水利工程施工中高邊坡支護(hù)與開(kāi)挖技術(shù)的應(yīng)用

馬瑞霞+陳軍

[摘要]水利工程在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中占據(jù)著重要地位，能夠有效促進(jìn)區(qū)域間經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展，緩解水資源緊張的狀況。在新經(jīng)濟(jì)發(fā)展背景下，需要不斷提高水利工程建設(shè)施工質(zhì)量，充分發(fā)揮水利工程在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的作用，減少安全隱患。高邊坡的支護(hù)與開(kāi)挖是水利工程施工的重點(diǎn)，本文主要對(duì)其施工技術(shù)和具體應(yīng)用進(jìn)行了分析，為具體的施工實(shí)踐提供參考。

[關(guān)鍵詞]水利工程；高邊坡支護(hù)與開(kāi)挖；施工技術(shù)

隨著水利工程建設(shè)數(shù)量不斷增多，需要不斷提高施工質(zhì)量以滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。但是，水利工程在具體施工過(guò)程中受外界環(huán)境的影響，存在一定的施工難點(diǎn)，特別是在地質(zhì)條件相對(duì)復(fù)雜的情況下，高邊坡支護(hù)與開(kāi)挖工程也會(huì)有很多施工技術(shù)難點(diǎn)，需要根據(jù)具體情況采用相應(yīng)的處理技術(shù)，若相關(guān)問(wèn)題解決不及時(shí)，將會(huì)對(duì)水利工程的安全性能造成惡劣影響。因此，必須重視高邊坡的支護(hù)與開(kāi)挖技術(shù)，嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行施工。

1.工程案例

某水利工程在修建過(guò)程中設(shè)計(jì)其裝機(jī)總?cè)萘繛?0萬(wàn)kW，預(yù)計(jì)其年發(fā)電量為30.26億kW/h。經(jīng)勘察測(cè)量，該工程的地質(zhì)條件具有弱應(yīng)力、陡傾角、薄夾層的特點(diǎn)，在右壩肩邊坡開(kāi)挖的最高差值為209m，廠(chǎng)房邊坡開(kāi)挖高差值為125m，屬于高陡邊坡類(lèi)型。該項(xiàng)水利工程的施工難度相對(duì)較大，要求施工單位必須根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，規(guī)劃高邊坡的支護(hù)開(kāi)挖作業(yè)，確保水利工程的建設(shè)施工質(zhì)量。

2.高邊坡支護(hù)與開(kāi)挖技術(shù)施工的準(zhǔn)備工作

高邊坡施工的工程量較多，技術(shù)難度相對(duì)較高，因此在施工開(kāi)始之前要結(jié)合具體的施工經(jīng)驗(yàn)，做好相關(guān)準(zhǔn)備工作，保證水利工程施工能夠順利進(jìn)行。

（1）做好施工現(xiàn)場(chǎng)的勘測(cè)作業(yè)，施工單位組織相關(guān)人員對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行勘測(cè)，包括施工范圍內(nèi)地質(zhì)條件和水文環(huán)境等要素。若在工程邊坡中存在松軟的地質(zhì)土層，必須進(jìn)行加固處理，避免在施工過(guò)程中出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象，對(duì)施工安全造成威脅。另外，還需對(duì)邊坡的巖石風(fēng)化程度和分布情況進(jìn)行詳細(xì)掌握，統(tǒng)籌規(guī)劃具體的施工組織。

（2）進(jìn)行施工方案的復(fù)核工作，施工單位在充分掌握施工現(xiàn)場(chǎng)各項(xiàng)條件之后，對(duì)施工方案的內(nèi)容進(jìn)行復(fù)核，避免在方案中存在不合理之處。同時(shí)對(duì)施工方案的各項(xiàng)流程和技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)，規(guī)范施工操作行為。

（3）做好道路布置工作，在水利工程建設(shè)施工的過(guò)程中，需要運(yùn)送大量的原材料和施工過(guò)程中產(chǎn)生的廢渣，因此，在施工開(kāi)始之前要對(duì)附近道路進(jìn)行合理規(guī)劃，確保水利工程建設(shè)的進(jìn)度。一般情況下，需要布設(shè)2條主干道，在工程量較大的情況下還可增設(shè)2條分線(xiàn)。

（4）施工機(jī)械的準(zhǔn)備，在邊坡支護(hù)與開(kāi)挖過(guò)程中，需要用到液壓鉆、挖掘機(jī)等相關(guān)機(jī)械設(shè)備，在施工開(kāi)始之前這些機(jī)械設(shè)備應(yīng)提前到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)，并對(duì)其性能進(jìn)行檢測(cè)，存在問(wèn)題的設(shè)備應(yīng)及時(shí)進(jìn)行更換，同時(shí)組織專(zhuān)業(yè)人員對(duì)其進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)。

