水利工程中高邊坡支護(hù)的應(yīng)用

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摘要：在水利工程施工過程中，高邊坡的開挖以及支護(hù)技術(shù)是重點(diǎn)內(nèi)容，可保障工程質(zhì)量。本文以實(shí)際工程為例，從工前準(zhǔn)備、清理邊坡、開挖土方、開挖石方等方面闡述了高邊坡的開挖技術(shù)，從鋼筋網(wǎng)敷設(shè)、錨噴支護(hù)、預(yù)應(yīng)力錨索、排水施工等方面闡述了高邊坡的支護(hù)技術(shù)。

關(guān)鍵詞：水利工程；高邊坡；開挖技術(shù)；支護(hù)技術(shù)

1工程概況

1.1工程案例

某工程在建設(shè)之前，由專業(yè)的地質(zhì)勘測人員對水利工程施工地點(diǎn)土層應(yīng)力、夾層以及傾斜角等進(jìn)行仔細(xì)勘察，結(jié)果顯示地質(zhì)條件應(yīng)力較弱、傾斜角度大、夾層薄。同時在大壩的右側(cè)位置邊坡開挖施工最高差超過100m，屬于高陡邊坡。由于工程周邊地質(zhì)條件的限制，導(dǎo)致高邊坡的施工過程需要采取科學(xué)的開挖與支護(hù)技術(shù)，才能保障工程施工質(zhì)量。

1.2邊坡特征

本工程中，由于邊坡陡，施工過程開挖工量以及支護(hù)工量較大，同時施工周期緊張。施工過程挖掘深度大、周邊道路窄，導(dǎo)致大型機(jī)械不能到場施工，為工程建設(shè)增加難度。實(shí)際施工過程，涉及到不同作業(yè)的交叉施工，如果不能有效銜接，可對施工質(zhì)量和效率產(chǎn)生影響。此外，工程地質(zhì)條件多變，如果設(shè)計(jì)方案和實(shí)際地質(zhì)不符，需要對施工方案及時調(diào)整，才可保障高邊坡施工質(zhì)量。

2水利工程高邊坡開挖技術(shù)應(yīng)用

2.1工前準(zhǔn)備

該水利工程施工之前主要應(yīng)做好4項(xiàng)準(zhǔn)備工作：①審核圖紙與測量放線。當(dāng)施工圖紙下放到施工單位時，應(yīng)立即組織技術(shù)員審核圖紙，確認(rèn)其合理性，保障后續(xù)施工順利。審核結(jié)束之后對建筑軸線進(jìn)行定位，將高程引入，當(dāng)專業(yè)技術(shù)人員核對校準(zhǔn)之后，才能展開放線測量。②施工隊(duì)組織。按照工程要求，建立管理層，使用招投標(biāo)方法，合理選擇施工企業(yè)。按照每日施工量，安排施工人員進(jìn)場，并落實(shí)安全、文明以及防火等方面培訓(xùn)工作。③現(xiàn)場準(zhǔn)備。平整現(xiàn)場，明確障礙物位置，安排雨季排水施工。按照高邊坡施工位置，合理設(shè)計(jì)供電、供水等線路，防止產(chǎn)生安全事故。按照施工計(jì)劃，提前組織施工機(jī)械進(jìn)場，仔細(xì)檢查機(jī)械的工作狀態(tài)，保障可正常施工。④制定高邊坡的施工流程，此工程使用的是從上到下開挖順序，先清除高邊坡表層的植被，之后進(jìn)行土方挖掘，最后開挖石方[1]。

2.2清理邊坡

在開挖高邊坡之前，對邊坡外表全面清理，能夠保障施工質(zhì)量。首先，將高邊坡開挖施工范圍內(nèi)的雜物清除，之后將邊坡外表植被徹底清理，清理半徑大于施工半徑5m，清理過程還應(yīng)注意樹根的清理，將施工范圍增加到8m，為高邊坡順利開挖奠定基礎(chǔ)。清理過程，應(yīng)注意施工區(qū)下方是否存在地下管線，如果有應(yīng)做好保護(hù)措施，防止對管線造成破壞。此外，為防止開挖過程影響生態(tài)環(huán)境，應(yīng)對施工區(qū)域周圍植物采取保護(hù)措施。

2.3開挖土方

由于本工程土層結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，同時施工過程處于雨季，為防止降水影響高邊坡開挖過程的穩(wěn)定性，導(dǎo)致工程施工質(zhì)量受到影響。在上坡位置設(shè)置了排水設(shè)施，避免降水沖刷邊坡，影響地質(zhì)環(huán)境。土方開挖過程使用從上到下分層挖掘施工方式。實(shí)際開挖過程要保障施工厚度處于3~5m范圍之內(nèi)。當(dāng)使用機(jī)械開挖施工時，應(yīng)先挖掘和標(biāo)高間距18~20m左右，之后使用人工開挖施工，防止出現(xiàn)超高挖掘或者挖掘不足的問題。實(shí)際挖掘過程，還應(yīng)重點(diǎn)對挖掘土量以及挖掘坡度等展開全面檢測，以便合理控制開挖質(zhì)量，保障施工過程和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相適應(yīng)。

