邊坡開挖支護施工技術在水利水電工程中的應用研究

李翔 中國葛洲壩集團第三工程有限公司

1.邊坡開挖支護技術在水利水電工程中的重要性

水利水電工程的建設環境復雜，以因地制宜的原則合理應用邊坡開挖支護技術后，可有效保證邊坡開挖穩定性，避免邊坡坍塌等異常狀況，此時施工安全性得到保障，可根據既定的流程有序開展各項工作，滿足質量、效率、效益等多重要求。邊坡開挖支護雖然僅是水利水電工程施工技術體系中的一項，但其應用水平將直接對工程的整體狀況帶來影響，因此施工單位必須高度重視，以規范的方法將邊坡支護技術要點落實到位。

2.邊坡開挖支護技術在水利水電工程中的應用流程

2.1 技術交底

正式施工前，技術部門、管理人員做好技術交底，使參建人員明確現場的作業條件、作業流程以及具體要點等基礎內容。參建人員在對邊坡開挖支護的整體施工情況形成準確的認識后，方可在后續高效開展各項工作，避免流程不合理、方法不科學等問題。

2.2 測量放線

以施工圖紙要求為準組織測量放線工作，確定具體的控制線，作為正式施工的參照基準，避免邊坡開挖超出許可范圍等異常狀況。

2.3 洞室和豎井的開挖

邊坡開挖工作量較大，安全隱患較多，合理選擇開挖方法極為關鍵。現階段，邊坡開挖中常采用鉆爆法，可細分為逐層爆破開挖、薄層爆破開挖、臺階式分層開挖等方法，具體需根據現場條件以及技術的適應性特征合理選擇。通常，開挖施工前需進行爆破設計，包括炮孔布置、爆破參數及起爆網路等，但考慮到爆破開挖有效性和施工安全性的雙重要求，必須控制好孔內裝藥結構。

2.4 保證爆破安全

邊坡開挖鉆爆時密切關注邊坡巖層的特性，按照規范組織爆破性試驗，確定合適的爆破參數，再根據確定的參數進行施工。由于地質條件變化而導致既定的施工方法無法正常應用時，需結合實際情況適當調整。例如，在涉及鉆爆施工中要重點考慮起爆順序，根據此方面的情況合理控制爆破藥量，并且以有效的方法削弱爆破造成的破壞性影響，在保證開挖效果的同時保證周邊巖體的穩定性。

3.邊坡開挖支護技術在水利水電工程中的應用要點

水利水電工程中，開挖支護的施工要點較多，例如：

（1）合理設置鋼筋網以及噴射混凝土。通常，在邊坡破碎地帶需設置合適尺寸的鋼筋網，以防邊坡滑塌。此外，噴射混凝土也是重要的方法，將混凝土噴射至待支護的邊坡位置后，隨著混凝土的凝固，連同破碎的邊坡共同組成完整的整體。

（2）注重排水施工。邊坡易在水流的沖刷作用下塌方，因此需要采取有效的排水措施。在邊坡開挖支護中，根據現場氣候條件、邊坡坡度等設置適量的排水孔，高效排出積水，以免因水量過多以及水壓過強而影響邊坡的穩定性。通常，在邊坡上設置永久性的排水孔，實現持續性的防護。

（3）科學施工。水利工程的邊坡開挖是一項系統性的工作，涉及測量放樣、開挖、修整等多個環節，需制定清晰的施工流程，按照順序有序開展各項工作。

3.1 淺層方面的邊坡開挖支護技術

邊坡開挖支護的方法較多，以設置錨桿束、噴射混凝土、設置排水孔均較為常見。為滿足開挖支護要求，需利用全液壓鉆機或者其它機械設備鉆孔；錨桿束施工環節，先組織注漿作業，再安排插桿，局部圍巖偏破碎或有較大的塌方概率時，需要先注漿，待圍巖轉變為相對穩定的狀態后安排插桿，以保證邊坡開挖支護的施工效果；對于邊坡排水孔的施工，根據現場作業條件以及鉆孔要求適配鉆機，現階段應用較為廣泛的是XZ-30鉆機，鉆孔時控制好孔徑、孔深等基礎參數，鉆孔成型后及時清孔，保證孔內沉渣量在許可范圍內。

