水利工程中高邊坡開挖與支護工程的施工技術分析

王志軍 張彥軍

摘 要:本文以順溪水利樞紐工程為例對水利工程中高邊坡開挖與支護工程的施工技術進行分析。全文從水利工程中高邊坡開挖與支護工程的施工準備談起,然后分別對水利工程中高邊坡開挖施工技術與支護工程施工技術進行詳細的分析和說明。

關鍵詞:水利工程高邊坡開挖支護施工技術

中圖分類號:TV551.4 文獻標識碼:A 文章編號1672-3791(2012)05(c)-0099-01

1 工程施工準備

1.1 做好工程施工的安全因素剖析

結合順溪水利樞紐工程的實際狀況,影響邊坡開挖與支護工程施工的安全因素主要有如下幾點:第一,開挖線上部不穩定巖體、松動巖塊,直接影響下部作業安全,應進行清除或加固支護處理。第二,巖石性質的影響,包括巖石的堅硬程度、抗風化能力、抗軟化能力、強度、組成、透水性等。第三,巖層的構成與結構的影響,節理裂隙的發育程度及其分布規律、結構面的膠結情況、軟弱面和破碎帶的分布與開挖坡面的關系。第四,氣候和水文條件的影響,主要是地下水的埋藏深度及動態變化,地表水的作用情況。第五,地貌的影響,主要是邊坡的高度、坡度和形態。第六,風化作用的影響,主要體現為風化作用減弱巖石的強度。

1.2 做好工程施工的道路布置

順溪鎮至庫區內已有簡易公路相連通,另還有一條經百僧堂上部▽210m高程通向壩址、庫區方向的上壩公路,該上壩公路經過左壩頭,前期施工設備可通過此上壩公路運往壩區。根據施工現場實際情況,臨時施工便道二條,左、右岸各布置一條,臨時開挖施工道路共布置二條,另布置一條通往引水洞進水口的施工道路。

2 水利工程中高邊坡開挖施工技術分析

2.1 水利工程中高邊坡開挖流程

一般而言,水利工程中高邊坡開挖按照“自上而下開挖”的原則進行施工,其中施工步驟為:表面植被清除→土方開挖→石方開挖,要求未完成上一步的開挖,嚴禁進行下一步的開挖。

2.2 水利工程中高邊坡開挖施工說明

1)植被清理植被人工進行清理后,開挖區內植被清理延伸到離施工圖所示最大開挖邊線外側至少5m的距離,樹根挖除的范圍延伸至離施工圖所示最大開挖線外側3m的距離,同時注意保護清理區域附近的天然植被。2)土方開挖,土方開挖從上至下分層分段進行,用PC220挖機逐層進行剝離,施工時隨時制作一定的坡勢,以利排水,開挖過程中避免邊坡穩定范圍內形成積水。當挖機剝離土方時,在邊坡上部,土坡度留適當修坡余量,再用人工修整。土方開挖之前,為避免開挖邊坡受雨水沖刷,在邊坡上部設永久性或臨時性山坡截水溝。3)石方開挖,石方開挖主要包括左岸壩肩石方開挖、右岸壩肩石方開挖以及河床石方開挖,以下將分別給予詳細的說明。

第一,左岸壩肩石方開挖。開挖采用露天液壓鉆CM351鉆機和ZQ100D潛孔鉆鉆孔為主,手風鉆鉆孔為輔進行。各層按設計坡度一次開挖到位,邊坡及建基面預裂爆破一次成型,中部采用深孔微差梯段爆破,分層高度為15m。開挖石碴通過PC220反鏟翻碴到河床內。然后由CAT320反鏟配15T自卸車通過出碴線運至軋石場及上游棄碴場。

第二,右岸壩肩石方開挖。開挖采用露天液壓鉆CM351鉆機和ZQ100D潛孔鉆鉆孔為主,手風鉆鉆孔為輔。邊坡和建基面采用預裂爆破,中部采用深孔微差梯段爆破,分層高度為15m。開挖石碴通過PC220反鏟翻碴到河床內。然后由CAT320反鏟配15T自卸車通過出碴線運至軋石場及上游棄碴場。

