水利水電施工的邊坡開(kāi)挖支護(hù)技術(shù)探討

■范大興 ■發(fā)達(dá)控股集團(tuán)有限公司，江西 南昌 330000

近些年來(lái)，我國(guó)的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，水利水電工程開(kāi)始大量興建，但是在水利水電工程中，還存在許多人為或者自然的原因造成質(zhì)量問(wèn)題，比如設(shè)計(jì)不合理、環(huán)境的微小波動(dòng)，操作的微小偏差，使用材料的微小差異以及機(jī)械設(shè)備的正常磨損等，都能在一定程度上威脅水利水電工程的等級(jí)，從而導(dǎo)致發(fā)生相關(guān)安全事故，嚴(yán)重情況下甚至威脅到國(guó)家和人民的生命、財(cái)產(chǎn)安全。由于邊坡支護(hù)可供選擇的支護(hù)結(jié)構(gòu)形式有很多，不同的支護(hù)形式對(duì)不同地質(zhì)環(huán)境的支護(hù)效果不盡相同，因此如何根據(jù)支護(hù)工程環(huán)境選擇合理的支護(hù)形式顯得格外重要。

1 邊坡支護(hù)的方法

當(dāng)代，邊坡的支護(hù)方法在我國(guó)有很多種。按照支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)可以劃分為三類不同的邊坡支護(hù)類型:⑴被動(dòng)受力支護(hù)結(jié)構(gòu):通過(guò)支護(hù)結(jié)構(gòu)自身的強(qiáng)度和剛度來(lái)被動(dòng)的承受土體產(chǎn)生的土壓力，限制土體的變形，從而起到支護(hù)的目的。常常采用的支護(hù)方法有:挖孔灌注樁、鋼管樁、鋼板柱、地下連續(xù)墻等;⑵主動(dòng)受力支護(hù)結(jié)構(gòu):通過(guò)采用不同的方式方法實(shí)現(xiàn)提高土體的強(qiáng)度目的，讓被支護(hù)土體和支護(hù)體形成相互作用的體系，從而保證施工時(shí)邊坡的安全穩(wěn)定性能。常常采用被稱作補(bǔ)強(qiáng)類支護(hù)技術(shù)進(jìn)行支護(hù)，常見(jiàn)的支護(hù)技術(shù)有:樹(shù)根柱技術(shù)、攪拌樁技術(shù)、土釘支護(hù)技術(shù)等;⑶組合型支護(hù)結(jié)構(gòu):通過(guò)分析施工現(xiàn)場(chǎng)和土體的受力情況，科學(xué)合理的將被動(dòng)受力支護(hù)結(jié)構(gòu)和主動(dòng)受力支護(hù)結(jié)構(gòu)相結(jié)合應(yīng)用到同一個(gè)邊坡支護(hù)工程中的支護(hù)方式。

2 影響邊坡開(kāi)挖和支護(hù)的因素

邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)的選擇的正確與否直接反映邊坡支護(hù)效果的好壞，然而由于影響邊坡支護(hù)效果的因素太多，如何根據(jù)地質(zhì)環(huán)境條件、邊坡性質(zhì)的特性選擇正確的支護(hù)結(jié)構(gòu)并不是一件簡(jiǎn)單的事，因此，在實(shí)際的邊坡支護(hù)方案的選擇過(guò)程中需要充分考慮邊坡變形失穩(wěn)機(jī)理、經(jīng)濟(jì)合理與可實(shí)施性，選擇最合理的支護(hù)結(jié)構(gòu)形式。

2．1 地質(zhì)條件

在邊坡支護(hù)方案選擇的考慮因素中，地質(zhì)條件等相關(guān)因素是邊坡穩(wěn)定性分析和支護(hù)設(shè)計(jì)最基礎(chǔ)、最重要的因素，直接影響支護(hù)的實(shí)際效果，因此在支護(hù)方案確定過(guò)程中，需要加強(qiáng)在這方面的考慮。所謂的地質(zhì)條件，籠統(tǒng)地說(shuō)包括地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)及地表水等。其中地形地貌等相關(guān)影響因素是邊坡穩(wěn)定性的控制重要因素之一，同時(shí)也是邊坡穩(wěn)定性分析過(guò)程中，可以作為參考借鑒的宏觀判斷的重要依據(jù)。此外，地質(zhì)構(gòu)造等影響因素不僅影響邊坡的地形地貌，更重要的是影響邊坡巖體的力學(xué)性質(zhì)，在一定程度上，地質(zhì)構(gòu)造決定著邊坡變形失穩(wěn)的機(jī)理，可能會(huì)導(dǎo)致陡傾巖體的傾倒破壞或者碎裂巖體危巖崩塌等危險(xiǎn)發(fā)生。其次，水文地質(zhì)及地表水等因素的影響，可能會(huì)使邊坡土體軟化和強(qiáng)度降低，降低軟弱結(jié)構(gòu)面的強(qiáng)度，因此支護(hù)結(jié)構(gòu)必須和排水措施一并考慮，從而使邊坡穩(wěn)定性增強(qiáng)。

