水利水電施工過程中邊坡開挖支護技術施工技術

楊 正

（中國水利水電第八工程局有限公司，湖南 長沙 410000）

在水利水電工程中，邊坡開挖是一個非常重要的施工過程。由于水利水電工程通常建設在山區或者河流陡峭的地形地貌中，邊坡開挖施工面積大，邊坡高度大，坡度陡峭，地質情況復雜，因此需要采用適當的邊坡開挖支護技術來確保施工的安全和質量。

邊坡開挖支護技術的應用早在20 世紀初期就已經出現。隨著科學技術的不斷進步，各種新型的邊坡開挖支護技術也不斷涌現。目前，邊坡開挖支護技術已經成為水利水電工程建設中不可或缺的一部分。采用適當的邊坡開挖支護技術，能夠有效保護施工人員的生命財產安全，同時也能夠確保工程的質量和進度。

1 相關概念簡介

1.1 水利水電施工

水利水電施工是指在水利水電工程建設中進行的土建、水利、電力和機電等各項工程的施工過程。水利水電工程通常包括水庫、水電站、引水渠道、灌溉渠道、排澇渠道、防洪工程、河道治理等，施工過程需要經過設計、勘察、施工準備、土方開挖、支護加固、混凝土澆筑、設備安裝、試運行和竣工驗收等多個階段。

水利水電施工需要充分考慮工程的特殊性和復雜性，施工過程需要遵守安全、環保、質量、進度等方面的要求。同時，水利水電施工過程也需要充分考慮環境保護和生態建設的要求，對施工現場進行垃圾處理和植樹造林等生態保護措施。

1.2 邊坡開挖

邊坡開挖是水利水電工程建設中一個重要的施工過程，通常需要在復雜地形地貌和不穩定的地質情況下進行。因此，在進行邊坡開挖前，需要進行詳細的勘察和設計，確定開挖的坡度、坡高和支護方式等，以確保施工的安全和質量。在邊坡開挖過程中，需要注意以下幾個方面：

1.2.1 地質勘察

對邊坡開挖區域進行地質勘察，確定地質情況，以避免在開挖過程中出現地質災害。

1.2.2 坡度和坡高根據設計要求確定邊坡的坡度和坡高，確保開挖過程中坡面穩定。

1.2.3 土方開挖

按照設計要求進行土方開挖，避免開挖深度超過設計要求。

1.2.4 支護方式

根據邊坡的高度、坡度和地質情況選擇適當的支護方式，如鋼筋混凝土樁墻、擋土墻、鋼支撐等。

1.2.5 護面處理

在完成邊坡支護后，需要對坡面進行護面處理，防止坡面水土流失和坍塌。

1.3 支護技術

支護技術是指在土方工程施工中，為了保護工程施工的安全和保證工程質量，采用各種材料和技術手段來對土方進行加固和支撐的技術。支護技術在土方工程施工中起到非常重要的作用，其主要目的是確保土方工程的穩定和安全，同時也能夠提高工程施工效率和質量。常見的支護技術包括以下幾種：

1.3.1 鋼筋混凝土樁墻

鋼筋混凝土樁墻是一種常用的土方支護技術，其結構穩定，施工簡便，適用于邊坡、挖方等各種土方開挖施工場合。

1.3.2 擋土墻

擋土墻是一種可擋土可支撐的支護結構，其結構穩定、施工簡單，適用于邊坡、挖方、基坑等土方施工場合。

1.3.3 土工格柵

土工格柵是一種新型的土方支護材料，其具有較好的抗拉性能和濾水性能，適用于軟土、松散土等土層的支護。

1.3.4 鋼支撐

鋼支撐是一種常用的土方支護材料，其結構輕便，施工方便，適用于邊坡、挖方等土方施工場合。

1.3.5 預制混凝土板墻

預制混凝土板墻是一種新型的土方支護結構，其結構簡單、施工方便，適用于邊坡、挖方等土方施工場合。

2 水利水電施工過程中控制邊坡支護技術

2.1 淺層支護

2.1.1 擋土墻支護技術

技術參數：

①擋土墻的墻板厚度應根據土體穩定性、坡度、水位等要素確定，一般為0.35～0.6 m。②擋土墻的墻柱間距一般在1.5～3 m，柱徑要求不小于200 mm。③擋土墻的基礎寬度一般為擋土墻厚度的1.5～2 倍，基礎深度一般為擋土墻高度的1/2～2/3。④擋土墻的抗震性能需根據地震區的不同要求確定。

