水利工程施工中高邊坡開挖與支護技術探究

【摘要】高邊坡開挖和支護施工是水利水電工程施工中較為常見的項目內容，把高度因素以及邊坡病害對邊坡穩定性的作用和影響降到最低，是本文所要探究的課題；作者結合親歷的巖質邊坡開挖和支護施工，主要圍繞邊坡開挖控制爆破、邊坡支護關鍵技術作重點闡述，以期為類似工程的施工提供一些借鑒。

【關鍵詞】水利工程；高邊坡；開挖爆破技術；支護技術

1、引言

隨著近年來水利水電工程建設的蓬勃發展，高邊坡開挖和支護施工關鍵技術已得到廣泛運用，各種爆破施工工法應運而生，妥善處理邊坡穩定是擺在每一個工程建設者面前不容小覷的問題，高邊坡開挖和支護的質量優劣將直接影響到整個水利工程施工的進度、質量以及施工安全，一旦處理失當將會給工程埋下許多隱患，變相地會無端增加工程成本。所以必須要從專項施工方案的編制、操作手的遴選、試驗段的實施以及現場全方位管控等諸方面給予高度的重視。

2、工程概況

中新廣州知識城九龍湖項目由66.4396公頃的新開人工湖和從石逕水庫引水的6008m河道所構成，在L0+975～1+300樁號間的河道右岸為竹仔山巖質邊坡，開挖范圍內的高度在23.5m左右，需明挖的石方量為58600m3，用來進行護坡的混凝土量需要1500m3，另外還需要不同規格型號的錨筋，總根數大約在1200根左右，由于其邊坡高度因素將對邊坡穩定性產生不可忽視的作用及影響，為避免因風化剝落、流石流泥、掉塊落石、坍塌等邊坡病害發生，需要進行邊坡穩定性分析以及防護加固工程設計。

3、高邊坡開挖的施工爆破技術

對照施工圖，通過進一步勘察，發現現狀巖質邊坡淺表卸荷拉裂巖體和覆蓋層邊坡的穩定問題較為復雜和嚴峻。從初期邊坡開挖的情況看，巖體的可爆性尚好，但爆破后極易在保留巖體中產生隱裂隙，預裂面效果控制較困難，為確保施工期爆破安全、施工質量和進度，需進行爆破試驗及施工期的爆破安全控制。

3.1爆破網絡的建立

巖質邊坡開挖采用預裂爆破技術成型，因本工程的預裂面坡度緩于1：1，故采用YQ-100B潛孔鉆造孔。使用非雷管孔間的具有微差順序特征的爆破網絡，預裂孔的起爆時間被控制在75～100m/s之間，預裂孔至少超前第二排緩沖孔100ms以上起爆，預裂爆破緩沖孔間排距、裝藥量較前排梯段爆破孔減少1/3～1/2。相關預裂爆破鉆孔參數如下表所示。

3.2爆破孔和緩沖孔的鉆孔

鉆爆破孔和緩沖孔時要保持位置平行，保持相互間的距離在1～1.5m，還要將爆破孔孔底和預裂面的垂直距離控制在2.5m內，本項目中緩沖孔的藥卷直徑控制在50mm，采用連續不耦合兩段式的形式進行裝藥，將堵塞段的長度控制在1.0～1.5m之間，裝藥密度控制在2～2.8kg/m，對第一段進行中部封堵，第二段則封堵孔口。爆破孔的藥卷直徑為70mm，不耦合連續裝藥，單耗在0.4～0.55kg/ m3之間，孔口堵塞2.0～2.5m。

3.3預裂孔尺寸的控制

預裂孔分作馬道水平預裂孔和坡面預裂孔兩種類型，兩種鉆孔施工的機械不一樣，要控制好尺寸的大小，在鉆馬道水平預裂孔時，采用的是YT28型的手風鉆，孔深在2m左右，各個孔之間的間距50cm，控制孔口堵塞的深度在0.5m范圍內。

4、邊坡開挖和支護的施工程序以及關鍵技術

4.1邊坡開挖和支護施工程序

邊坡開挖和支護遵循自上而下分層進行的施工程序。根據施工現場實際，順水流方向依次排布有3臺挖掘機采取平行作業、由外及內、分塊開挖的方式進行。

4.2邊坡支護關鍵技術

（1）錨桿支護。將錨桿布置成梅花形并呈30°傾角，選用標準鋼管和扣件搭設施工作業平臺，同步做好安全防護措施，包括滿鋪腳手板、布設安全網等。用YQ-100B潛孔鉆鉆孔，按巖石的紋理、走向及具體的傾角情況，及時調整錨桿孔的角度，選用的鉆頭比錨桿本體直徑要大，尺度控制在18mm上下。當鉆孔深度達到要求后，需要時利用高壓風將孔內的雜質徹底清除，為后道工序施工提供便利條件。錨桿選用Ⅱ級螺紋鋼筋，灌孔膠凝材料分別為Po42.5級普通硅酸鹽水泥，細度模數MX小于2.3的中細砂，配制出M20的水泥砂漿，由人工注漿并安裝錨桿。

（2）鋪鋼筋網。爆破開挖后對所形成的坡面進行認真細致的檢查，在破碎區域我們還采取了加鋪鋼筋網的技術措施，通過選用Ф8mm鋼筋并按縱橫向各200mm的間距綁扎于斜坡面上，且與邊坡上已安裝到位的錨桿作牢固焊接，從而使鋼筋網與邊坡以及錨桿連成為一個有機的整體。

（3）排水孔埋設。為解決高邊坡長時間排水問題，必須因勢利導，主動削弱山體內部的水壓力，以防日后發生坍塌。本項目中我們選用20m3/min的空壓機和YT-28手風鉆進行了永久排水孔施工，排水孔孔徑為50mm，保持有10°左右的仰角，同樣呈梅花形布置且保持與錨桿有一定距離；為避免排水孔在運行過程中出現塌孔現象，還在排水孔的內部安裝有40mm的PVC排水盲管，這樣更利于排水。

（4）噴射混凝土。噴混凝土是早期高邊坡支護施工中常用的方式，實施目的是強化封閉已經開挖成型的建基面，有效降低巖基面在陽光下曝曬的頻率，并減少風吹雨淋的次數，避免風化。實際施工中，我們利用已搭建好的錨桿施工腳手架平臺來進行混凝土的噴射，在這一過程中要使用TK961型混凝土噴射機，依照濕噴法的步驟和程序來噴射混凝土，厚度為15cm，采用事先埋在邊坡上的短鋼筋來控制。

5、結語

綜上所述，高邊坡控制爆破開挖和支護技術得以在本工程上運用，既確保了施工工期，又有效地解決了河道臨山體所直面的邊坡穩定問題，在今后類似的工程施工中，我們一定要因地制宜，根據現場具體工況進行周密的施工組織，切不可盲目地照搬已取得的施工經驗，而要充分注意到不同項目支護方案的適用性。

參考文獻：

[1]劉秉金.水利施工中混凝土結構的施工技術和維護[J].城市建筑，2008（ 17） ： 99 - 103.