3.水利工程施工中高邊坡開(kāi)挖的技術(shù)分析

3.1邊坡清理作業(yè)

在高邊坡開(kāi)挖之前，應(yīng)對(duì)邊坡表面進(jìn)行清理，將開(kāi)挖范圍內(nèi)的植被和雜物清除，清理范圍應(yīng)大于開(kāi)挖線(xiàn)5m以外的部分，為開(kāi)挖作業(yè)創(chuàng)造良好的施工條件。另外，還需要注意施工范圍內(nèi)地下管線(xiàn)的走向和分布，避免施工過(guò)程中造成管線(xiàn)的破壞。

3.2土方開(kāi)挖

進(jìn)行土方開(kāi)挖時(shí)，需要在高邊坡的上坡面修建截水設(shè)施，盡量減少雨水沖刷作用對(duì)邊坡施工的質(zhì)量產(chǎn)生影響。一般情況下，具體的開(kāi)挖工作應(yīng)自上而下進(jìn)行分層開(kāi)挖，將每層的削坡厚度控制在3m左右。在采用挖掘機(jī)進(jìn)行邊坡開(kāi)挖過(guò)程中，需要配備施工人員進(jìn)行修坡作業(yè)，使得在開(kāi)挖范圍內(nèi)形成一定坡度，便于水利工程的排水，避免高坡上存在積水影響其施工質(zhì)量。在土方開(kāi)挖過(guò)程中，必須要對(duì)開(kāi)挖坡度和開(kāi)挖量進(jìn)行檢測(cè)，嚴(yán)格控制土方開(kāi)挖的質(zhì)量。

3.3石方開(kāi)挖

（1）壩肩石方開(kāi)挖。與土方開(kāi)挖施工相比，石方開(kāi)挖的難度相對(duì)較高。在壩肩石方開(kāi)挖過(guò)程中分為左壩肩與右壩肩，必須嚴(yán)格按照施工方案設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行開(kāi)挖施工，在必要時(shí)可以采用預(yù)裂爆破施工方式對(duì)邊坡和建基面進(jìn)行處理，由于爆破施工具有一定危險(xiǎn)性，因此合理控制炸藥的用量，構(gòu)建科學(xué)的爆破網(wǎng)絡(luò)工程，避免由于爆破作業(yè)造成周?chē)鷰r石的破碎，不僅影響了水利工程施工的進(jìn)度，還可能會(huì)出現(xiàn)施工安全事故。在爆破鉆孔時(shí)，鉆孔的間隔應(yīng)保持一致，控制在50cm左右，鉆孔阻塞的深度不應(yīng)大于50cm。若在坡面進(jìn)行預(yù)裂孔的鉆探作業(yè)，必須根據(jù)相關(guān)要求采用潛孔鉆，鉆孔的直徑控制在90cm閥之內(nèi)。壩肩石方開(kāi)挖作業(yè)完成之后，將挖掘出來(lái)的殘?jiān)\(yùn)輸?shù)胶恿魃嫌尾课坏膹U料放置場(chǎng)地。

（2）河床石方開(kāi)挖。河床石方開(kāi)挖的方式與土方開(kāi)挖大致相同，均采用自上而下的操作方式。在具體施工過(guò)程中，首先在大壩中間部位開(kāi)挖出先鋒槽，以此為標(biāo)準(zhǔn)向上下游兩側(cè)進(jìn)行拓展，當(dāng)開(kāi)挖寬度滿(mǎn)足一定標(biāo)準(zhǔn)后，可以運(yùn)用先鋒槽在允許范圍內(nèi)進(jìn)行階梯爆破，這樣能夠有效加快高邊坡開(kāi)挖工程的施工進(jìn)度。

4.水利工程施工中高邊坡支護(hù)的技術(shù)分析

4.1鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)

由于水利工程所處的地理環(huán)境位置較為特殊，在邊坡施工中可能會(huì)出現(xiàn)邊坡結(jié)構(gòu)在受到水的沖刷和侵蝕作用出現(xiàn)塌方或者位移的現(xiàn)象，為了盡量避免這種情況的出現(xiàn)，可以采用鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)的方式對(duì)破碎區(qū)域進(jìn)行加固，有效提高邊坡的整體穩(wěn)定性能。施工單位應(yīng)根據(jù)具體情況合理規(guī)劃鋼筋網(wǎng)的規(guī)格，一般情況下綁扎的鋼筋網(wǎng)為20cm×20cm，鋪設(shè)的面積是2m×2m，這樣的規(guī)格更加方便運(yùn)輸，降低施工難度。綁扎鋪設(shè)完成的鋼筋網(wǎng)應(yīng)與巖石表面緊密的連接在一起，并將其與錨桿頭進(jìn)行焊接，保證鋼筋網(wǎng)的牢固性。

