邊坡開挖支護技術(shù)在水利施工中的應(yīng)用分析

中圖分類號：P641

文獻標識碼：A

文章編號：2096-6903(2025)06-0105-03

0 引言

隨著水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)領(lǐng)域的持續(xù)投入與重視，需要對工程的安全性和穩(wěn)定性給予高度關(guān)注。特別是在地形復(fù)雜、地質(zhì)條件多變的水利工程項目中，邊坡開挖支護技術(shù)成為保障工程安全的重要手段。邊坡開挖支護技術(shù)的歷史可以追溯到20世紀初期，大規(guī)模推廣是在20世紀90年代。水利工程往往需要進行大規(guī)模的地形改造和開挖，尤其是在蓄水、引水、疏浚等項目中，邊坡的穩(wěn)定性直接影響到工程的整體安全，科學合理地利用邊坡開挖支護技術(shù)，可以有效控制邊坡失穩(wěn)、塌方等現(xiàn)象的發(fā)生，保證工程的順利進行。

1水利施工工程中邊坡開挖流程

1.1測量放線

根據(jù)設(shè)計圖紙使用專業(yè)測量儀器在施工現(xiàn)場標定出邊坡開挖的具體位置、高程及形狀，技術(shù)人員根據(jù)坡頂、坡腳的位置以及開挖的坡度和深度等邊坡設(shè)計參數(shù)，利用全站儀、GPS等精密測量儀器進行現(xiàn)場測量，并標定關(guān)鍵控制點[1。施工隊伍根據(jù)放線結(jié)果拉設(shè)線繩或噴涂標記，進一步明確開挖的范圍和開挖層次。

1.2清理作業(yè)面

在正式開挖前，對施工區(qū)域的表面障礙物、松散巖土、植被等進行徹底清理，使施工面暴露出穩(wěn)定的土層或巖層，為后續(xù)開挖和支護作業(yè)提供良好的基礎(chǔ)條件。清理作業(yè)面通常在測量放線結(jié)束后開始，根據(jù)邊坡的具體地質(zhì)條件，清理工作包括對坡面上植被、表層雜物、松散土體的清除。清理過程中常使用挖掘機、推土機進行大規(guī)模清理，對大面積的表層進行初步處理。施工人員檢查暴露出的巖土層，確定其是否滿足設(shè)計要求，若發(fā)現(xiàn)存在地下水滲出、土體開裂等隱患或不穩(wěn)定因素，則需要及時處理。

1.3施工排水

排水系統(tǒng)的設(shè)計需要依據(jù)現(xiàn)場的水文勘察結(jié)果，根據(jù)地形和降水量等因素，確定排水措施的規(guī)模和形式，目前有地表排水和地下排水兩類。在地表排水方面，開挖前需在坡頂和坡腳設(shè)置截水溝、排水溝等設(shè)施，以防正雨水或地表水直接沖刷坡面，減少水的滲入。地下排水施工中常采用設(shè)置排水盲溝或排水井的方式，將地下水引出坡體，減小水壓力的作用[2]。

2水利工程中邊坡開挖與支護技術(shù)應(yīng)用要點

2.1邊坡開挖

目前邊坡開挖主要分為土質(zhì)邊坡開挖和巖質(zhì)邊坡開挖兩種。土質(zhì)邊坡通常易受雨水侵蝕，需要特別加強支護和排水處理，巖質(zhì)邊坡則需防止巖體破碎引發(fā)的滑坡。通過邊坡支護技術(shù)，可以增強邊坡的整體穩(wěn)定性，保證施工過程順利進行[3]。

2.1.1 土質(zhì)邊坡開挖

土質(zhì)邊坡的開挖需要分層進行，按照設(shè)計要求逐層開挖，并在每一層開挖后及時進行支護作業(yè)，坡體較高或土質(zhì)松散的邊坡，在開挖過程中必須嚴格控制坡度，防止過度開挖導(dǎo)致的坡面失穩(wěn)。坡度應(yīng)根據(jù)土質(zhì)的抗剪強度、開挖深度等因素進行計算，并嚴格遵守設(shè)計要求。若遇到復(fù)雜的地質(zhì)情況或開挖過程中發(fā)現(xiàn)異常土體變化，應(yīng)及時調(diào)整開挖方式和支護措施，避免邊坡失穩(wěn)，土質(zhì)邊坡開挖時還應(yīng)避免大面積暴露在外，避免暴露過久的土質(zhì)邊坡被雨水侵蝕，增加失穩(wěn)的風險。

