水利工程施工中邊坡開挖支護技術研究

唐國良 湖南毛俊水庫工程建設有限責任公司

一、邊坡開挖支護技術要義

水利工程現場情況相對復雜，需要克制地質、水文、材料等多方面的問題，邊坡開挖主要是為了契合施工需求，在施工空間位置上創造對應造型，或者排除相應的風險，由此為后續水利工程主體施工奠定基礎，例如基坑開挖、邊坡開挖等。而邊坡支護則主要是為了降低邊坡開挖后的風險，用于穩固邊坡、防治邊坡坍塌和滑移等問題。邊坡開挖支護是連續的施工項目，開挖與支護的施工質量相互影響。從施工順序來看，邊坡開挖即定點、定規格，根據開挖之后的效果，可以對支護方案進行微調，無論開挖還是后續的支護都是建立在前期對現場的調查研究基礎上，因此開挖支護相較于其他環節的施工同樣是非獨立的。從施工作用來看，邊坡開挖與支護，核心是為了確保水利工程的整體質量和工程價值，是施工單位在進行工程建設時的必經流程，標志著施工單位的建設水平，同時對工程效益也有著直接影響。

二、邊坡開挖與支護技術要點

（一）前期準備

現場調查是開挖前期必須經過的環節。依靠現場目測、設備監測等方法，結合工程設計對現場的地質條件、施工定位等進行確認，根據現場情況對施工計劃、施工方案和施工應急措施等進行完善。其中的重點內容包括：①對現場環境進行確定和分析，討論施工的困難和風險，并制定應對方案，包括物資調配、自然環境克服、技術銜接、施工細節等。②結合工程設計，對施工的標準尺寸進行確定后，在現場定位并進行標高，需要爆破的應標注爆破點位，對爆破風險進行預估。③測定邊坡邊際線時，考慮開挖誤差，應適度預留寬度，一般有效預留范圍不超過20cm。④劃定進場路線和開挖土方運離路線，對場地進行平整和清理，分批次將所需的物資設備等運抵現場，檢查各種物資和設備的數量和性能。⑤開展開挖施工前動員和培訓工作，檢查相關人員的準入憑證。

（二）邊坡開挖技術

土質邊坡是最為常見的類型，土質邊坡一般較為松散，開挖時容易出現大面積的土體松動，伴隨局部坍塌風險，且干燥土、濕土、軟土、黏土等在開挖時的風險不盡相同，需要結合具體情況進行開挖處理。土質開挖時，需要采取從上往下的分層開挖方式，必要情況下需要用臺階法或臨時加固法輔助進行開挖施工，而針對含水量大或伴隨地下水、嚴重軟土等位置的挖掘，尤其是基坑等區域的挖掘，應當采取排水固結等方法提高挖掘位置土質的強度，便于土方挖出運離。挖掘時需要控制削坡的厚度，避免局部不可控，厚度上限不得超過3m，并適當對削坡處進行修整，尤其是反鏟挖掘機施工時，應對土質毛面進行復位穩固。對于坡度較長的邊坡，在開挖時還可以采用“之”字形開挖方法，降低垂直作業難度，且能夠保障土方集中堆放。土方運離與開挖基本同步，空間不允許的情況下采取間插施工，及時將土方運離到500m 外的開闊區域集中堆放，可再利用的按照要求運至指定地點堆置備用或直接運往使用區域。

巖質邊坡開挖時，需要根據巖層情況決定施工技術，在部分巖層結構性較差、工程量較小的工程中，采用大型破碎錘施工也可以，但在其他條件下則需要運用到爆破施工技術。常用的爆破技術有：逐層爆破、臺階式分層爆破、整體爆破等，根據方法分類則有預裂爆破、光面爆破和毫秒爆破等，不同的技術在使用細節和效果上存在差異，但整體的流程大致為鉆孔-填裝-引爆三個步驟，鉆孔深度控制在0.5m 內，鉆孔間距根據巖層強度控制在0.4-0.6m。逐層爆破開挖主要是有針對性的利用梯段式爆破法相對應 的施工，在這個過程中，相關人員要確保厚度和高度符合既定的標準，同時針對邊坡的切角進行科學合理的控制，在最大程度上杜絕因坡面較薄和開挖切角問題導致開挖質量受到嚴重影響。分層爆破法可以使施工器械得到更有效的利用，確保施工質量和施工效率有顯著的提升，確保邊坡更安全穩定。爆破完畢后，巖層殘渣及時清除運離。

（三）邊坡支護技術

淺層支護主要包含：①混凝土噴射。主要作用是防止風力、雨水等對邊坡產生侵蝕，使用漿砌石在邊坡坡面上進行砌筑，砌筑后表面應當與邊坡斜面坡度一致，采用放線或設備切線控制坡度與平整度，確認準確度之后加裝坡面模板，再使用混凝土噴射機進行施工，噴射厚度要求為15-25cm，如果斜度過大，則需要調整混凝土的水濕比，或者采用分層噴射的辦法。②錨桿支護技術。綜合分析現場情況，根據巖層結構、地質走向等選定鉆孔點，控制斜面角度為25-35度。安裝時需要減少錨桿與孔壁摩擦，且保證錨桿位于中心位置，注漿需要控制壓力，并觀測鉆孔內基本無陷落和氣泡后確認注漿完畢，錨桿應當被漿料完全包裹。支護過程中，可以采用腳手架進行輔助，系統錨桿加設墊塊，間隔距離為2-3m，錨桿鋼筋位于墊塊正中央，與墊塊一同插入。③在邊坡處設置排水孔，排水孔直徑取值為3-5cm，傾斜度為10-15 度，分布間隔根據巖土層含水量確定，一般不超過3m。

深層支護主要采用鉆孔灌注樁技術，通過在基底形成連續強度的樁體群，實現對底層的加固，同時有效分散上部載荷，改善局部受力不均狀況。選用錨固鉆機進行鉆孔，并配合底層探測儀、GPS 導向儀等輔助確定深度、斜度等，鉆孔過程中如果發現出現方向偏差，需要及時停止并糾正。灌注環節選用高壓型灌注泵，將保錨墩混凝土加壓注入孔內，測定混凝土凝結度達到一定程度后，進行錨索張拉。張拉力度應按照設計要求控制，偏離值不得大于預設值的10%，張拉完畢后進行封錨處理，特殊條件下需要對相關扣件和部件進行再次加固處理。施工過程中，需要持續進行應力和結構變化監測，避免中途發生意外，同時增設防護措施，提高生產安全性。

三、總結

水利工程開挖支護技術的選擇與使用，需要根據現場實際情況進行確認，依據水利工程建設的經驗總結可知，選擇具體的施工方案需要考慮原始施工環境的限制，以及施工后的環境情況變化，因此除了技術方面要加強控制之外，還應當重視現場檢測與管理，保障水利工程邊坡施工項目的質量、安全和效益。