)定，如果沒有作出規(guī)定，那么就應當按照實踐中的一般規(guī)則進行孔軸方向的調整，即孔軸方向垂直于開挖面。③在鉆孔的過程中可以應用相關的設備進行。

5.1.3 錨桿制作

錨桿一般在工廠中制作完畢之后，運送到施工現場。因此對于施工過程中，錨桿不符合需求的情況需要在施工現場進行手工制作。在現場制作的過程中，會耗費一定時間，一般會采用焊接的方式進行加工制作。

5.1.4 注漿及插筋

鉆孔施工完成之后需要進行注漿。在注漿之前，需要對鉆孔內的雜志進行清理工作，如果沒有進行雜質清理就進行注漿，那么會造成施工質量無法得到保證的現象出現。在注漿時對于工作人員的技術水平提出了相應的要求。在操作的過程中，一般通過應用砂漿泵進行這一工作。工作人員應當將管道下放至孔底，然后退出5～10cm。上述工作完成之后，需要工作人員配合機械進行錨桿的安裝工作。如果在安裝的過程中，出現涌水的現象，那么就需要及時的采取相關措施。既可以采用鉆孔排水的方法也可以灌漿。安裝完成之后，需要對施工現場進行保護，避免受到外界因素的影響，導致工程質量出現問題。同時在項目開展時，需要做好保溫材料的合理應用，防止?jié){液受到溫差的不利影響。

5.2 預應力錨索

5.2.1 錨索孔造孔

①需要明確這一工作需要依附邊坡搭設的承重排架進行。鉆機在移動的過程中，需要依靠提升機和手動葫蘆完成。②在進行鉆孔作業(yè)之前要對鉆機進行調整，保證鉆機能夠在實踐中正常的運行。如果沒有進行調整作業(yè)就進行了鉆孔打造的工作那么可能會發(fā)生意外事故。③在鉆孔的過程中，應當利用低轉速，低壓的方式進行施工作業(yè)。在施工作業(yè)的過程中，如果發(fā)現有變動就要及時的進行調整和加固。在具體施工環(huán)節(jié)需要安排施工人員做好施工參數的記錄，必須明確每一鉆孔的尺寸以及速度等情況，保證數據記錄的真實性和科學性。④在施工作業(yè)的過程中，如果出現返渣的現象，那么意味著此時工作也屬于正常。相反，如果沒有出現返渣的情況，那么意味著施工作業(yè)的過程中可能出現了其他問題。如果發(fā)生上述情況，那么意味著當地的自然地理條件較為復雜，應當及時地報告監(jiān)理人員。⑤上述工作完成之后，需要進行灌漿工作。在關鍵工作完成之后，經過等待期，凝結完成之后，需要對施工現場進行掃孔作業(yè)。在掃孔完成之后，可以利用高壓風和水進行孔道的沖洗工作，必須確保孔內的清潔度[4]。

5.2.2 錨索穿索

鉆孔完畢之后，需要對孔道進行檢查。經過檢查，如果不合格就要重新進行施工作業(yè)。如果合格，那么就可以對孔口進行臨時性的封閉保護，防止由于其他因素影響到孔內清潔度和孔道的質量。在進行索錨穿索的過程中需要進行人工作業(yè)。需要將操作裝置運送到施工，現場，由人工運送至索錨孔處。在穿孔的過程中，應當嚴格轉彎的半徑，必須保證半徑大于等于4m。上述環(huán)節(jié)結束之后，應當將索錨外露的部分進行保護工作，防止由于外界因素的影響，導致外部的部分受到沖擊。

5.2.3 墊座混凝土澆筑

在進行混凝土澆注作業(yè)之前，首先需要制作混凝土在制作的過程中，可以采用集中制作的方法，由混凝土運輸車進行運輸，提高運輸的效率。在進行混凝土澆注作業(yè)之前，首先需要對施工現場進行清潔工作，保證施工現場的清潔度，如果施工現場的清潔度，無法滿足實踐中的施工需求，那么在混凝土澆注完成之后，可能會發(fā)生混凝土的質量與預期不相符合的情況。在混凝土澆注的過程中，為了保證混凝土澆注的質量，應當持續(xù)的進行振搗工作。在工作的過程中，工作人員應當勻速地進行，速度過快或速度過慢，都會影響到混凝土的質量。見到完成之后，應當及時地進行維修養(yǎng)護工作，保護混凝土的質量。

5.2.4 錨索灌漿

錨索灌漿之前首先需要確保外錨墩混凝土的強度。如果沒有達到足夠的強度，那么就無法進行內錨的注漿作業(yè)。同時，還需要對孔道進行沖水工作。需要做好管道通暢率的檢測，同時還需要對其密封性進行檢驗。在灌漿時所應用到的原材料，由施工現場集中提供。在這一過程中，判斷結束的標準，是灌漿量與吸漿量之間的差別。如果前者大于后者那么可以結束。相反，如果前者小于后者那么就意味著還要繼續(xù)進行作業(yè)。

5.2.5 錨索張拉鎖定

當相關工作完成以后，需要進行強度的參數檢驗，如果強度能夠達到C35那么就能夠進行張拉的工作。在這一工作的過程中，可以從以下幾個方面進行分析保障施工作業(yè)的效果和效率，保障工作人員的施工安全。