技術支持：

擋土墻支護技術是一種以擋板和墻柱為主要結構構件的支護結構，其支護原理是通過墻板和墻柱的鋼筋混凝土組合，形成整體鋼筋混凝土墻體，對土體進行支撐和保護。

2.1.2 土工格柵支護技術

技術參數：

①土工格柵的網孔大小應根據土體性質和支護要求確定，一般為15 cm×15 cm～30 cm×30 cm。②土工格柵的長度和寬度應根據施工現場實際情況和土體穩定性要求確定，常用的長度為50～100 m，寬度為2～6 m。③土工格柵的拉伸強度應根據施工現場實際情況和土體性質確定，一般為50～200 kN/m。④土工格柵的鋪設需要采取專用工具和設備，以保證其與土體的緊密固結。

技術支持：

土工格柵支護技術主要是利用其優良的抗拉性能和濾水性能，結合鋼筋混凝土或混凝土墻體進行固結，從而達到土體支護和加固的效果。

2.1.3 土釘支護技術

技術參數：

①土釘的直徑和長度應根據施工現場實際情況和土體穩定性要求確定，一般直徑為25～50 mm，長度為3～10 m。②土釘的間距和排列方式應根據土體性質、坡度、水位等要素確定，一般間距為1.5～3 m，排列方式包括單排、雙排等。③土釘的拉伸強度應根據土體性質和支護要求確定，一般為30～100 kN。④土釘的安裝需要采取專用設備和技術，以確保其與土體的緊密固結和穩定性。

技術支持：

土釘支護技術主要是利用土釘與土體間的摩擦力和土釘的承載能力，加固和支撐邊坡土體。同時，通過土釘與錨桿、網格等支撐體系的相互配合，達到對土體的全面加固和支護。

土釘的選用應根據土體性質、施工要求等方面綜合考慮，選擇合適的土釘材料和規格，確保其承載能力和穩定性。

2.2 深層支護

2.2.1 樁墻支護技術技術參數：

①樁的類型和直徑應根據土體穩定性和支護要求確定，一般直徑為0.3～1.2 m。②樁的間距和長度應根據土體穩定性、坡度、水位等要素確定，一般間距為1.5～3 m，長度為8～12 m。③樁墻的墻板厚度應根據土體穩定性、坡度、水位等要素確定，一般為0.35～0.6 m。④樁墻的基礎寬度一般為樁徑的3～4 倍，基礎深度一般為樁長的1/2～2/3。

技術支持：

樁墻支護技術是一種以樁和墻板為主要結構構件的支護結構，通過樁的承載能力和墻板的鋼筋混凝土組合，形成整體鋼筋混凝土墻體，對土體進行支撐和保護。

2.2.2 地下連續墻支護技術

技術參數：

①地下連續墻的厚度和高度應根據土體穩定性和支護要求確定，一般厚度為0.5～1 m，高度為3～10 m。②地下連續墻的墻板厚度應根據土體穩定性、坡度、水位等要素確定，一般為0.35～0.6 m。③地下連續墻的間距和長度應根據土體穩定性、坡度、水位等要素確定，一般間距為2～3 m，長度不限。④地下連續墻的基礎寬度一般為墻厚的2～3 倍，基礎深度一般為墻高的1/2～2/3。

技術支持：

地下連續墻支護技術是一種以地下連續墻和鋼筋混凝土柱為主要結構構件的支護技術。其支護原理是通過地下連續墻和鋼筋混凝土柱的組合形成整體支護體系，對土體進行支撐和保護。

樁墻支護技術的支護體系由樁和墻板組成，樁主要起支撐和承載作用，而墻板則起固結土體和防止土體滑動的作用。樁的選用應根據土體的穩定性和支護要求，一般直徑為0.3～1.2 m，間距為1.5～3 m，長度為8～12 m。墻板的厚度一般為0.35～0.6 m 之間，基礎寬度為樁徑的3～4 倍，基礎深度為樁長的1/2～2/3。

