水利水電工程施工中邊坡開挖支護技術(shù)的應(yīng)用

高嘉裕

摘 要：水利水電工程既可以抵御洪災(zāi)和預(yù)防干旱，同時還可以進行發(fā)電，從而保障當(dāng)?shù)仉娔芄?yīng)的充足性，因此，該工程項目的修建，能夠推動社會經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展。在進行水利水電項目施工建設(shè)時，應(yīng)當(dāng)注重對邊坡開挖支護技術(shù)的應(yīng)用，確保整體建設(shè)質(zhì)量以及工程的正常運作，降低經(jīng)濟損失。以邊坡開挖支護技術(shù)為主題，對其在水利水電工程中的應(yīng)用展開分析，探討了其應(yīng)用要點，以期能為我國水利水電事業(yè)的進一步發(fā)展起到幫助。

關(guān)鍵詞：水利水電工程;施工;邊坡開挖支護技術(shù)

中圖分類號：TV551.4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-6903（2022）06-0010-03

0 引言

在水利水電項目建設(shè)時，因為施工現(xiàn)場的環(huán)境較為復(fù)雜，而且工藝流程繁瑣、工期較長，因此容易出現(xiàn)施工質(zhì)量問題，特別是在正式開展施工作業(yè)與后續(xù)運營管理過程中極易發(fā)生各種問題。而在進行邊坡方面的施工作業(yè)時，若是未能嚴格遵照施工規(guī)范與作業(yè)章程開展開挖與支護工作，就容易導(dǎo)致邊坡存在質(zhì)量缺陷，從而引發(fā)邊坡失穩(wěn)、沉陷等問題，導(dǎo)致工程項目無法正常投入使用，還存在一定的安全風(fēng)險。為此，務(wù)必要加大對邊坡開挖防護技術(shù)的深度研究力度，清晰掌握施工作業(yè)的難點與關(guān)鍵點，而且制定合理的施工方案，保證邊坡施工活動的順利完成。

1 不同結(jié)構(gòu)特點的邊坡開挖技術(shù)

1.1 土方明挖和石方明挖技術(shù)

明挖即為在開挖施工時并不采取支護方式，直接使用機具設(shè)備實行地面的挖掘作業(yè)。該技術(shù)主要包括土方明挖與石方明挖兩類。而在運用土方明挖技術(shù)之時，應(yīng)當(dāng)按照工程設(shè)計圖進行開挖施工，要在對應(yīng)建設(shè)邊坡的位置預(yù)留適當(dāng)?shù)目臻g，通過人工修整的方式提高邊坡的平整性，把堆積的多余土體送到指定區(qū)域。相較于土方明挖而言，在應(yīng)用石方明挖施工技術(shù)之時，工作人員首先應(yīng)當(dāng)對邊坡巖石穩(wěn)定程度加以調(diào)查分析，按照具體狀況來對施工過程中有可能發(fā)生的問題制定防范對策。針對部分坡度偏陡峭的邊坡，應(yīng)當(dāng)對其實行合理的分梯度，而針對部分深度偏深的邊坡，則應(yīng)當(dāng)采取分層開挖的方式進行挖掘[1]。

1.2 巖質(zhì)邊坡開挖

此種開挖方式相較于土質(zhì)邊坡開挖方式具有一定差別，在實際施工期間，巖石質(zhì)地可能會發(fā)生變化，針對這種情況應(yīng)當(dāng)選取合理、高效的開挖方法，按照巖石性質(zhì)與硬度，選取適宜的爆破方式，同時要按照由上至下的原則，持續(xù)提升邊坡開挖質(zhì)量與作業(yè)效率，以較快的速度迅速完成邊坡開挖任務(wù)。在進行巖質(zhì)邊坡開挖施工之時，應(yīng)當(dāng)合理選取爆破方式，以確保開挖作業(yè)的高質(zhì)、高效完成，具體應(yīng)當(dāng)按照巖層層次的分布狀況加以確定，此外也需要按照巖層角度與高度合理選定爆破點，提升爆破質(zhì)量。一般而言，水利水電工程類邊坡巖層大多厚度較低，因此務(wù)必要嚴格選取爆破點，對并切角加以合理控制，盡可能防止對邊坡開挖質(zhì)量帶來負面影響。在進行巖質(zhì)邊坡開挖時，可采取臺階式分層爆破的方式，在實際施工作業(yè)中，為了防止爆破波及范圍過大而給邊坡帶來負面影響，便可采用臺階式爆發(fā)實行爆破，以此充分保證邊坡作業(yè)的安全性與穩(wěn)定性[2]。

1.3 挖槽施工技術(shù)

