水利工程中高边坡支护的应用

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摘要：在水利工程施工过程中，高边坡的开挖以及支护技术是重点内容，可保障工程质量。本文以实际工程为例，从工前准备、清理边坡、开挖土方、开挖石方等方面阐述了高边坡的开挖技术，从钢筋网敷设、锚喷支护、预应力锚索、排水施工等方面阐述了高边坡的支护技术。

关键词：水利工程；高边坡；开挖技术；支护技术

1工程概况

1.1工程案例

某工程在建设之前，由专业的地质勘测人员对水利工程施工地点土层应力、夹层以及倾斜角等进行仔细勘察，结果显示地质条件应力较弱、倾斜角度大、夹层薄。同时在大坝的右侧位置边坡开挖施工最高差超过100m，属于高陡边坡。由于工程周边地质条件的限制，导致高边坡的施工过程需要采取科学的开挖与支护技术，才能保障工程施工质量。

1.2边坡特征

本工程中，由于边坡陡，施工过程开挖工量以及支护工量较大，同时施工周期紧张。施工过程挖掘深度大、周边道路窄，导致大型机械不能到场施工，为工程建设增加难度。实际施工过程，涉及到不同作业的交叉施工，如果不能有效衔接，可对施工质量和效率产生影响。此外，工程地质条件多变，如果设计方案和实际地质不符，需要对施工方案及时调整，才可保障高边坡施工质量。

2水利工程高边坡开挖技术应用

2.1工前准备

该水利工程施工之前主要应做好4项准备工作：①审核图纸与测量放线。当施工图纸下放到施工单位时，应立即组织技术员审核图纸，确认其合理性，保障后续施工顺利。审核结束之后对建筑轴线进行定位，将高程引入，当专业技术人员核对校准之后，才能展开放线测量。②施工队组织。按照工程要求，建立管理层，使用招投标方法，合理选择施工企业。按照每日施工量，安排施工人员进场，并落实安全、文明以及防火等方面培训工作。③现场准备。平整现场，明确障碍物位置，安排雨季排水施工。按照高边坡施工位置，合理设计供电、供水等线路，防止产生安全事故。按照施工计划，提前组织施工机械进场，仔细检查机械的工作状态，保障可正常施工。④制定高边坡的施工流程，此工程使用的是从上到下开挖顺序，先清除高边坡表层的植被，之后进行土方挖掘，最后开挖石方[1]。

2.2清理边坡

在开挖高边坡之前，对边坡外表全面清理，能够保障施工质量。首先，将高边坡开挖施工范围内的杂物清除，之后将边坡外表植被彻底清理，清理半径大于施工半径5m，清理过程还应注意树根的清理，将施工范围增加到8m，为高边坡顺利开挖奠定基础。清理过程，应注意施工区下方是否存在地下管线，如果有应做好保护措施，防止对管线造成破坏。此外，为防止开挖过程影响生态环境，应对施工区域周围植物采取保护措施。

2.3开挖土方

由于本工程土层结构相对复杂，同时施工过程处于雨季，为防止降水影响高边坡开挖过程的稳定性，导致工程施工质量受到影响。在上坡位置设置了排水设施，避免降水冲刷边坡，影响地质环境。土方开挖过程使用从上到下分层挖掘施工方式。实际开挖过程要保障施工厚度处于3~5m范围之内。当使用机械开挖施工时，应先挖掘和标高间距18~20m左右，之后使用人工开挖施工，防止出现超高挖掘或者挖掘不足的问题。实际挖掘过程，还应重点对挖掘土量以及挖掘坡度等展开全面检测，以便合理控制开挖质量，保障施工过程和设计标准相适应。

2.4开挖石方

本工程施工面积较大，在石方开挖过程中，涉及到两种不同类型。第一种是河床石方。在开挖过程使用的施工方法和土方开挖环节类似，同样采取从上至下的开挖方式。具体步骤为在大坝中间开挖出一个先锋槽，从此处分别向两侧开挖。当石方的开挖宽度与长度和标准相同时，使用阶梯爆破，在石方开挖过程使用爆破技术可提高施工速度。第二种是坝肩石方。在施工过程，此处的石方开挖属于难点，按照实际的开挖位置，将开挖区域划分出左坝肩与右坝肩，按照相应标准进行开挖施工。当开挖过程石方面积较大、质地坚硬的时候，可使用爆破施工方式。由于此施工方式存在安全风险，当施工过程某一环节的控制不规范时，可能产生严重后果。为此，在施工过程，施工人员应对施工机械进行检查，合理控制爆破施工作业面，避免破坏开挖区周围的岩层。在钻爆破孔时，应保障各个孔大小和间隔等均匀一致，深度控制在＜50cm，间距控制在50cm，孔径＜10cm，挖掘石方统一运输到指定位置，合理堆放。