2.1.2 巖質(zhì)邊坡開挖

巖質(zhì)邊坡通常由較硬的巖體構(gòu)成，穩(wěn)定性相對較高，但由于巖石的脆性和裂隙發(fā)育，容易出現(xiàn)局部崩塌、剝落等問題。尤其在爆破開挖過程中，控制巖石破裂范圍和邊坡形狀成為關(guān)鍵。

巖質(zhì)邊坡的開挖方式通常有逐層爆破和臺階爆破兩種方式，逐層爆破適用于較高邊坡的施工，主要是通過對巖石進行分層爆破來控制每一層的開挖深度和范圍，過程時先在邊坡上布置爆破孔，按照設(shè)計的層次進行爆破，爆破深度和間距需根據(jù)巖體強度和設(shè)計要求嚴格控制。臺階爆破則適用于較為平緩或較低的邊坡開挖，其特點是通過分段進行爆破，在巖體中形成臺階狀的邊坡。

爆破設(shè)計時臺階的高度和寬度需要根據(jù)邊坡的總體設(shè)計和巖石的穩(wěn)定性進行合理設(shè)置，在每一級臺階上布置爆破孔依次進行爆破，從下往上逐步推進。這種爆破方式能夠有效減少對邊坡上部巖體的擾動，防止大面積坍塌。在爆破完成后，施工人員需對每個臺階進行平整處理，并根據(jù)實際情況對邊坡進行支護[4]。

2.2 邊坡支護

水利工程的土方作業(yè)量較大且施工地區(qū)的地形較為復(fù)雜，邊坡的土體在施工過程中容易發(fā)生滑坡、坍塌等問題，對此可采用放坡開挖、懸臂擋土樁支護、重力式擋土墻、扶壁式擋土墻、格構(gòu)式錨桿擋土墻、鋼筋網(wǎng)和噴射混凝土等多種支護方式來對邊坡進行加強。水利施工中邊坡支護技術(shù)的優(yōu)缺點分析見表1。

2.2.1 放坡開挖

放坡開挖是一種常見的邊坡支護技術(shù)，主要利用自然坡度進行開挖，該方法施工簡便、成本較低，適用于土質(zhì)良好的區(qū)域。放坡的坡度通常根據(jù)土壤類型和水文地質(zhì)條件來確定，在施工過程中，放坡開挖的操作相對靈活，可以根據(jù)現(xiàn)場情況隨時調(diào)整坡度。

放坡開挖的坡度過緩會占用較大的施工場地，影響土地利用效率，且放坡開挖的施工周期相對較長，尤其是在大規(guī)模開挖時，需進行大量的土方作業(yè)，可能影響工程進度。為了保證支護質(zhì)量在施工前要做好充分的地質(zhì)勘察工作，了解土層結(jié)構(gòu)和水文條件。且在開挖過程中要逐層進行，并控制開挖深度，避免一次性大規(guī)模開挖導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)。

2.2.2 懸臂擋土樁支護

懸臂擋土樁支護技術(shù)主要用于承受側(cè)向土壓力，防正土體滑動和坍塌，其結(jié)構(gòu)形式簡單、施工方便且適應(yīng)性強，依靠樁體本身的強度和剛度，無需外部支撐來承受土壓力。相較于其他支護方式，懸臂擋土樁不依賴于錨固或支撐系統(tǒng)，適合用于較深基坑或土質(zhì)較差、開挖空間有限的環(huán)境，特別是在無錨固條件或不適宜進行錨固作業(yè)的地段，懸臂擋土樁表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢。