地下連續墻支護技術的支護體系由地下連續墻和鋼筋混凝土柱組成。地下連續墻的厚度和高度應根據土體穩定性和支護要求確定，一般厚度為0.5～1 m，高度為3～10 m。墻板的厚度一般為0.35～0.6 m，基礎寬度為墻厚的2～3 倍，基礎深度為墻高的1/2～2/3。在施工過程中，需要采取適當的加固和支撐措施，以確保其在土體開挖過程中的穩定性和完整性。

2.2.3 挖孔支護

2.2.3.1 護壁樁支護技術

技術參數：

①護壁樁的直徑一般為50～150 cm，深度一般為4～20 m 不等。②護壁樁間隔一般為2～4 m。

技術支持：

護壁樁支護技術主要通過鋼筋混凝土構成的護壁樁，與樁之間的混凝土組合成整體支護結構，對挖孔周邊土體進行支護。

2.2.3.2 錨桿支護技術

技術參數：

①錨桿的直徑和長度應根據挖孔周邊土體的性質和支護要求確定。②錨桿的間距一般為2～4 m，長度根據挖孔深度和周邊土體情況確定。

技術支持：

錨桿支護技術主要通過在挖孔周圍鉆孔并灌入灌漿材料的方式，使錨桿和周邊土體形成緊密的結合，從而增加土體的穩定性和承載能力。

2.2.3.3 噴射混凝土支護技術

技術參數：

①噴射混凝土的厚度和強度應根據挖孔周邊土體的性質和支護要求確定。②噴射混凝土的噴射壓力和噴射速度需要根據實際情況進行調整，以保證噴射混凝土與挖孔周邊土體的緊密結合。

技術支持：

噴射混凝土支護技術主要通過在挖孔周圍噴射混凝土的方式，使混凝土與挖孔周邊土體形成一體化的支護結構，從而增加土體的穩定性和承載能力。

2.2.3.4 鋼支撐支護技術

技術參數：

①鋼支撐的長度和直徑應根據挖孔周邊土體的性質和支護要求確定。②鋼支撐的間距一般為1～2 m。

技術支持：

鋼支撐支護技術主要通過使用鋼材支撐結構，對挖孔周邊土體進行支護，從而增加土體的穩定性和承載能力。

3 水利水電施工過程中邊坡開挖和支護施工

3.1 錨桿施工

挖掘孔洞：根據設計要求和實際情況，在邊坡或基坑周圍挖掘一定深度的孔洞。

鉆孔：在孔洞內鉆孔，直至達到預定深度。

清洗孔洞：清除孔內的灰土、砂石等雜物，并用清水洗凈孔洞內壁。

安裝錨桿：將錨桿插入孔洞內，注入灌漿材料，待灌漿材料凝固后，錨桿即與土體形成牢固的結合。

固結錨桿：將錨桿頭部固定在邊坡或基坑的支護結構上，以增加錨桿的牢固性和穩定性。

3.2 噴混凝土施工

準備工作：確定噴混凝土施工的區域范圍、施工高度和噴混凝土的種類等，同時檢查噴混凝土設備的工作狀態和噴混凝土的原材料質量。

噴混凝土：在施工區域內噴射混凝土，一般需要進行多遍噴涂，每遍厚度不宜超過5 cm，以保證混凝土的均勻性和穩定性。

后續處理：待混凝土完全干燥后，進行后續處理工作，如挖掘出水口、噴涂防水材料等。

監測和維護：在噴混凝土施工完成后，需要對邊坡進行監測和維護，及時發現和處理任何問題。

4 結語

在水利水電工程建設中，邊坡開挖和支護技術是關鍵的一環。選擇適合的支護技術和施工方法對于保障工程安全和進度具有至關重要的意義。在實際施工過程中，需要根據具體情況選擇合適的支護方案，并加強現場監管和安全管理，確保施工質量和工程安全。同時，也需要不斷探索和研究新的支護技術和方法，為水利水電工程建設提供更加可靠、高效的支撐。