水利工程施工中邊坡開挖支護技術

李 濤 陳敬江 王 震 馬運福 趙洪梅

玉溪市水利建設大隊

1 引言

水利工程是為了控制、利用、保護水資源和環境修建的工程，一般都在自然地基的基礎上進行施工。水利工程地基主要包括巖質地基和土質地基兩類，地基的穩定性對于水利工程的質量、工程使用壽命有著很重要的影響。世界上因為地基失穩導致的水利工程毀壞的案例并不在少數，并且大范圍內的地基失穩引發的滑坡、崩塌等地質災害造成慘重的人員傷亡事件和經濟損失。如2003年7月發生于我國三峽工程的湖北庫區秭歸千將坪滑坡時間，造成14 人死亡，10 人失蹤，1100 多座房屋毀壞，三峽工程壩址長約56千米的沿岸遭到了破壞。假設滑坡事件發生在水利工程施工期間，人員傷亡更是慘重。研究水利工程施工中的邊坡開挖支護技術對于減少邊坡滑坡等問題，提高施工安全和工程質量有著重要的意義。

2 影響施工中邊坡滑坡的因素

2.1 地質地基因素

水利工程的地質地基分為巖質地基和土質地基。不論是那種地基，邊坡的穩定性都受地質結構極限平衡的影響。如果地質地基的極限平衡遭到了破壞，邊坡的穩定性就會受到影響，導致滑坡、崩塌等事件的發生。因此，在水利工程施工前，必須做好地質條件的勘測，了解地基類型、水文、地質結構等條件，分析邊坡整體的穩定性，然后有針對性的加強不穩定因素的控制，采取安全開挖和支護技術規避邊坡滑坡的風險，增強邊坡結構的穩定性。

2.2 變形失穩因素

邊坡的穩定性并非一成不變的，它受自然環境和人為因素的影響發生變化。當出現影響邊坡結構穩定性的因素時，邊坡就會發生變形失穩。如地震、水壓、支護體系、開挖方式等，它們都會導致邊坡失穩、安全系數降低，從而發生滑坡等事件。

3 邊坡開挖支護技術

3.1 開挖技術

（1）土方開挖技術。水利工程土方開挖施工中，一般都是自上而下分階段進行開挖，開挖的過程中要不斷地對基本邊緣進行整修，及時清理邊緣的泥土。開挖順序按照施工單位設定的路線有序開挖，每一個階段的土方開挖前需要做好技術較低工作，做好土方開挖施工的邊坡防塌方、滑坡等措施，確保土方開挖施工的安全性和規范性。

（2）石方開挖技術。水利工程石方開挖技術需要結合地質地形條件因地制宜。石方開挖與土方開挖不同的是具有較強的地質結構聯動性，因此需要控制好施工范圍，不要超過施工界限。石方開挖需要先做爆破，爆破后及時清除巖石，并按照規定設計巖石運輸車輛進出場順序，將巖石運輸到相應的位置。

3.2 支護技術

（1）懸臂擋土樁支護技術。懸臂擋土樁支護技術是指將木樁、鋼材等板樁嵌入土壤中，并直接用于邊坡支護墻的支護方法。該方法在土質地基邊坡中有著較好的應用優勢。擋土墻高度一般設置在邊坡的6-9 米間，施工中要充分利用扣件和焊接技術來搭建懸臂擋土支護體系，以增強擋土墻支護的穩定作用。

（2）錨桿支護技術。錨桿邊坡支護技術指導利用錨桿固定支護巖質地基的邊坡，這種支護技術具有施工簡單、成本低的優勢，在水利工程邊坡支護中應用最為廣泛。錨桿支護鋼筋常用二級普通螺紋鋼筋。關鍵技術在于鉆孔位置與角度的確定，它決定錨桿支護作用力的大小。鉆孔與位置要結合巖體情況分析，選擇巖體結構穩定性較好的位置鉆孔，并采用腳手架和扣間固定錨桿。

4 水利工程施工中邊坡開挖支護技術應用

某水利水電站項目工程邊坡工程量大，大壩邊坡所在位置地形地貌和地質結構較為復雜，地質以土質地基為主，另有部分巖質地基。項目工程設計邊坡土質地基土方開挖量高達25萬立方米，巖質地基石方開挖量約為7萬立方米。由于邊坡地質較為復雜，邊坡開挖施工過程中必須采用鋼筋混凝土配合支護。本項目工程采用了多種錨筋支護的方法，并為其制定了三層水下邊坡支護體系。第一層為上層滯，邊坡支護工程水位深度為1.1m～4m，水位高度大于47m。第二層為潛水，水位高度大于36m，小于47m。第三次為層間水，水位高度大于22m，小于36m。根據該項目工程的設計要求，該工程邊坡開挖的絕對值高度為120m，而實際開挖施工中高度達到140m，這種情況對容易加劇邊坡的變形失穩，引發邊坡塌方的危險。為了控制和加強邊坡穩定性，在施工中采用了邊坡開挖和支護技術。在土方開挖的過程中，建立了支護體系，并采用動態化監測體系監測土壤位移情況，預防土方開挖過程中土壤位移量過大的情況。當發現位移量接近或超過警戒值時采取靜置處理，并繼續動態監測，采取有效的支護技術對基坑進行支護與加固。在基坑支護加固上，應用混凝土泥漿加固。水下邊坡施工鉆孔采用實時鉆孔灌漿技術，目的是提高護壁的穩定性，減少水壓的阻力。在建立支護體系中，應用錨桿支護技術。錨桿安裝前對錨桿放進做防腐處理，鉆孔后將鋼筋置于鉆孔的中心位置，之后完成灌漿。系統錨桿的間距為3m。錨桿使用環形墊塊固定，固定時位置為墊塊的中心位置。為了加固錨桿支護的穩定性，在系統錨桿上焊接3根長度為2m、直徑為8mm 的光圓鋼筋，光圓鋼筋以三角形的位置進行固定，每間隔三米設置一道保護欄，光圓鋼筋用于固定保護欄。

5 結語

綜上所述，水利工程中的邊坡開挖與支護施工需要因地制宜。不同地質地基的水利工程邊坡開挖支護技術存在差異性，施工企業要結合施工現場的需要選擇有利于穩定地基結構、防止滑坡的邊坡開挖與支護技術。施工過程中必須要以人員的安全為前提，做好施工安全預警和人員疏散方案，加強邊坡的結構的穩定，安全有序的實施邊坡開挖與支護，為工程后續施工打好基礎。