根據(jù)設(shè)計要求確定樁的位置、數(shù)量及尺寸，通過勘察了解地下土層的物理力學性質(zhì)，確保樁體能滿足支護強度要求，使用旋挖鉆機或沖擊鉆機進行鉆孔作業(yè)，鉆孔完成后進行鋼筋籠的制作與安裝，鋼筋籠需提前綁扎完成，并通過起重機垂直放入樁孔內(nèi)，保證其位置正確并與孔壁保持適當間距。接著進行混凝土的澆筑，澆筑時應(yīng)采用連續(xù)灌注方式，避免出現(xiàn)混凝土斷層或空隙現(xiàn)象，待樁體混凝土初凝后，還需進行樁頂截樁處理，截掉超出設(shè)計標高的部分，保證樁頂平整并符合設(shè)計高度[5]。

2.2.3 重力式擋土墻

重力式擋土墻是以擋土墻自身重力來維持擋土墻在土壓力作用下的穩(wěn)定，是目前常用的一種擋土墻，其優(yōu)點是就地取材、施工方便、經(jīng)濟效果好，主要用于抵抗土體的側(cè)向壓力，防止土體滑動和坍塌。重力式擋土墻的材料多為混凝土或石材，這些材料強度高、耐久性好，由這類材料形成的擋土墻有較長的使用壽命。但是由于其主要依靠自重來承載土壓力，會占用較大的土地面積，且其承載能力不足高邊坡或軟弱土層最好不要單獨使用，需進行加固處理。

表1水利施工中邊坡支護技術(shù)的優(yōu)缺點分析

在施工前要先做好現(xiàn)場勘察工作，了解地質(zhì)條件，并進行土方開挖，開挖深度應(yīng)根據(jù)擋土墻的設(shè)計要求確定。土方開挖后需對基底進行清理，根據(jù)設(shè)計圖紙進行基礎(chǔ)的澆筑，基礎(chǔ)完成后進行擋土墻的砌筑，完成后及時進行回填土作業(yè)，回填土時要分層進行，并適當夯實。

2.2.4 扶壁式擋土墻

這類支護結(jié)構(gòu)由墻體和多個垂直支撐的扶壁組成，扶壁通過墻體承受側(cè)向土壓力，能夠有效抵抗土體的水平推力，并減小擋土墻的厚度，節(jié)省材料和空間。其承載能力強，適合于承受較大的土壓力，且結(jié)構(gòu)靈活性高，可以根據(jù)現(xiàn)場的具體需求進行調(diào)整設(shè)計，適應(yīng)性較強。由于扶壁的存在，墻體的受力分布更為合理，可以減少因土壓力集中造成的局部損壞。

盡管扶壁式擋土墻有許多優(yōu)點，但其也存在一定的缺點，其施工相對復(fù)雜，施工周期較長，需進行多次混凝土澆筑，增加了成本。由于其結(jié)構(gòu)較為龐大，占用的空間相對較多，在空間受限的場地不太適用?；A(chǔ)施工是扶壁式擋土墻的重要施工環(huán)節(jié)，需采用混凝土澆筑，待基礎(chǔ)達到設(shè)計強度后進行擋土墻的砌筑。在施工中特別注意扶壁的設(shè)置，扶壁間距和數(shù)量要根據(jù)實際土壓力進行計算。擋土墻砌筑完成后及時進行回填土作業(yè)，并設(shè)置排水設(shè)施。此外要定期監(jiān)測結(jié)構(gòu)，對墻體的沉降、變形情況進行分析。

2.2.5 格構(gòu)式錨桿擋土墻支護

格構(gòu)式錨桿擋土墻加固技術(shù)是利用現(xiàn)澆混凝土梁和柱構(gòu)成框架進行邊坡坡面防護，并利用錨桿加以固定的一種邊坡加固技術(shù)。格構(gòu)框架中可以進行植被護坡，既能達到邊坡支護的目的，又能恢復(fù)植被、提高綠化率美化環(huán)境，具有工期短、施工條件好、效果顯著、外形美觀等優(yōu)點。該支護形式是在土體內(nèi)設(shè)置錨桿，將擋土墻與錨桿相結(jié)合，錨桿錨固于深層土體或巖石中，可有效抵抗土體的側(cè)向壓力。且錨桿的配置方式可以根據(jù)土質(zhì)條件靈活調(diào)整，提高了支護的可靠性。