在邊坡開挖施工時有可能需要對原定的施工地點作出調(diào)整，此時便可采取此種施工技術(shù)。而在實際施工時，為了有效提升此項技術(shù)的運用效果，可利用鋼筋網(wǎng)來輔助作業(yè)。使用鋼筋網(wǎng)可以顯著降低中間貼合的空隙，進而讓整體地基更為穩(wěn)固、扎實，而這同時也能夠為后續(xù)的安裝錨桿奠定可靠的基礎(chǔ)，能夠大幅提高支護項目的穩(wěn)定程度，確保施工作業(yè)的安全開展。

2 水利水電工程施工中邊坡開挖支護技術(shù)的應(yīng)用

2.1 邊坡開挖

實行邊坡開挖施工的一項關(guān)鍵性前提條件便是地質(zhì)，通常情況下若是實行邊坡開挖施工的目標區(qū)域地質(zhì)環(huán)境較差，則會對施工活動帶來重大影響，使得邊坡開挖施工難度變高。相對來說，若是目標開挖區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境較佳、土質(zhì)較軟，則難度系數(shù)會相對略低。不過，不論是在何種地質(zhì)環(huán)境下開展邊坡開挖，地質(zhì)都是影響施工質(zhì)量與效率的重要因素。例如，施工現(xiàn)場的土質(zhì)偏軟，則在進行邊坡開挖施工時，盡管會具有一定的優(yōu)勢性，不過在后續(xù)開展支護作業(yè)時，就會因為土壤內(nèi)水分太多而導(dǎo)致支護難度較高，而且極易出現(xiàn)支護效果不滿足預(yù)期標準的問題。而若是施工現(xiàn)場土質(zhì)較硬，則在邊坡開挖環(huán)節(jié)的施工作業(yè)相對于軟性土質(zhì)而言并不具有任何優(yōu)勢，不過，相對來說在后續(xù)支護環(huán)節(jié)會因為具有更強的穩(wěn)定性，而更易取得良好的支護效果，而且也不容易受到其他因素的干擾。通常而言，對于這兩種土質(zhì)，在開展邊坡開挖施工時所采取的開挖方法也會存在一定差異，例如對于軟土地質(zhì)的開挖施工，工作人員應(yīng)當(dāng)嚴格按照有關(guān)施工流程實行作業(yè)，對于邊坡開挖的削坡環(huán)節(jié)，工作人員應(yīng)當(dāng)注意確保施工現(xiàn)場的泥土層厚度的均勻性，不然便會給后續(xù)的支護施工帶來不良影響，使得邊坡中發(fā)生受力不均勻的狀況，若是情況較為嚴重甚至還會發(fā)生穿壁問題。而對于硬性土質(zhì)開展邊坡開挖施工，例如在巖質(zhì)區(qū)域的開挖作業(yè)，施工人員所應(yīng)當(dāng)考慮的內(nèi)容覆蓋面較廣，不僅要求對此區(qū)域的巖質(zhì)硬度加以調(diào)查掌握，還應(yīng)該在制定爆破施工方案的同時確定必要的防護對策[3]。

2.2 儀器技術(shù)檢測

水利水電項目的施工環(huán)境往往地形較為陡峭、險峻，并且施工區(qū)域的水流具有較強的動能。在此種地勢環(huán)境下修建水利工程，其后便可以合理利用瓷器區(qū)域的水流動能實行發(fā)電。因為施工區(qū)域地形的因素，作業(yè)人員在具體施工作業(yè)時大多會利用爆破技術(shù)輔助施工，而在開展爆破施工前，作業(yè)人員還要重點關(guān)注的一項內(nèi)容便是，務(wù)必要對施工期間用到的儀器設(shè)備實行仔細的檢測，從而充分確保儀器功能的完好性，為施工作業(yè)活動的順利開展以及全體作業(yè)人員的人身安全提供可靠保障。并且，施工企業(yè)也需要對目前所掌握的爆破技術(shù)進行研究與創(chuàng)新改進，對技術(shù)層面存在的各種不足問題予以補足，改良爆破技術(shù)，從而做到以最低的投入取得最高水平的經(jīng)濟效益，以此達成提升綜合工程效益的目標。

2.3 鉆爆設(shè)計

鉆爆設(shè)計主要是針對水利水電項目施工現(xiàn)場及其周邊區(qū)域的巖層硬度展開研究分析，基于其硬度特征來確定爆破施工的具體強度，并以此為基礎(chǔ)提升爆破施工的效率與質(zhì)量，達成對工程項目工期的有效把控。因為爆破設(shè)計工作中具有安全風(fēng)險，就會對作業(yè)人員的生命財產(chǎn)安全帶來危險，所以怎樣有效保證作業(yè)人員的個人安全便成為施工企業(yè)目前重點關(guān)注的話題。為此，施工企業(yè)先是應(yīng)當(dāng)準確計算出安全范圍，并且要采取有效措施避免鉆爆區(qū)域的山體出現(xiàn)滑坡災(zāi)害，避免爆破區(qū)域的部分山體失去穩(wěn)定，而在爆破期間發(fā)生崩塌問題，使得巖石從高處墜落，而給工程項目的施工建設(shè)與作業(yè)人員的人身安全帶來重大影響。所以，水利水電項目的施工企業(yè)必須要提高鉆爆設(shè)計的質(zhì)量[4]。