3.2 深層方面的邊坡開挖支護技術

深層方面，用輕型的錨固鉆機在邊坡的指定位置鉆進成孔，形成尺寸合適的錨索鉆孔。為有效控制鉆孔的斜度，施工中可采用導向儀檢測，根據實測結果采取針對性的糾偏措施。灌漿施工環節宜采用3SNS型高壓灌漿泵，此裝置運行穩定可靠，能夠精細化控制灌漿量和灌漿速度，適配溜槽完成入倉錨墩混凝土施工，再有序張拉。張拉是重點施工環節，精度要求較高，需要嚴格控制初始張拉力，具體以設計值的90%左右較為合適，由具有資質的人員操作張拉機具，盡可能做到對稱張拉。邊坡地質條件復雜時，有必要對坡面進行加固處理，在此基礎上進一步利用鋼絞線加固，全方位強化加固效果，在采取該支護模式后也有利于保證鋼導向帽的穩定性。

3.3 其他開挖支護要點

①分層開挖。水利水電工程的邊坡施工規模相對較大，邊坡普遍分布較多的堅硬巖石土體，難以做到一次開挖成型。對此，宜分層有序開挖，在循序漸進之下完成所有的開挖作業。分層開挖時，各層厚度的控制為重點內容，需結合工期安排、邊坡巖土體特性等展開計算，確定合適的開挖層厚度，依據該厚度要求有序開挖，各層開挖時加強質量檢測，若有問題則及時予以處理。分層開挖施工示意圖如圖1所示。

圖1 分層開挖

②超挖墻。部分水利水電工程邊坡施工中，需在側墻兩端區域修筑超挖墻，此結構有助于增強噴射混凝土支護結構的穩定性，給混凝土噴射施工創設良好的條件。需強調的是，在超挖墻施工中厚度應成為重點控制對象。

③二層開挖支護。綜合考慮巖石土體的柱狀節理、松弛特性等，據此確定與實際施工條件相適應的土方開挖支護方案，有序將開挖和支護兩項關鍵的工作落實到位。為避免安全問題，有必要預留合適厚度的保護層，此部分結構必須具有完整性，禁止在施工期間開挖保護層。

④三層開挖。立足于實際情況，適當加大底板保護層的設計高度，采取此方法避免底板超挖等異常狀況，有效保證邊坡開挖的安全性。

3.4 物探分析以及邊坡監測

水利水電工程邊坡開挖支護的施工條件錯綜復雜，若對現場實際情況缺乏全面的認知，所選擇的開挖以及支護方法可能會偏離實際需求，例如采取的方法不適用于實際環境。必須在工程初期加強勘察，掌握邊坡巖土體的特性、裂隙分布等，根據物探結果制定具有可行性的邊坡支護方案，并提前預測可能出現的問題生成應急預案，以備不時之需。

為了掌握施工過程中邊坡的實際情況，在現場設多處監測點，按照規范開展監測工作，全面采集監測數據，判斷邊坡穩定性、錨桿應力變化趨勢等，若發現邊坡開挖支護施工中存在異常狀況則及時分析具體的原因，采取相應的處理措施，待問題得到有效的解決后方可恢復正常施工狀態。

4.結束語

在水利水電工程施工全過程中，邊坡的開挖與支護屬于基礎環節，而邊坡巖土體條件復雜，對開挖與支護的方法提出較高的要求。經過本文的分析，認為施工單位需從實際情況出發，選擇合適的開挖與支護技術，制定施工方案，再按照特定的流程開展工作。其中，爆破是常見的開挖方法，嚴格按照爆破設計進行施工，以免出現爆破范圍不足以及爆破振動作用過強的問題；支護時注重鋼筋網的設置、噴射混凝土等工作，以此提高支護水平。