水利工程施工中的邊坡開挖支護技術(shù)分析

余越橋

摘 要： 科學(xué)合理的邊坡開挖支護技術(shù)不僅能有效提高工程施工質(zhì)量和進度，還可以保障施工安全，減少施工可能引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害。因此，在全面的開展水利工程施工過程，技術(shù)人員要深入工程之中，結(jié)合具體工程項目，針對性的開展技術(shù)研究，加強邊坡開挖與支護技術(shù)應(yīng)用，全面構(gòu)建更加完善的技術(shù)體系，為水利工程建設(shè)工作開展提供有效技術(shù)保證。

關(guān)鍵詞： 水利工程 邊坡 開挖 支護

中圖分類號： TU753文獻標(biāo)識碼： A文章編號： 1679-3567（2024）04-0035-03

Analysis of Slope Excavation and Support Technology in Water Conservancy Engineering Construction

YU Yueqiao

Xinyang Water Conservancy Survey and Design Institute， Xinyang， Henan Province， 464000 China

Abstract： Scientific and reasonable slope excavation and support technology can not only effectively improve the quality and progress of engineering construction， but also ensure construction safety and reduce potential geological hazards. Therefore， in the comprehensive implementation of water conservancy engineering construction process， technicians need to delve into the project， carry out targeted technical research in combination with specific projects， strengthen the application of slope excavation and support technology， comprehensively building a more perfect technical system， so as to provide effective technical guarantees for the construction of water conservancy projects.

Key Words： Water conservancy engineering； Slope； Excavation； Support

1 邊坡開挖技術(shù)

1.1 邊坡開挖前的準(zhǔn)備工作

1.1.1 地形地貌勘測

邊坡開挖前，首先要進行深入的地形地貌勘測。這是因為地形地貌決定了邊坡的高度、角度和范圍，對開挖的難度、風(fēng)險有直接影響。通過細致的勘測，能更準(zhǔn)確地掌握山體的走勢、坡度變化以及可能存在的斷層、裂縫等不良地質(zhì)情況。在勘測過程中，運用先進的儀器和技術(shù)手段，如激光雷達掃描、無人機航測等，獲取高精度的地形數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)經(jīng)過專業(yè)軟件的處理和分析，能生成詳細的三維地形圖，為邊坡開挖提供有力的依據(jù)。此外，針對不同地形地貌特點，還會選擇合適的勘測方法和設(shè)備。例如：在陡峭的山地，會采用人工攀登與儀器測量相結(jié)合的方式，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和安全性。因此，技術(shù)人員應(yīng)始終堅持以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度和專業(yè)的技術(shù)來進行每一項勘測工作，確保為邊坡開挖提供可靠、全面的數(shù)據(jù)支持[1]。

1.1.2 地質(zhì)結(jié)構(gòu)分析

地質(zhì)結(jié)構(gòu)分析是邊坡開挖前不可或缺的一環(huán)。專業(yè)的地質(zhì)團隊會深入現(xiàn)場，通過鉆探、挖掘探槽等手段，獲取地層結(jié)構(gòu)、巖石類型、節(jié)理裂隙等詳細信息。利用這些數(shù)據(jù)進行詳盡的分析，評估地質(zhì)條件對邊坡穩(wěn)定性的影響。針對不同地質(zhì)結(jié)構(gòu)特點，會制定相應(yīng)的開挖策略。例如：在遇到軟弱夾層或斷層時，會增加支護措施，確保邊坡的穩(wěn)定；在堅硬巖石區(qū)域，會選擇合適的爆破方法，提高開挖效率。

1.2 邊坡開挖方法

1.2.1 土方開挖

機械開挖過程，選擇合適的挖掘機，根據(jù)土壤類型、開挖深度和工程規(guī)模，選擇適合的挖掘機型號。分層開挖，遵循從上到下的原則，將邊坡分為若干層次進行開挖，每層厚度控制在一定范圍內(nèi)。控制挖掘速度，避免過快挖掘，減少對邊坡的擾動。保持邊坡平整，挖掘過程中，及時調(diào)整挖掘機的斗容和角度，確保邊坡的平整度和穩(wěn)定性。在土方開挖過程中，密切關(guān)注天氣變化和地下水位變動，防止因降雨或地下水上升導(dǎo)致的邊坡失穩(wěn)。同時，加強現(xiàn)場安全管理，確保施工人員的人身安全。土方開挖完成后，及時進行邊坡支護和加固工作，以防止邊坡坍塌和滑坡[2]。