2.4 爆破開挖

對于土質(zhì)偏硬的施工區(qū)域，在進行邊坡開挖時普遍是采取鉆爆法，就目前國內(nèi)的建設(shè)行業(yè)而言，鉆爆法已經(jīng)具有較長的使用歷史，尤其是在傳統(tǒng)的鐵路隧道建設(shè)中，其已經(jīng)演變成為一種打眼放炮的基礎(chǔ)鉆進施工方法。而隨著科技水平的持續(xù)提高，此項技術(shù)在許多建設(shè)場景中已經(jīng)不太適用。新式的鉆爆法屬于一種新型技術(shù)，綜合了隧道施工經(jīng)驗與巖體力學(xué)原理，把錨桿與噴射混凝土加以結(jié)合。新式鉆爆法運用于水利水電使用建設(shè)中，具有非常突出的特征和較強的實用性，此項施工技術(shù)可以在隧道巖體開挖之中起到獨有的自承作用，而錨桿在此之中則主要發(fā)揮的是穩(wěn)固圍巖的作用。通過長期的探索、實踐運用與技術(shù)改良創(chuàng)新，鉆爆法的優(yōu)勢作用得到了充分的體現(xiàn)，首先是運用該技術(shù)開挖成洞耗時較短，所要求耗費的施工成本不高。而從作業(yè)安全的角度進行考慮，主要可以顯著提高工程安全系數(shù)和作業(yè)自動化程度。而從施工靈敏度的角度進行分析，鉆爆法不會受限于地質(zhì)巖體斷面形狀，可以靈活地應(yīng)用于高強度地應(yīng)力、突水涌泥等多種類型的復(fù)雜隧道環(huán)境之中。

目前來看，爆破施工主要是按照非電雷管空間的微差序列實行爆破，欲裂孔要求設(shè)置在類似梯孔爆炸時間的100 ms之前。在開挖作業(yè)中，若是巖層傾斜角度較低，則需要將切角開挖也一并調(diào)小，使得梯度高度被控制在6 m上下。而在具體施工作業(yè)之中，應(yīng)當(dāng)按照土質(zhì)特征的不同選取合適的施工方式。

2.5 邊坡錨桿支護

此種支護形式在水利水電項目的邊坡中應(yīng)用較為普遍，其具有占地面積較小、安全性較強等優(yōu)勢。錨桿施工質(zhì)量將會直接決定邊坡的整體安全性，因此對其實行質(zhì)量管控十分重要。首先是需要嚴格把控好各種原材料的選擇（例如鋼筋、水泥、砂石等），對于注漿錨桿水泥砂漿內(nèi)加入的速凝劑與其他外加劑，其中不可存在會對錨桿存在腐蝕性的物質(zhì)。同時，還要保證錨桿鉆孔孔位準確，孔的深度、直徑都能滿足技術(shù)標準要求。在鉆孔結(jié)束之后，再使用高壓風(fēng)把空中殘渣與水完全吹除。對于孔深度較高、成孔難度較大的錨桿，可以采取先插進再注漿的工藝，把錨桿與灌漿系統(tǒng)放入空中，對錨桿與灌漿系統(tǒng)裝設(shè)對中支架，從而確保錨桿與注漿系統(tǒng)保持居中。珠江系統(tǒng)主要包括了排氣管與進漿管，孔口使用注漿塞或者是環(huán)氧砂漿實行封閉處理，錨桿注漿機從進漿管注漿，在排氣管出漿之后，則可以將進漿管與進氣管予以閉合。在碰到錨桿孔用水的問題時，需在錨桿孔周圍進行鉆孔排水或者是對其實行灌漿處理，又或是可使用其他排水防水方案，以此確保水泥砂漿不會被水流帶走與稀釋。在錨桿安裝完畢之后，在砂漿充分凝固之前，不得對錨桿進行敲擊、碰撞和拉扯，也不得在其上懸墜重物。