格構(gòu)式錨桿擋土墻支護的施工過程較為復(fù)雜，需要專業(yè)的技術(shù)人員進行設(shè)計和施工，增加了項目的技術(shù)難度。該支護形式特別適用于水利工程中的深基坑、河道治理和防洪工程等場合。在施工前要根據(jù)實際需要設(shè)計合適的支護方案，結(jié)合現(xiàn)場的地質(zhì)條件和水文情況，繪制詳細的設(shè)計圖紙。準備好所需的材料后，采購高強度鋼筋、鋼板、螺栓等，再對采購的原材料進行加工制作，按照設(shè)計要求將其加工成所需的格構(gòu)式支撐部件。將制作好的格構(gòu)式支撐部件運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場。在安裝過程中，要先進行基礎(chǔ)處理，確保基礎(chǔ)平整堅固。根據(jù)設(shè)計方案，逐步安裝各個支撐部件，安裝時要注意垂直度和水平度。

2.2.6鋼筋網(wǎng)和噴射混凝土輔助作業(yè)

該技術(shù)主要用于加強邊坡的表層穩(wěn)定性，防止邊坡土體滑移和崩塌。鋼筋網(wǎng)是由縱橫交錯的鋼筋焊接而成，具有良好的抗拉強度和穩(wěn)定性，能夠有效約束土體，防止其位移或松動；而噴射混凝土則是通過專門的噴射設(shè)備將混凝土材料高速噴射到邊坡表面，形成一層致密的混凝土保護層，與鋼筋網(wǎng)共同作用，進一步增強邊坡的防護效果。

按照設(shè)計要求進行鋼筋網(wǎng)的安裝，根據(jù)現(xiàn)場坡面的形狀和大小進行鋼筋網(wǎng)的裁剪和綁扎，鋼筋網(wǎng)緊貼坡面鋪設(shè)，并通過錨桿或鋼釘固定在坡面上。為了增強固定效果，通常在鋼筋網(wǎng)的鋪設(shè)過程中每隔一定距離設(shè)置錨桿，通過錨固力將鋼筋網(wǎng)牢牢固定在坡體內(nèi)。在鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)完畢并進行初步檢查后，便可進行噴射混凝土施工。

噴射混凝土施工需使用專用的噴射設(shè)備，噴嘴應(yīng)與坡面保持適當?shù)慕嵌群途嚯x，確?；炷聊軌蚓鶆虻馗采w整個坡面。噴射混凝土應(yīng)分層進行，每一層噴射完畢后需進行適當?shù)恼移教幚?，為防止混凝土出現(xiàn)裂縫或空鼓現(xiàn)象，噴射過程中應(yīng)注意噴射速度和壓力的控制。

3結(jié)束語

現(xiàn)階段水利施工中，邊坡開挖支護技術(shù)作為保障工程安全與穩(wěn)定的關(guān)鍵手段，發(fā)揮了不可替代的作用。隨著國家水利工程建設(shè)的進一步深入，邊坡開挖支護技術(shù)的應(yīng)用將繼續(xù)得到推廣和優(yōu)化，為工程質(zhì)量和安全保駕護航，也為實現(xiàn)水安全戰(zhàn)略目標提供了有力支撐。

參考文獻

[1]于曉淼.水利工程邊坡支護施工技術(shù)管理方法分析[].水上安全，2023(15):46-48.

[2]楊正.水利水電施工過程中邊坡開挖支護技術(shù)施工技術(shù)[]大眾標準化，2023(21):35-37.

[3]付桂生，張弦.水利水電工程施工中邊坡開挖支護技術(shù)的應(yīng)用分析[J].四川水利，2023，44(5)：116-118.

[4]林軍偉，祁雪珍，程延峰.水利水電工程邊坡開挖支護技術(shù)研究[].內(nèi)蒙古水利，2023(8):43-44.

[5]黃耀坤.邊坡開挖支護技術(shù)在水利工程施工中的應(yīng)用[].黑龍江水利科技，2023，51(4):140-143.