水利水電工程施工中邊坡開挖支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用研究

董衛(wèi)

德州市陵城區(qū)禹興水利建筑工程有限公司 山東德州 253500

邊坡施工是當(dāng)前水利水電工程項(xiàng)目施工建設(shè)中不可或缺的一部分，而且邊坡支護(hù)以及施工開挖時(shí)技術(shù)難度相對(duì)較大，管控工作落實(shí)不到位，可能會(huì)出現(xiàn)一系列的安全隱患和施工質(zhì)量問題。水利水電工程邊坡施工時(shí)，工程項(xiàng)目施工單位應(yīng)當(dāng)根據(jù)項(xiàng)目建設(shè)的情況，選取切實(shí)可行的施工技術(shù)手段和方法，提高邊坡的穩(wěn)固性[1]。

1 邊坡開挖支護(hù)技術(shù)及其影響因素

邊坡開挖支護(hù)施工是水利工程當(dāng)中的重要環(huán)節(jié)，對(duì)提升整體的水利工程質(zhì)量和性能具有良好的促進(jìn)和提升作用。其主要是通過一系列的開挖和支護(hù)施工，提升水利工程邊坡的整體穩(wěn)定性、堅(jiān)固性、耐久性，以降低后續(xù)的水利工程建設(shè)和使用過程當(dāng)中的安全風(fēng)險(xiǎn)與隱患。在實(shí)際施工時(shí)，根據(jù)不同的條件、環(huán)境以及施工要求，可采用錨桿框架、骨架、護(hù)坡、擋土墻、護(hù)面墻等不同施工技術(shù)，也可利用水利漿噴射的方式，在石質(zhì)坡面進(jìn)行作業(yè)，能夠有效地改善其輕度。水利工程的邊坡容易受到人為因素和自然因素的影響，只要出現(xiàn)相應(yīng)的誘發(fā)因素和條件，如開挖方式、支護(hù)體系、水壓、地震等，水利工程邊坡就會(huì)出現(xiàn)不同程度的失穩(wěn)現(xiàn)象，進(jìn)而出現(xiàn)邊坡坍塌和滑坡等問題。施工設(shè)備機(jī)械的是確保水利工程邊坡支護(hù)技術(shù)能夠在工期內(nèi)順利完成的重要途徑和方法之一。但在長(zhǎng)期的施工作業(yè)過程中，一些重要的器械和設(shè)備會(huì)發(fā)生不同程度的磨損或者變形，但相關(guān)的施工單位卻未安排專業(yè)人員進(jìn)行檢修和維護(hù)，這會(huì)影響先進(jìn)施工技術(shù)的整體作業(yè)效果和工程質(zhì)量的有效提升[2]。

2 邊坡開挖支護(hù)技術(shù)

以某水電站項(xiàng)目為例，其建設(shè)的主要目的在于發(fā)電以供水和兼顧防洪灌溉等；該水利水電工程項(xiàng)目中，攔河樞紐工程中涉及邊坡部分，即右岸邊坡和大壩的左側(cè)。其中，右岸邊坡自壩頂位置高程約為1170m；右岸邊坡與河床低谷處的高程約為1120m，其高度約為54m。與此同時(shí)，該水電站的左壩肩巖體相對(duì)平緩，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性良好。受理裂隙切割巖體狀態(tài)，其為塊體狀，為順向坡，加之泥巖夾層的存在，以至于其可能會(huì)因人為因素的影響或者自然降水等，出現(xiàn)掉塊或者崩塌等問題。

2.1 施工現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備階段

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求在確定施工范圍與場(chǎng)地后，首先，要做好“三通一平”施工準(zhǔn)備工作，所有施工都要力爭(zhēng)提前做好準(zhǔn)備，進(jìn)而使得施工更加主動(dòng)，保證施工有序進(jìn)行。其次，要根據(jù)施工的實(shí)際需求與施工內(nèi)容，合理配置相關(guān)的技術(shù)人員與管理人員，并將具體的施工任務(wù)落實(shí)到位，進(jìn)一步明確不同施工人員的職責(zé)范圍。最后，根據(jù)施工實(shí)際情況與內(nèi)容，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地進(jìn)行合理布局，以免由于布局不合理導(dǎo)致施工成本的增加與施工周期的延誤。此外還要組織相關(guān)技術(shù)人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地測(cè)量與勘察，以保證施工按照設(shè)計(jì)要求有計(jì)劃有目標(biāo)地實(shí)施。