第三,河床石方開挖。大壩河床基坑石方開挖采用自上而下全徑向的順序進行施工。河床開挖地面高程為94m,相對深度約為4m,基坑石方開挖首先從大壩中部下游一側開始,先在該部位開挖出先鋒槽,然后向上下游方向進行擴挖,待徑向擴挖完成后,再利用先鋒槽為臨空面向大壩左右側進行梯段爆破開挖。

3 水利工程中高邊坡支護施工技術分析

3.1 支護前的各項準備工作

第一,邊坡支護前,應根據地質條件、結構形式、工藝要求、巖體暴露時間等因素編制施工方案,制定詳細的施工作業指導書,并向施工作業人員進行交底。第二,作業人員應根據施工作業指導書的要求,及時進行支護。第三,作業前,應認真檢查施工區的邊坡穩定情況,需要時應先進行安全處理。第四、對不良地質地段的臨時支護,應結合永久支護進行,即在不拆除或部分拆除臨時支護的條件下,進行永久性支護。

3.2 錨噴支護施工說明

錨噴支護施工時需要做好如下幾個方面的工作:第一,施工前,應通過現場試驗或依工程類比法,確定合理的錨噴支護參數。第二,錨噴作業的機械設備,應布置在安全地段。第三,噴射機、注漿器等設備,應在使用前進行安全檢查,必要時進行密封性能和耐壓試驗,滿足安全要求后方可使用。第四,噴射作業面,應采取綜合防塵措施降低粉塵濃度,宜采用濕噴混凝土。第五,巖石滲水較強的地段,噴射混凝土之前應設法把滲水集中排出。噴后鉆排水孔,防止噴層的脫落傷人。第六,凡錨桿孔的直徑大于設計規定的數值時,不得安裝錨桿。第七,錨噴工作結束后,應指定專人檢查錨噴質量,若噴層厚度達不到相關要求或有脫落、變形等情況,應及時處理。第八,砂漿錨桿灌注漿液時,應遵守下列規定:(1)作業前應檢查注漿罐、輸料管、注漿管是否完好。(2)注漿罐有效容積應不小于0.02m3,其耐力不應小于0.8Mpa,使用前應進行耐壓試驗。(3)作業開始時,應用水或0.5～0.6水灰比的純水泥漿潤滑注漿罐及其管路。(4)注漿工作壓力應逐漸升高。(5)注漿作業應連續進行,罐內儲料應保持在罐體容積的三分之一左右。(6)噴射機、注漿器、水箱、油泵等設備,應安裝壓力表和安全閥,使用過程中如發現破損或失靈時,應立即更換。(7)施工期間應經常檢查輸料管、噴頭、注漿管等管路的連接部位,如發現磨薄、擊穿或連接不牢等現象,應立即處理。(8)帶式上料機及其他設備外露的轉動和傳動部分,應設置保護罩。(9)施工過程中進行機械故障處理時,應停機、斷電、停風。在開機送風、送電之前應預先通知有關的作業人員;(10)不得在噴頭和注漿管前方站人,噴射作業的堵管處理,應盡量采用敲擊法疏通,若采用高壓風疏通時,風壓不得大于0.4MPa。

3.3 預應力錨索施工說明

預應力錨索施工時需要做好如下幾個方面的工作:第一,設置專職安全檢查人員,隨時檢查安全隱患,發現問題及時解決。第二,當錨索造孔采用潛孔錘風動鉆進時,應采取必要的除塵措施。開孔時,對孔口松動巖塊應進行清除,以避免沖擊鉆進時巖體掉塊傷人。第三,鋼鉸線通過特制的放料支架下料,防其彈力將人員彈傷,往孔內安裝錨索時,應由專人統一協調指揮。第四,錨索張拉時,在千斤頂伸長端設置警戒線,以防張拉時出現異常傷人。第五,錨索施工時,高壓風管、高壓油管的接頭應連接牢固;造孔、張拉機械的傳動與轉動部分均需設置完備的防護罩。

4 結語

高邊坡開挖與支護工程的施工作為水利工程施工中的重要環節,高邊坡開挖與支護工程的施工質量將直接決定整個水利工程施工的質量,因此,本文以順溪水利樞紐工程為例對水利工程高邊坡開挖與支護工程的施工技術進行分析具有非常重要的實際意義。