4.2淺層支護(hù)技術(shù)

（1）噴混凝土。噴射混凝土是邊坡防護(hù)中常用的技術(shù)，通過(guò)在開(kāi)挖后的邊坡基面噴射混凝土，能夠有效對(duì)其進(jìn)行支護(hù)，同時(shí)也可以防止基面由于長(zhǎng)期處于自然環(huán)境中出現(xiàn)風(fēng)化現(xiàn)象，達(dá)到加強(qiáng)邊坡防護(hù)的目的。在具體操作過(guò)程中，首先將漿砌石砌筑在邊坡的基面上，砌筑作業(yè)完成之后需要對(duì)其平整度進(jìn)行檢測(cè)，避免在混凝土噴射過(guò)程中出現(xiàn)不平整現(xiàn)象。確保將漿砌石砌筑的平整度以及壓實(shí)度達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)之后，進(jìn)行噴繪模板的安裝作業(yè)，將模板緊密固定在基面之上，對(duì)模板的質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)收，保證模板連接的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，隨后進(jìn)行模板的安裝。在模板外側(cè)每隔30cm采用木楔子進(jìn)行固定，模板的表面用3cm×5cm的木條釘對(duì)模板加固，對(duì)模板安裝的質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)收，安裝不到位或者有模板變形的地方應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理；其次是混凝土的拌合，必須按照施工方案設(shè)計(jì)的配合比進(jìn)行拌合作業(yè)，采用噴繪機(jī)進(jìn)行混凝土的噴射作業(yè)，一般情況下，混凝土噴射的厚度應(yīng)控制在10cm-20cm之間。

（2）錨桿支護(hù)。根據(jù)邊坡施工的具體情況選用適當(dāng)?shù)目奂秃腹埽阱^桿支護(hù)的部位根據(jù)要求搭設(shè)架手架，并做好相關(guān)的安全防護(hù)措施。在進(jìn)行錨桿鉆孔的過(guò)程中，應(yīng)以水利工程的地質(zhì)條件和巖石的走向?yàn)橐罁?jù)進(jìn)行鉆探作業(yè)，傾斜角度控制在30°左右，根據(jù)錨桿的直徑選取相應(yīng)規(guī)格的鉆頭。當(dāng)鉆孔深度達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)之后，對(duì)孔洞內(nèi)進(jìn)行清理作業(yè)，保證后續(xù)施工程序能夠順利開(kāi)展，進(jìn)行錨桿埋設(shè)。

（3）排水孔。在邊坡施工過(guò)程中，開(kāi)挖排水孔也是一種有效的支護(hù)方式，能夠有效降低內(nèi)部的水壓力。如果不做好相關(guān)排水工作，水分的沖刷或者浸泡等因素都會(huì)對(duì)邊坡質(zhì)量產(chǎn)生影響。一般情況下，在排水孔開(kāi)挖時(shí)，其孔洞直徑應(yīng)控制在50mm左右，傾斜角度保持在10°。另外，為了防止排水孔在后期出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象，可在孔洞內(nèi)預(yù)埋相應(yīng)規(guī)格的PVC管。

4.3深層支護(hù)技術(shù)

深層支護(hù)技術(shù)主要是通過(guò)錨固鉆機(jī)對(duì)需要支護(hù)的基面進(jìn)行鉆孔，保證孔洞的直徑和位置符合設(shè)計(jì)的要求，隨后用高壓灌漿泵進(jìn)行混凝土漿液的灌注，待混凝土砼的強(qiáng)度達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)之后，進(jìn)行錨索張拉作業(yè)，初期的張拉強(qiáng)度控制在設(shè)計(jì)值的90左右，避免出現(xiàn)張拉過(guò)度情況，錨索張拉的范圍達(dá)到設(shè)計(jì)要求之后方可停止，最后進(jìn)行封錨作業(yè)。

5.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)對(duì)高邊坡支護(hù)與開(kāi)挖技術(shù)在水利工程中應(yīng)用的分析，為具體施工實(shí)踐提供了相應(yīng)的理論指導(dǎo)。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提高，對(duì)于水利工程建設(shè)的質(zhì)量也有了更高的要求，需要不斷應(yīng)用新技術(shù)、新方法來(lái)進(jìn)行水利工程的施工。邊坡施工是水利工程建設(shè)施工過(guò)程中的重要組成部分，在邊坡支護(hù)和開(kāi)挖時(shí)還存在一定的技術(shù)難度，容易出現(xiàn)安全隱患問(wèn)題。因此，在進(jìn)行邊坡施工時(shí)，施工單位必須要根據(jù)水利工程建設(shè)的具體情況，選取相應(yīng)的施工技術(shù)，規(guī)范施工操作行為，不斷提高邊坡的穩(wěn)定和牢固性，保證水利工程的使用性能。