2.2 石方開挖技術(shù)

由于該施工環(huán)節(jié)主要是針對(duì)具有較高硬度、性能、厚度的巖面進(jìn)行作業(yè)。因此，施工前需對(duì)巖石層進(jìn)行綜合的評(píng)估，根據(jù)相關(guān)參數(shù)來(lái)進(jìn)行開挖方案和開挖技術(shù)的選擇。鉆孔施工必須保持勻速，及時(shí)清理挖掘機(jī)上所粘附的雜質(zhì)或者挖掘殘留物。當(dāng)巖石浮于土壤表面時(shí)，用挖掘機(jī)拉出并將其錘斷，并根據(jù)分層開挖的原則和流程來(lái)進(jìn)行作業(yè)。在進(jìn)行爆破施工時(shí)，需根據(jù)巖層的水平條件、實(shí)際分布，以及角度、高度、邊坡的坡度來(lái)進(jìn)行爆破材料和方法的選擇。根據(jù)參數(shù)圖紙進(jìn)行炮眼的設(shè)計(jì)和布置，嚴(yán)格根據(jù)爆破參數(shù)確定炮眼的間距、角度、深度。其眼底間距和挖槽眼間距、輔助眼的行距和眼口排序，以及沿周邊眼所設(shè)計(jì)的斷面輪廓線間距的誤差都必須小于5cm。每個(gè)炮眼的總體深度必須小于2.5m，眼底是根據(jù)開挖斷面輪廓線來(lái)進(jìn)行設(shè)置，前者不得超過后者10-15cm。裝藥完之后的炮眼需對(duì)其進(jìn)行填堵密封，其堵塞的長(zhǎng)度必須超過20cm。當(dāng)巖石的抗壓強(qiáng)度或者巖石完整性超過30MPa時(shí)，若不對(duì)整體的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定造成影響，則可允許適當(dāng)出現(xiàn)超欠挖，其各部位巖石隆起量必須低于5cm[3]。

2.3 土方開挖要點(diǎn)

本工程土方開挖技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐中，應(yīng)當(dāng)按照自上而下以及分層開挖的方式進(jìn)行操作，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)及時(shí)對(duì)修坡施工程序進(jìn)行技術(shù)的跟進(jìn)。就本工程而言，其分層高度應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制在5-6m，開挖過程中采用360反鏟分層以及分段方式，挖出的土方可以暫時(shí)放置在修建的臨時(shí)性施工便道，然后其反鏟裝車并運(yùn)送至渣場(chǎng)。在此過程中，邊坡修整和土方開挖應(yīng)當(dāng)保持同步進(jìn)行，并且對(duì)放樣出各層的開挖面坡腳線及時(shí)進(jìn)行測(cè)量，再根據(jù)所測(cè)量的具體位置從上到下反鏟開挖。在此操作過程中，對(duì)各段開挖面應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)確測(cè)量，保證其能夠有兩個(gè)寬度相同的標(biāo)注坡面，然后再按照具體的操作標(biāo)準(zhǔn)削坡處理。

2.4 安全輔助鋼筋網(wǎng)設(shè)置

為確保施工安全，在施工過程中應(yīng)采取一些預(yù)防滑坡或混凝土掉落的措施。其中，一種常用的方法就是設(shè)置安全輔助鋼筋網(wǎng)，保證施工質(zhì)量，應(yīng)在施工前做好各方面準(zhǔn)備工作，明確鋼筋網(wǎng)的布置順序與連接形式，以規(guī)范的操作方法和技術(shù)程序嚴(yán)格按照施工圖紙開展施工。若是需要安裝加強(qiáng)型網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況采取相應(yīng)的預(yù)防措施，防止混合使用，對(duì)增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)大小、總電壓等因素予以充分考慮，防止在后續(xù)應(yīng)用過程中受到天氣等因素的影響出現(xiàn)安全問題，鋪設(shè)完鋼筋網(wǎng)后，應(yīng)通過噴涂混凝土的方式來(lái)加強(qiáng)鋼筋網(wǎng)，為確保內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)有正常的排水系統(tǒng)，還需要設(shè)置好通風(fēng)孔、排水孔。

2.5 錨桿施工技術(shù)