1.2.2 石方開挖

（1）機械破碎法：配備有強大的破碎錘，能夠?qū)κ^進行有效破碎。從邊坡頂部開始，逐步向下破碎，確保石塊不會滾落傷害人員或損壞設(shè)備。破碎后的石塊要及時清理，可用于填方或其他工程用途。（2）控制爆破法：根據(jù)石質(zhì)和開挖深度，精確布置炮孔位置。根據(jù)石質(zhì)硬度，選擇合適的炸藥類型和裝藥量。在爆破前，確保人員和設(shè)備撤離到安全距離，并采用遮擋物對周圍進行防護。爆破完成后，檢查邊坡的穩(wěn)定性和安全性，必要時進行支護。（3）人工開鑿法：選擇適當(dāng)?shù)拈_鑿工具，如氣動鑿巖機、手持鉆機等。從易到難，先開鑿大塊石頭，再處理小塊。

2 邊坡支護技術(shù)

2.1 漿砌石施工

2.1.1 主要原材料

在開展工程期間，應(yīng)用頻率較高的原料主要為水泥、片石等。施工方傾向于選擇的水泥型號為42.5號，該類水泥的質(zhì)量符合項目建設(shè)要求，其硬度較高，同時含泥量也在規(guī)定范圍。片石的強度需高于30 MPa。在實施砌筑工序前，需先保證片石的濕潤度，全面清理泥石，保證其整潔性，同時單個片石的厚度需在15 cm以上。主要原材料如表1所示。

表1顯示的施工原料主要為水泥、碎石、水等。在具體施工期間，需嚴(yán)格按照規(guī)格和具體數(shù)量使用原料。施工方也可結(jié)合數(shù)據(jù)信息科學(xué)控制施工所需的原料用量，保證科學(xué)使用，從而實現(xiàn)安全和順利地施工。

2.1.2 工藝流程

在開展工程建設(shè)期間，施工方需熟練掌握必要的工藝開展環(huán)節(jié)，保證工程得以順利推進。具體可將工程的實施過程設(shè)計如下：準(zhǔn)備階段；針對坡面和基礎(chǔ)進行處理；砂礫、片石的砌筑、抹面。

2.1.3 施工要點

（1）在開展工程項目前，需全面清理石料，保證其清潔度與濕潤度，準(zhǔn)備好砂漿，確保其飽滿可用，避免出現(xiàn)原料浪費的情況?？墒褂梅謱悠鲋募夹g(shù)手段處理平縫，之后使用砂漿將其填實，并對出現(xiàn)的裂縫進行修補完善。（2）需在施工現(xiàn)場完成掛線砌筑的工序。定期對工程實施效果進行核查，保證形成平滑的線型，砌體也需與坡面具有較高的貼合度，確保不存在通縫等問題。施工方需嚴(yán)格按照設(shè)計確定砌縫寬度，并保證沉降縫與設(shè)計的要求一致。（3）可使用M10型號的砂漿完成勾縫處理。在開展工程前，可適當(dāng)提高砂漿的濕度，避免在應(yīng)用期間出現(xiàn)脫落等質(zhì)量問題[3]。（4）在砂漿凝固后，便可通過灑水等方法提高漿砌石的施工效果，維護時間可在7～14 d。在使用養(yǎng)生手段期間，也需避免出現(xiàn)振動等問題。

2.2 錨桿施工

2.2.1 材料選擇

（1）在工序當(dāng)中，錨桿可使用HRB400鋼筋作為原料，應(yīng)用焊接方式完成，同時保證鋼筋質(zhì)量與其功能達到項目施工要求。（2）水泥可使用42.5型號，保證原料質(zhì)量與要求相符。傾向于施工細砂，直徑需在2.5 mm以內(nèi)，細度不超過2.0，砂漿的強度可達M25。