2．2 變形失穩(wěn)機(jī)理的考慮

除了地質(zhì)因素決定的邊坡固有特性之外，邊坡的其他性質(zhì)也是需要考慮的因素，比如說(shuō):坡高與坡比、邊坡的使用年限;邊坡是挖方邊坡還是填方邊坡或者是半挖半填邊坡;以及邊坡上方的附加荷載、是否有震動(dòng)因素等。這些因素的存在都一定程度上影響邊坡支護(hù)的設(shè)計(jì)方案的確定。此外，值得注意的一點(diǎn)是，邊坡的支護(hù)的方案的選擇很大程度上是根據(jù)邊坡變形失穩(wěn)機(jī)理的原理進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算而確立的，然后根據(jù)邊坡使用及周邊環(huán)境特性，分別確定邊坡重要性等級(jí)為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)，進(jìn)而設(shè)計(jì)計(jì)算采用不同的邊坡支護(hù)方案。然而不同的邊坡其變形失穩(wěn)機(jī)理有所不同，其變形失穩(wěn)的主導(dǎo)因素也不盡相同。此外由于邊坡穩(wěn)定條件的影響因素太多，而且計(jì)算起來(lái)十分復(fù)雜，因此要想徹底搞清邊坡的變形失穩(wěn)機(jī)理是較為困難的，這也一定程度上制約著設(shè)計(jì)思路和支護(hù)形式的選擇。因此，認(rèn)清邊坡產(chǎn)生變形失穩(wěn)的類型十分重要。

3 邊坡開(kāi)挖方式

3．1 土質(zhì)邊坡的開(kāi)挖方式

在開(kāi)挖土質(zhì)邊坡修建水電站時(shí)，必須按照由上至下的施工順序進(jìn)行，且開(kāi)挖時(shí)要要控制每一次削坡層在3米之內(nèi)。在削坡結(jié)束之后需要使用反鏟挖掘機(jī)對(duì)作業(yè)面進(jìn)行削坡操作，并安排專業(yè)的施工人員進(jìn)行修坡工作。在施工過(guò)程中還要加強(qiáng)檢查力度。

3．2 開(kāi)挖巖質(zhì)邊坡的方法

開(kāi)挖巖質(zhì)邊坡時(shí)我們一般采取鉆爆法來(lái)進(jìn)行開(kāi)挖施工，按照從上到下進(jìn)行開(kāi)挖的順序進(jìn)行，爆破時(shí)采取毫秒微差梯段爆破的方法。

(1)分層開(kāi)挖逐層爆破。依據(jù)設(shè)計(jì)的規(guī)定在開(kāi)挖巖質(zhì)邊坡時(shí)應(yīng)該采取分層的梯段爆破法，經(jīng)過(guò)研究調(diào)查顯示，我們要將開(kāi)挖爆破的梯段控制在6米左右。由于巖質(zhì)邊坡一般是較薄的順向的坡，開(kāi)挖的坡角比巖層的傾角要大，一般開(kāi)挖的切腳都不太大。

(2)臺(tái)階式分層爆破開(kāi)挖。經(jīng)過(guò)一定的開(kāi)挖施工之后，邊坡會(huì)受到各種不同的因素影響，這無(wú)形中就加大了支護(hù)的難度。由于巖層切腳、爆破以及上層巖層的作用，經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致滑塌現(xiàn)象產(chǎn)生。所以為了保證安全，我們必須采取分層爆破的方式來(lái)降低安全隱患。

(3)薄層爆破開(kāi)挖。薄層爆破開(kāi)挖距邊坡12m內(nèi)側(cè)的巖體，開(kāi)挖高度應(yīng)該控制在3m左右。

4 邊坡開(kāi)挖支護(hù)施工技術(shù)措施

4．1 土錨桿支護(hù)

土錨桿技術(shù)在邊坡支護(hù)的過(guò)程中，主要針對(duì)堆積體淺表以土質(zhì)為主的坡面進(jìn)行支護(hù)和加強(qiáng)，提高坡面的穩(wěn)定性。其施工流程相對(duì)比較規(guī)范，然而施工質(zhì)量的好壞也直接影響著邊坡支護(hù)的實(shí)際效果，因此在土錨桿施工過(guò)程應(yīng)明確操作步驟，嚴(yán)格按照施工流程，確保施工質(zhì)量等級(jí)。

4．2 鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)

水利水電邊坡施工中為了防止邊坡巖體遇水后發(fā)生塌方、塌滑等地質(zhì)災(zāi)害，在邊坡破碎區(qū)應(yīng)該選用掛鋼筋網(wǎng)的方法提高邊坡的穩(wěn)定性。

4．3 噴混凝土施工

在一期支護(hù)工程中噴混凝土是一種常用的施工方法。噴射混凝土可以強(qiáng)化封閉開(kāi)挖到位的邊坡基面，可以減少邊坡基面的基巖風(fēng)化的機(jī)會(huì)。該施工方法普遍使用在放空洞出口邊坡開(kāi)挖、壩肩開(kāi)挖、邊坡開(kāi)挖中，并取得了良好的效果。

5 結(jié)語(yǔ)

邊坡開(kāi)挖支護(hù)是水利水電工程中的重要組成部分，科學(xué)合理的對(duì)邊坡支護(hù)是施工進(jìn)行的保障。影響邊坡施工質(zhì)量的因素較多，在邊坡工程施工中應(yīng)該根據(jù)具體情況制定邊坡支護(hù)方案。另外，在水利水電工程的邊坡施工支護(hù)技術(shù)也應(yīng)該結(jié)合工程情況進(jìn)行考慮，合理的對(duì)其進(jìn)行開(kāi)挖支護(hù)。施工時(shí)必須嚴(yán)格按照施工規(guī)范和要求進(jìn)行施工，只有這樣才能保證水利水電工程的工程安全和質(zhì)量。

［1］崔政權(quán)，李寧．邊坡工程—理論與實(shí)踐最新發(fā)展［M］．北京:中國(guó)水利水電出版社，2013．

［2］王朋輝，韓曉燕，孫建新．水利水電施工工程中邊坡開(kāi)挖支護(hù)技術(shù)分析［J］．科技資訊，2012(4)．