施工之前需要根據(jù)要求對(duì)錨桿進(jìn)行防腐、防蝕處理。施工過程當(dāng)中需要對(duì)邊坡的斜坡質(zhì)量進(jìn)行調(diào)節(jié)，可利用錨桿施工技術(shù)。根據(jù)其實(shí)際上的需求來(lái)選擇噴錨支護(hù)、錨洞、抗滑樁、預(yù)應(yīng)力錨固等不同的類型。根據(jù)巖石情況和設(shè)計(jì)要求確定鉆錨固孔位置，對(duì)錨桿間距進(jìn)行控制，通常將其規(guī)定為3m。將錨桿設(shè)置在鉆孔的中心位置，并利用環(huán)形墊塊來(lái)進(jìn)行加固。不同錨桿之間的誤差必須小于150mm，其鉆孔軸線的偏差角度必須小于3°。若需進(jìn)行永久性的錨桿固定段的設(shè)置，則需避免出現(xiàn)在沙塵密度為Dr＜0.3，或是巖石層未處理的液限、有機(jī)土WL＞50%的地段。為了更好地對(duì)保護(hù)欄進(jìn)行固定，則可利用3根質(zhì)量和規(guī)格相同的鋼筋固定在錨桿上，構(gòu)建成三角形并對(duì)其進(jìn)行焊接，每個(gè)結(jié)構(gòu)之間的間隔為3m。一道防護(hù)欄先選用直徑在8mm左右，且長(zhǎng)度為2m的鋼筋，還需要對(duì)各錨桿的固定效果進(jìn)行全面檢測(cè)，及時(shí)修正存在質(zhì)量問題或誤差的部分。

3 邊坡開挖支護(hù)技術(shù)保證措施

3.1 做好邊坡開挖支護(hù)施工監(jiān)測(cè)

事實(shí)上，在水利水電工程項(xiàng)目的邊坡開挖和支護(hù)的實(shí)際施工過程中，會(huì)面臨非常多的不確定的因素，例如會(huì)因?yàn)橐恍┖苄〉膯栴}發(fā)生坍塌事故或者支護(hù)的變形等情況。為了有效地控制可能出現(xiàn)的安全隱患，達(dá)到邊坡開挖與支護(hù)工作的質(zhì)量安全目標(biāo)，有必要積極引進(jìn)現(xiàn)代化的監(jiān)測(cè)設(shè)備和技術(shù)，從而適當(dāng)利用整個(gè)邊坡開挖與支護(hù)工程的監(jiān)測(cè)設(shè)施來(lái)獲得對(duì)工程項(xiàng)目信息的實(shí)時(shí)監(jiān)控，以及時(shí)調(diào)節(jié)施工的計(jì)劃方案，來(lái)進(jìn)一步確保工程施工的整體安全質(zhì)量。

3.2 制定完善的開挖支護(hù)技術(shù)方案

由于在實(shí)際的施工過程中可能會(huì)發(fā)生各種緊急情況，因此施工人員必須要具有豐富的經(jīng)驗(yàn)，并能夠靈活地應(yīng)對(duì)在施工過程中出現(xiàn)的各種問題，同時(shí)確保施工結(jié)果符合預(yù)期的情況。例如，在挖巖石邊坡時(shí)，施工方可以結(jié)合水源保護(hù)和水電工程的實(shí)際情況，靈活地使用爆破和開挖技術(shù)，并根據(jù)開挖區(qū)域的厚度精確地控制開挖過程。在開挖保護(hù)層時(shí)，可以及時(shí)調(diào)整爆破參數(shù)，避免工程發(fā)生問題，從而保證了開挖的準(zhǔn)確性。工程方案設(shè)計(jì)者在進(jìn)行鉆孔和爆破工作之前，必須預(yù)先確定巖石的形成，設(shè)計(jì)人員需要預(yù)先確定巖石層的狀況，以避免環(huán)境突然變化而引起的問題，并要對(duì)遇到的環(huán)境變化進(jìn)行及時(shí)調(diào)整爆破和挖掘工作的參數(shù)，以確保順利進(jìn)行項(xiàng)目發(fā)展。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，各個(gè)行業(yè)都得到了一定的發(fā)展，我國(guó)的水利工程事業(yè)也發(fā)展到了一定階段。但是水利工程事業(yè)在發(fā)展過程中也遇到一些問題以及挑戰(zhàn)，對(duì)此為了能夠保障水利工程施工的質(zhì)量，并發(fā)揮出水利工程施工對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的作用，提高水利工程的質(zhì)量，促進(jìn)水利工程事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。