2.6 邊坡噴混凝土支護

該項支護方式具有非常高的運用價值，能夠很好地保障邊坡總體穩(wěn)固性，對于邊坡支護難度不高的區(qū)域較為適用。此方法主要是利用砼的噴射來實現(xiàn)穩(wěn)固邊坡的作用，同時還能基于砼的噴射起到隔離的作用，當(dāng)養(yǎng)護至一定強度之后便能夠抵抗風(fēng)雨的持續(xù)侵蝕，緩解外部因素帶來的負面影響，提高整體的支護效果。當(dāng)進行邊坡混凝土支護噴射之前，需要先把表面的雜物與垃圾全部清理干凈，同時對比較光滑的巖面加以處理，在建設(shè)好工作平臺之后，借助高壓水對平臺表面予以沖刷清洗。面對遇水之后易于發(fā)生潮解的巖層表面，最佳處理方式是使用高壓風(fēng)予以清理。對于需要進行掛網(wǎng)的混凝土噴射施工，需要將鋼筋網(wǎng)沿著開挖面鋪設(shè)，在規(guī)定位置進行混凝土的噴射之前鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)。使用錨桿頭點焊固定，對于中間部位使用膨脹螺栓實行加密固定，對于網(wǎng)間接頭則使用鉛絲予以穩(wěn)固，需要將鋼絲網(wǎng)保護層厚度控制在20 mm以上。對于邊坡噴射混凝土施工，需要采取分層分段分片的方式有序開展，而且噴射的次序為自下至上，對于不平整的位置需要先進行凹陷部位的噴射，然后再進行招聘。而在進行混凝土的分層噴射之時，應(yīng)當(dāng)在前一層完全終凝以后再開始，若是終凝之后超過了1 h再實行噴射，那么就需要先用高壓水對前層實行充分沖洗。噴射厚度可使用埋設(shè)鐵釘?shù)姆绞綄嵭邪芽?，在各個部門全部施工結(jié)束之后，要把標志物放入混凝土內(nèi)，不然就要實行合適的補噴處理。若是基巖表部具有滲漏問題，但是實際滲漏量不多時，可以在噴射之前實行吹掃，其后依照由遠至近的原則，先進行干拌混凝土的噴射，可在其中加入速凝劑，從而減少終凝時長，待到水徹底止住以后，再按照設(shè)計配合比實行封閉噴射。

2.7 安全輔助鋼筋網(wǎng)

邊坡開挖支護技術(shù)的主要實施目的在于鞏固水利水電工程的邊坡，提高工程項目的安全性與穩(wěn)定性。在邊坡開挖支護施工中，安全輔助鋼筋網(wǎng)的主要作用是提高施工作業(yè)的安全性與穩(wěn)固程度，此項技術(shù)主要是使用鋼筋網(wǎng)來對施工破碎區(qū)域進行保護。由于水利水電項目涉及范圍較廣，而且在施工現(xiàn)場的地質(zhì)環(huán)境也存在一定的差異，部分區(qū)域巖體十分堅固，施工起來十分便利，而部分區(qū)域巖體比較脆弱，較易發(fā)生滑坡和塌方等事故，為此，便要求使用安全輔助鋼筋網(wǎng)來實行安全防護處理。安全輔助鋼筋網(wǎng)通常是使用48 mm的鋼管，而且鋼筋網(wǎng)可供選取的種類比較多，一般是使用20 cm × 20 cm 的。鋼筋網(wǎng)是安設(shè)在工程破碎區(qū)，特別是在勘察階段若是發(fā)現(xiàn)重要的開挖區(qū)域內(nèi)存在破碎區(qū)，則更是應(yīng)當(dāng)注重對安全輔助鋼筋網(wǎng)的安設(shè)。比如，在某項水利水電工程建設(shè)過程中，發(fā)現(xiàn)開挖區(qū)內(nèi)分布著破碎地段，這時施工單位就應(yīng)當(dāng)對此地段展開調(diào)查，再搭設(shè)腳手架，輔助作業(yè)人員安設(shè)鋼筋網(wǎng)。一般情況下，鋼筋網(wǎng)的安裝要求用到許多材料，所以，必須要為運輸車輛預(yù)留出合適的通行空間，為了確保周圍場地的安全性，在進行鋼筋網(wǎng)設(shè)計之時，需要盡可能地增大鋼筋網(wǎng)捆扎的面積，把鋼筋網(wǎng)面和巖石表面加以緊密貼牢，然后便可進行鋼筋網(wǎng)接頭與錨桿頭的焊接施工，基于兩者的焊接構(gòu)成完整的鋼筋網(wǎng)防護結(jié)構(gòu)，保障邊坡的穩(wěn)固性。

3 結(jié)語

在水利水電工程施工中，落實好邊坡開挖與支護工作十分關(guān)鍵，在具體施工作業(yè)中，需要先保證開挖作業(yè)的安全性，邊坡結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，在這一基礎(chǔ)上，要使用合理的支護技術(shù)，從而充分保障水利水電項目的安全性，使之整體質(zhì)量更加可靠。在進行邊坡施工時，必須要對現(xiàn)場的環(huán)境狀況、地質(zhì)特征加以充分了解，再制定開挖和支護施工方案，以此為后期施工作業(yè)的順利進行提供可靠基礎(chǔ)，這樣方能良好的保障水利水電工程的建設(shè)質(zhì)量。

參考文獻

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