2.2.2 施工要點

（1）可在邊坡位置搭建腳手架，并鋪設(shè)踏板，以此作為施工的平臺。在加工鋼筋期間，也需嚴(yán)格按照設(shè)計要求加工錨桿等，保證應(yīng)用于工程的原料質(zhì)量達標(biāo)。（2）可結(jié)合設(shè)計要求確定錨孔的具體位置，運用風(fēng)鉆成孔，確保鉆入的方向與巖面垂直，合理控制孔位的誤差，保證傾斜度不超過2°。完成鉆孔后，還需全面清理石碴等，保證錨桿全面入孔。（3）具體施工期間可與實驗室提供的配合比相對照，在施工現(xiàn)場配置砂漿，并使用注漿泵灌注。當(dāng)前有效的注漿方法為錨桿支護技術(shù)，在錨桿孔充滿砂漿后，就需立即插桿。但需注意，此時砂漿強度還未達到標(biāo)準(zhǔn)要求，不能敲擊或拔出錨桿，避免其位置移動后降低支護的預(yù)期效果。施工方需保證錨桿插入超過95%。在向錨孔注漿期間，也需將注漿管與孔底之間的距離控制在50 cm左右。完成工序后，需緩慢將注漿管抽出，保證不存在溢出的砂漿。（4）需保證錨桿的強度與支護要求相符。在攪拌砂漿期間，可使用早強劑等，保證錨桿強度在3 d階段時的強度超過75%。注漿期間也需嚴(yán)格依據(jù)規(guī)范作業(yè)，保證錨桿均配置試件，且數(shù)量在6塊以上。

2.3 掛網(wǎng)噴射混凝土

2.3.1 施工材料

（1）傾向于使用型號為42.5號的水泥，這樣可以確保原料的性能與行業(yè)要求一致。（2）可使用粗砂作為工程的骨料，其優(yōu)勢在于硬度較強，且細度模數(shù)指標(biāo)在2.5以上，含水率約為6%。但需注意在對混凝土進行噴射作業(yè)期間，嚴(yán)禁反復(fù)使用回彈骨料，以此提高工程建設(shè)的質(zhì)量。（3）需保證拌合水的質(zhì)量。要求使用光面的鋼筋網(wǎng)，參與施工的減水劑等也需達到預(yù)期的質(zhì)量要求，通過質(zhì)量檢測后才能投入到工程建設(shè)當(dāng)中。

2.3.2 配合比

技術(shù)人員可通過實驗形式確定適合的混凝土噴射比例，以此保證在相關(guān)指標(biāo)達到要求后，全面迎合施工的具體要求，盡量降低水泥的使用量，避免出現(xiàn)水化熱等問題，降低出現(xiàn)裂縫的幾率。在混凝土初凝和終凝的過程中，需格外控制相關(guān)指標(biāo)，保證使用的工藝及技術(shù)配合比合理，通過監(jiān)理確認后才能實施。在制作混凝土期間，如果使用速凝劑，也需在完成拌制后進行噴射操作，并且操作時間控制在20 min以內(nèi)，未使用的原料也不可再次使用[4]。

2.3.3 工藝流程

實施混凝土的掛網(wǎng)噴射操作過程相對復(fù)雜，施工方需科學(xué)設(shè)計施工的程序，保證工程的順利實施。具體可先構(gòu)建排架，此后全面清理受噴表面，實施混凝土的初噴和復(fù)噴，最后采取有效的養(yǎng)護手段。