（1）在張拉的過程中應當逐步進行。實踐中，一般按照從零逐級加載的方式進行施工作業(yè)。經穩(wěn)壓后卸荷到設計張拉力進行安裝，0→mδ（穩(wěn)壓3min）→δ（m為超張拉系數，最大值為1.05～1.1，δ為設計張拉力）。張拉工藝流程為：穿錨→初始荷載（鋼絞線調直）→分級循環(huán)張拉至設計荷載→超張拉。

（2）在張拉的過程中，應當按照相應的方法進行?？梢圆捎孟染植亢笳w的方式，對每一根進行作業(yè)，然后在對整體進行施工作業(yè)。在這一過程中，需要注意以下3點：①需要做好準備工作，準備好相應的工具，包括錨具和工作夾片以及鋼絞線等。必須保證工具的清潔性，否則就會對后續(xù)施工作業(yè)產生影響。②需要對鋼絞線進行調直工作。在初始荷載設計時，按照標準的要求要控制工作荷載為δ/10，且根據“先中間，后周邊”的原則進行張拉施工，用單根張拉千斤頂將鋼絞線逐根拉直預緊0→δ/10（穩(wěn)定2min）。③應當分等級進行張拉工作。這一過程可以分為4個階段，按照不同的等級逐漸進行。具體操作流程見表1。

表1 張拉流程

按照表1的施工工序完成以后，需要在該參數上繼續(xù)加載。在操作階段，當參數值為1.05δ～1.1δ時，則需要進行鎖定；當δ→1.05δ～1.1δ時則需要進行10min的穩(wěn)定。

待該工序完成以后，要進行補償工作，若錨索張拉力與規(guī)定設計值相差過大時，則需要進行張拉補償，這樣就能滿足設計標準的要求，一般來說，張拉補償實際張拉力→δ（穩(wěn)定2min）[5]。

5.2.6 封錨混凝土澆筑

在這一過程中需要首先將多余的鋼絞線進行基礎工作，而后把鋼絞線進行切除，而后要做好混凝土的封錨澆筑工序?；炷恋谋Ｗo層應當超過20cm，否則就會導致工廠質量受到影響。

6 邊坡開挖支護施工質量控制要點研究

6.1 進行科學完善的邊坡開挖

做好技術應用和工程建設工作，首先需要對施工現場的自然地理環(huán)境進行充分的勘查作業(yè)。在進行技術應用之前，一些設計人員和工作人員并沒有對施工現場進行調查和勘驗工作。這使得施工作業(yè)的過程中，經常出現設計圖紙與施工作業(yè)的自然地理環(huán)境不相符合的情況。如果發(fā)生這種情況，那么就需要進行設計變更，甚至有時會危及到工作人員的人身安全，造成經濟損失和人員傷亡。對于這一技術的應用而言，如果能夠做好施工現場的調查工作，那么就能夠為技術應用過程中可能有效的將工作措施完善。在本工程施工作業(yè)過程中，涉及的施工重點較多，施工難點也較多，但是如果在施工之前就能夠明確施工的重點和施工的難點，就能夠為施工過程提供保證。正是由于在施工之前進行了施工現場的地質環(huán)境勘察作業(yè)才能夠為施工過程中，且針對遇到的問題則需要及時的處理。在本次施工作業(yè)的過程中，由于寺廟的安全也需要保障，因此提出了相應的要求，需要工作人員在爆破時保護寺廟主體結構。但是如果沒有進行提前的現場勘驗工作，就無法注意到寺廟主體的問題。因此，在項目開展時則需要進行現場的勘察工作，制定合理的施工作業(yè)方案，保證工作人員技術手段的基礎上，實現對于整體工程施工的保證。

6.2 完善儀器技術檢測

在進行技術應用的過程中，儀器設備的準確性，能夠為工程施工提供便利。在具體施工環(huán)節(jié)，需要采取全站儀對現場就進行勘察，但是一旦出現設備問題，就會影響到施工作業(yè)的順利進行。因此應當嚴格儀器設備的質量對儀器設備進行調整和質量監(jiān)督，防止由于設備運行故障導致的工程故障。同時，在設備運行過程中，還需要保證工作人員的操作符合規(guī)范性的要求，防止由于人為操作失誤，導致設備測量出現誤差，進而影響到工程建設的順利進行。

6.3 科學進行鉆爆設計

在傳統的水利水電工程建設過程中，由于沒有意識到鉆爆工作的重要性，因此導致實踐中出現了一系列的問題。如果能夠充分的意識到進行鉆爆設計工作的重要性，那么就能夠減少在施工作業(yè)過程中會發(fā)生的安全事故。因此，應當進行合理的設計工作，保證施工作業(yè)的安全性，防止由于這一工作的疏忽導致事件中的安全事故發(fā)生，提高工作安全性。

7 結語

綜合以上敘述，在水利工程項目開展階段邊坡開挖支護技術水平的高低，在一定的程度上會給工程的質量造成影響。因此在此類技術應用階段，要根據項目的標準需求做好技術工藝的控制，并且對技術的應用要點進行管理，這樣才能夠將技術的作用價值發(fā)揮出來，達到水利工程邊坡開發(fā)支護的效果要求。