3水利工程高边坡支护技术应用

3.1敷设钢筋网

此工程位置特殊，施工过程受到雨水的侵蚀以及冲刷，导致边坡土方位置出现位移，或者导致塌方问题。因此在施工环节，为防止这种情况发生，使用钢筋网对边坡的破碎区域进行支护加固，以提高支护施工质量和稳定性。施工方按照边坡高度，对钢筋网规格进行合理选择，使用20cm×20cm规格，敷设面积为200cm×200cm。因为这种类型的钢筋网支护效果好、便于运输和施工。在实际铺设时，应保障钢筋网与支护岩体之间连接紧密，并牢固固定钢筋网。

3.2锚喷支护

应用此支护技术时，应结合现场实际情况，对施工过程各项参数、设备放置地点等合理确定，仔细检查施工设备以及注浆器等设备抗压性能。合理选择锚杆原料、科学配比砂浆。灌浆孔应按照施工图纸进行设置，锚杆孔径大于其直径15cm。在钻孔施工过程，应保障和岩面之间互相平行。施工过程为防止产生粉尘污染，可使用湿喷混凝土方式进行施工。当边坡土层渗透能力较强时，应在喷射之前保障内部的积水被全部排出，喷射混凝土之后，设置水孔，防止喷层发生脱落的问题，影响施工人员安全。在对锚杆进行灌浆之前，应先将灌浆孔清洗干净，在灌浆环节注意灌浆量的控制，保障灌浆压力＞0.8MPa，灌浆体积超出锚杆0.02m3。灌浆过程应连续施工，同时保障灌中的浆料不得小于其体积1/3。要保障锚喷支护质量，灌浆施工结束之后应进行试验，检验施工效果。在锚杆安装过程，应在安装口把锚杆头对准，之后将锚杆迅速插入岩体中，安装之后，应养护3d，期间不可悬挂物体，保障锚杆结构的稳定性[2]。

3.3预应力锚索

在高边坡支护过程，常使用预应力锚索技术。在具体施工过程，应先落实锚孔的测量以及放线工作，按照锚孔规格，使用钻机对岩体进行钻孔，之后进行清孔和检验，将预应力锚索制作并安装之后，再进行注浆。在预应力锚索的施工过程，应重点完成以下步骤、施工前落实对施工位置的勘察工作，保障符合施工标准。如果存在潜在隐患，应及时制定出改进措施，防止施工环节产生各类问题。在施工过程落实安全管理各项工作。例如：施工时使用潜孔锤进行钻孔时，应在施工之前对钻孔面进行清理，保障孔中没有灰尘以及松动的石块。否则在钻孔过程，产生较大的冲击力，会导致石块发生脱落问题，对施工人员的安全产生威胁。同时安装锚索过程，为防止钢绞线发生弹出问题，对人员安全产生影响，应使用特制支架将钢绞线固定。在锚索张拉环节，应在伸长位置设置警戒线，防止张拉过程对人员安全造成威胁。

3.4排水施工

实践表明，水利工程施工过程，使用开挖排水孔的作业方式也可起到良好的支护作用。由于挖掘排水孔之后，可及时将边坡底部水排除，避免受到水的压力影响，导致边坡稳定性不足。在排水施工过程，要控制开挖水孔的直径小于50mm，开挖倾斜角处于10°~15°之间，并在孔中设置PVC管，防止在排水系统应用过程出现坍塌问题。

4水利工程边坡开挖和支护过程爆破技术应用

此工程在高边坡施工过程应用到力爆破技术，在应用过程应注意以下要点：①合理控制爆破时间，在高边坡开挖过程，应将预裂孔爆破时间控制在75-100s时间范围内，并对炸药使用量合理控制。在基面位置大于30m处药量＜100kg，距离基面位置小于15m位置，药量＜25kg，基面裂孔中的药量＜20kg。②控制两孔钻探施工。主要是爆破孔以及缓冲孔。施工时，先使用液压钻向两孔中钻入，保障两孔的位置和孔距等和施工要求相符。在缓冲孔中药卷长度＜60mm。在爆破孔中，不能使用耦合方式进行装药，避免产生封口困难问题。除此之外，还应注意保障爆破孔周围的空地和预裂面之间的垂向间距＞2.5m。使用手风钻在水平预裂孔上进行钻孔，施工深度在2m左右，相邻孔间距＜50cm，阻塞深度＜50cm[3]。

5结束语

总而言之，水利工程中，开挖高边坡以及支护高边坡属于施工过程重要技术。同时施工过程难度系数高、操作流程复杂，因此，相关人员在实际的施工过程，应注意高边坡开挖环节的准备、清理与开挖顺序，以及支护过程的各项施工流程，保障技术应用的规范性，控制爆破环节时间和药量，促使水利工程在高边坡的开挖和支护施工过程质量更高。

参考文献

[1]黄斌.浅谈水利工程施工中的高边坡支护与开挖技术———以防城港市临海工业区供水项目大垌水库工程为例[J].城市建设理论研究：电子版，2018（31）：183.

[2]陈晓瑞，郝利芬.高边坡支护与开挖技术在水利工程中的应用[J].河南水利与南水北调，2018，47（06）：37-38.

[3]贺敏翔.水利工程中高边坡开挖与支护工程的施工技术的研究[J].江西建材，2016（24）：133-134.

作者：杜玮 单位：中国水利水电第八工程局有限公司