水利水電工程邊坡地質穩定性分析及支護施工工藝

凌小欽

摘要：中國幅員遼闊，地形復雜，不同地區地質條件差異較大，增加了水利水電工程的復雜性，導致實際工程存在一定的施工難度。由于邊坡的穩定性直接影響水工建筑物的使用壽命和周邊環境的安全，也直接決定了工程的經濟效益和生態效益，因此在實際工作中有必要對邊坡的穩定性及其治理措施進行研究，并對邊坡的穩定性進行定量分析，以便及時預測邊坡的失穩災害，及時采取有效的邊坡失穩防護措施，確保邊坡的穩定性。利用信息技術建立長期監測手段，可以使水利水電工程充分發揮其最大的經濟效益和社會效益。

關鍵詞：水利水電;施工;邊坡開挖;支護;應用;

水利水電工程的發展建設關乎人們生活水平質量，其工程質量也成為人們密切關注的問題，邊坡開挖支護技術的應用與水利水電工程施工質量有著密切聯系，邊坡開挖及其開挖支護技術是水利水電工程施工的重要基礎，研究水利水電工程施工中邊坡開挖支護技術有著十分重要的意義。

一、水利水電工程建設過程中邊坡開挖支護施工特點

水利水電工程建設過程中邊坡開挖支護施工具備強穩定性，水利水電工程一般是較大型的基坑開挖且施工地勢一般較為復雜險峻，需要邊坡開挖過程中開挖支護具有強穩定性，以保障邊坡結構，確保坑內施工作業安全。另外，水利開挖過程中開挖角度、開挖機械、開挖支護方式等都需要具備較強的規范性，嚴格按照相關尺寸及國家標準要求進行施工，同時由于水利水電工程施工的復雜性，為進一步維系邊坡開挖結構的穩定性，在支護邊坡開挖支護工作操作過程中又具備一定的特殊性。

二、邊坡地質穩定性分析

1.影響邊坡穩定性的因素。影響邊坡穩定性的因素可以分為內在因素和外在因素2個方面：（1）內在因素包括地形地貌條件、構成邊坡巖（土）體的物理力學性質、水理性質、水文地質條件、巖（土）體結構與地質構造等。（2）外在因素包括水文氣象、風化作用、水流的作用、地震及人為因素等。其中，內因在邊坡的變形中起決定性的控制作用，外因起促進作用;故而在邊坡的穩定性分析中，應在研究各因素的基礎上，找出這些因素間的內在聯系，進而再評價其穩定性。

2.評價邊坡穩定性方法。常用的評價邊坡穩定性方法有定性分析法、極限平衡分析法、數值分析法、工程地質類比法4類。（1）定性分析法。是指通過對邊坡的尺寸和坡形、邊坡的地質結構、所處的地質環境、形成的地質歷史、變形破壞形跡，以及影響其穩定性的各種因素的研究，以判斷邊坡演變階段和穩定狀況。（2）極限平衡分析法。把可能滑動的巖、土體假定為剛體，通過分析可能的滑動面，并把滑動面上的應力簡化為均勻分布，進而計算出邊坡的穩定系數。（3）數值分析法。利用有限單元分析法，先計算出邊坡位移場和應力場，然后，利用巖體、土體強度準則，計算出各單元與可能滑動面的穩定性系數。（4）工程地質類比法。將所研究邊坡或擬設計的人工邊坡與已經研究過的或已有經驗數據的邊坡進行類比，以評價其穩定性，并提出合理的坡高和坡角。