2.3.4 施工要點

（1）施工方在噴射混凝土操作前需構(gòu)建相對穩(wěn)定的作業(yè)平臺，通過檢測后投入到工程建設(shè)當(dāng)中。此后全面清除施工表面存在的浮石和堆積物等雜物，依據(jù)設(shè)計要求確定科學(xué)的混凝土噴射厚度指標(biāo)。（2）可使用干式噴射設(shè)備完成混凝土的噴射作業(yè)。在開展該環(huán)節(jié)之前，需保證設(shè)備的性能與施工要求相符，全面檢查確保不存在使用問題后才能開始作業(yè)。在具體噴射期間，需連續(xù)提供原料，保證料斗持續(xù)填滿。但需注意避免混入超過直徑要求的顆粒，為此可使用篩網(wǎng)進行篩除[5]。（3）需使用分段等方式噴射混凝土，依據(jù)由上到下的順序進行噴射，且厚度不能超過5.0 cm，上層凝結(jié)后才能實施后續(xù)的噴射作業(yè)。需保證噴嘴與噴射面的距離約為80 cm，混凝土與噴射面的角度超過75°。（4）嚴(yán)格按照設(shè)計要求掛網(wǎng)。施工方可在施工現(xiàn)場精準(zhǔn)測量放樣，此后設(shè)置鋼筋網(wǎng)。施工方可使用腳手架等進行掛設(shè)，中間位置使用螺栓提高穩(wěn)定性，保證網(wǎng)面與混凝土嚴(yán)密貼合，最后使用扎絲進行捆綁。此后需通過監(jiān)理人員的檢測，通過后方可實施后續(xù)的噴射作業(yè)，最終達到目標(biāo)厚度。（5）完成噴射作業(yè)之后，需靜置超過2 h，此后依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進行灑水作業(yè)，保持混凝土的濕度指標(biāo)，降低其出現(xiàn)裂縫的可能性，時間需在7 d以上。

3 施工質(zhì)量控制措施

為了提高施工質(zhì)量，需要建立完善的質(zhì)量管理體系。制訂詳細的質(zhì)量管理計劃和標(biāo)準(zhǔn)操作程序，明確質(zhì)量目標(biāo)和責(zé)任分工。建立質(zhì)量管理機構(gòu)，配備專業(yè)的質(zhì)量管理人員，負責(zé)全面監(jiān)督和控制施工質(zhì)量。在施工前，進行充分的地質(zhì)勘察和邊坡穩(wěn)定性分析，確定合理的開挖和支護方案。對施工人員進行技術(shù)交底和培訓(xùn)，確保施工人員熟悉施工工藝和操作要求。對進場的材料進行質(zhì)量檢驗和控制，確保其符合設(shè)計要求和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。對關(guān)鍵材料如鋼筋、混凝土等進行抽樣檢測，確保其質(zhì)量可靠。強化施工過程監(jiān)控。在施工過程中，設(shè)置監(jiān)測點和觀測儀器，對邊坡的變形、位移等進行實時監(jiān)測。實踐中，需針對具體情況調(diào)整優(yōu)化支護參數(shù)，確保最佳效果。隨著技術(shù)進步和實踐經(jīng)驗積累，邊坡支護技術(shù)不斷創(chuàng)新，以適應(yīng)復(fù)雜地質(zhì)和工程需求。施工過程要及時發(fā)現(xiàn)和處理施工中的問題和隱患，確保施工質(zhì)量和安全。建立完善的施工記錄和檔案管理系統(tǒng)，記錄施工過程中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)和事件。定期對施工記錄進行審查和歸檔，為后續(xù)施工和驗收提供依據(jù)。

4 結(jié)語

水利工程施工環(huán)境復(fù)雜，安全風(fēng)險高。采用適當(dāng)?shù)倪吰麻_挖支護技術(shù)可以降低施工過程中的安全風(fēng)險，為施工人員提供更安全的工作環(huán)境。隨著科技的不斷進步和工程實踐的不斷積累，應(yīng)進一步優(yōu)化和完善邊坡開挖支護技術(shù)，以適應(yīng)更復(fù)雜多變的地質(zhì)環(huán)境和工程需求。同時，應(yīng)加強對新技術(shù)的研發(fā)和推廣，推動水利工程施工技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展。

參考文獻

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[2]黃后銀.水利水電工程施工中的邊坡開挖支護技術(shù)分析[J].低碳世界，2022，12（11）：76-78.

[3]姚紅霞.水利工程施工中高邊坡開挖與支護技術(shù)的應(yīng)用[J].建材發(fā)展導(dǎo)向，2022，20（20）：160-162.

[4]王澤源.水利工程施工中邊坡開挖支護技術(shù)的應(yīng)用[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2022，21（16）：45-46.

[5]宋銘明.水利水電工程施工中邊坡開挖支護技術(shù)的應(yīng)用[J].江西建材，2022（7）：163-164，167.