三、邊坡支護技術分析

1.砂漿錨桿施工。作為基建建設工程之一，水利水電工程在工程開始之前需要進行周密的施工計劃。受條件限制，水利水電工程通常選擇在人煙稀少且地形復雜的地區進行建設，因此，需要注意的，（1）施工計劃制定之前需嚴格控制各種原材料的選用（包括鋼筋、水泥、砂以及添加劑），尤其要注意注漿砂漿所用的添加劑中不能含有對錨桿具有腐蝕作用的成分。錨桿鉆孔位置及孔深、孔徑等應滿足技術規范，并在鉆孔完成后利用高壓風機徹底清理孔內的殘渣和水分。錨桿搭設過程中可應用雙排腳手架，并將其距離控制在2.0 m×2.0 m，在距離地面20 cm位置設置掃地桿，并確保掃地桿伸出立桿大約10 cm。注漿操作時可應用GZJB型液壓雙液注漿泵。在完成安裝作業后、砂漿完全凝固之前做好錨桿的保護工作，避免錨桿受到任何程度的碰撞、敲擊等可能導致其位移的影響。（2）在做完以上準備工作之后即可開始砂漿錨桿支護施工。在砂漿錨桿施工執行前，需先做好以下工作：1）在施工前采取現場試驗的形式確定合理的錨噴支護系數與參數，沒有條件進行現場試驗的情況下則可采用工程類比法確定相關參數;2）砂漿攪拌、灌注設備及錨桿鋪設設備應當置于安全地帶;3）對噴射機、注漿器等設備進行安全檢查及試運行工作。（3）完成以上工作后可進行砂漿錨桿施工。在噴射作業面時，需要注意對粉塵濃度的有效控制，如采用濕噴砂漿等方式來實現對粉塵濃度的有效控制。此外，在作業之前也需要檢查巖石的滲水狀態，如果巖石滲水比較嚴重，則需在噴射砂漿之前設法排出巖石中的積水。噴完砂漿后，還要鉆探排水孔，以避免噴層脫落導致人身傷害的情況出現。在選擇錨桿時，需要確保錨桿直徑不大于設計規定的數值，否則不能安裝錨桿。一般來說，錨桿的固定工作通常由人力執行，同時要保證在灌漿之后進行，且灌漿需要保證勻速灌注，以避免灌漿溢出。

2.深層支護技術。深層支護技術應用的前提，是確保邊坡開挖程度達到相應技術要求。因而，在施工之前需要固定坡面傾斜度及壁面，可采用導向儀測量邊坡坡面傾斜度并加以校正。通常水利工程施工時，場地內已經存有了一定數量的水泥，水泥價格低廉又具有良好的固壁作用，因此，在深層支護技術中應用，可實現更加理想的深層支護效果。

3.預應力錨索施工技術。預應力錨索施工技術，主要體現在借助錨索對邊坡施加預應力，進而達成加固邊坡的目的。在應用預應力錨索施工前，應當配置專業的安全檢查人員，并要求安全檢查人員監督施工的全過程，隨時發現可能導致安全隱患的潛在風險因素，并采用相應的解決策略。在應用淺孔錘風動鉆進方式為錨索造孔時，則需要采用相應的除塵措施，以避免積灰導致淺孔錘作業位置過熱或影響視線。在開孔過程中，對孔口產生松動的巖塊應及時加以清除，避免巖塊卷入沖擊鉆后彈出傷人。鋼絞線的下料需要應用特制的放料支架，往孔內安裝錨索時則需要由專人進行協調指揮、統一進行，以避免錨索張拉時發生安全事故。尤其需要注意的是，錨索的施工只有在確保高壓風管及高壓油管接頭連接牢固的前提下方可進行，且在造孔機械、張拉機械的傳動與轉動位置，均需要配備完整的防護罩。

4.擋土墻施工技術。常見的擋土墻施工技術包括重力式擋土墻、扶壁式擋土墻與懸臂式擋土墻。其中重力式擋土墻是依靠墻身自重抵抗土體側方向上的壓力，具有就地取材、施工方便的特點，但如果擋土墻墻體太高會造成擋土墻失穩，或地基質地軟弱時會受到承載力的局限，因而必須慎重考慮地基承載力與擋土墻的整體穩定性與結構強度，可加入其他工程措施來保證擋土墻的穩定性;扶壁式擋土墻是指以一定距離為間隔分別設置扶壁，將立壁與踵板連接起來，本質上是一種鋼筋混凝土薄壁式擋土墻，不僅構造簡單，施工方便，也能充分發揮材料的強度性能，在缺乏石料及地震地區較為常用。但在地質不良地段或地震烈度超過8度的地段不適用;懸臂式擋土墻與扶壁式擋土墻類似，但在墻高較高（超過9 m）時會因為立壁下部彎矩較大導致鋼筋混凝土用量劇增。由此可見，施工時，需根據實際情況酌情應用不同的擋土墻技術。

總之，邊坡開挖支護技術在水利水電工程施工中的應用，不僅可以降低施工現場塌方、滑坡的發生，還可以提高工程施工安全和質量。邊坡開挖支護技術的應用在防范邊坡巖體的滑塌，保證邊坡開挖尺寸具有重要意義。邊坡開挖支護技術的應用不僅能確保水利水電工程項目的順利實施，還可以加快施工避免因邊坡復雜多變而阻礙項目施工進度。

參考文獻：

[1]劉志萍.水利水電工程大壩護坡混凝土施工方法質量控制.2019.

[2]王志祿.關于水利水電工程邊坡地質穩定性分析及支護施工工藝.2020.