2.4開挖石方

本工程施工面積較大，在石方開挖過程中，涉及到兩種不同類型。第一種是河床石方。在開挖過程使用的施工方法和土方開挖環(huán)節(jié)類似，同樣采取從上至下的開挖方式。具體步驟為在大壩中間開挖出一個先鋒槽，從此處分別向兩側(cè)開挖。當(dāng)石方的開挖寬度與長度和標(biāo)準(zhǔn)相同時，使用階梯爆破，在石方開挖過程使用爆破技術(shù)可提高施工速度。第二種是壩肩石方。在施工過程，此處的石方開挖屬于難點(diǎn)，按照實(shí)際的開挖位置，將開挖區(qū)域劃分出左壩肩與右壩肩，按照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行開挖施工。當(dāng)開挖過程石方面積較大、質(zhì)地堅(jiān)硬的時候，可使用爆破施工方式。由于此施工方式存在安全風(fēng)險(xiǎn)，當(dāng)施工過程某一環(huán)節(jié)的控制不規(guī)范時，可能產(chǎn)生嚴(yán)重后果。為此，在施工過程，施工人員應(yīng)對施工機(jī)械進(jìn)行檢查，合理控制爆破施工作業(yè)面，避免破壞開挖區(qū)周圍的巖層。在鉆爆破孔時，應(yīng)保障各個孔大小和間隔等均勻一致，深度控制在＜50cm，間距控制在50cm，孔徑＜10cm，挖掘石方統(tǒng)一運(yùn)輸?shù)街付ㄎ恢茫侠矶逊拧?/p>

3水利工程高邊坡支護(hù)技術(shù)應(yīng)用

3.1敷設(shè)鋼筋網(wǎng)

此工程位置特殊，施工過程受到雨水的侵蝕以及沖刷，導(dǎo)致邊坡土方位置出現(xiàn)位移，或者導(dǎo)致塌方問題。因此在施工環(huán)節(jié)，為防止這種情況發(fā)生，使用鋼筋網(wǎng)對邊坡的破碎區(qū)域進(jìn)行支護(hù)加固，以提高支護(hù)施工質(zhì)量和穩(wěn)定性。施工方按照邊坡高度，對鋼筋網(wǎng)規(guī)格進(jìn)行合理選擇，使用20cm×20cm規(guī)格，敷設(shè)面積為200cm×200cm。因?yàn)檫@種類型的鋼筋網(wǎng)支護(hù)效果好、便于運(yùn)輸和施工。在實(shí)際鋪設(shè)時，應(yīng)保障鋼筋網(wǎng)與支護(hù)巖體之間連接緊密，并牢固固定鋼筋網(wǎng)。

3.2錨噴支護(hù)

應(yīng)用此支護(hù)技術(shù)時，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，對施工過程各項(xiàng)參數(shù)、設(shè)備放置地點(diǎn)等合理確定，仔細(xì)檢查施工設(shè)備以及注漿器等設(shè)備抗壓性能。合理選擇錨桿原料、科學(xué)配比砂漿。灌漿孔應(yīng)按照施工圖紙進(jìn)行設(shè)置，錨桿孔徑大于其直徑15cm。在鉆孔施工過程，應(yīng)保障和巖面之間互相平行。施工過程為防止產(chǎn)生粉塵污染，可使用濕噴混凝土方式進(jìn)行施工。當(dāng)邊坡土層滲透能力較強(qiáng)時，應(yīng)在噴射之前保障內(nèi)部的積水被全部排出，噴射混凝土之后，設(shè)置水孔，防止噴層發(fā)生脫落的問題，影響施工人員安全。在對錨桿進(jìn)行灌漿之前，應(yīng)先將灌漿孔清洗干凈，在灌漿環(huán)節(jié)注意灌漿量的控制，保障灌漿壓力＞0.8MPa，灌漿體積超出錨桿0.02m3。灌漿過程應(yīng)連續(xù)施工，同時保障灌中的漿料不得小于其體積1/3。要保障錨噴支護(hù)質(zhì)量，灌漿施工結(jié)束之后應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)，檢驗(yàn)施工效果。在錨桿安裝過程，應(yīng)在安裝口把錨桿頭對準(zhǔn)，之后將錨桿迅速插入巖體中，安裝之后，應(yīng)養(yǎng)護(hù)3d，期間不可懸掛物體，保障錨桿結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性[2]。

3.3預(yù)應(yīng)力錨索

在高邊坡支護(hù)過程，常使用預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)。在具體施工過程，應(yīng)先落實(shí)錨孔的測量以及放線工作，按照錨孔規(guī)格，使用鉆機(jī)對巖體進(jìn)行鉆孔，之后進(jìn)行清孔和檢驗(yàn)，將預(yù)應(yīng)力錨索制作并安裝之后，再進(jìn)行注漿。在預(yù)應(yīng)力錨索的施工過程，應(yīng)重點(diǎn)完成以下步驟、施工前落實(shí)對施工位置的勘察工作，保障符合施工標(biāo)準(zhǔn)。如果存在潛在隱患，應(yīng)及時制定出改進(jìn)措施，防止施工環(huán)節(jié)產(chǎn)生各類問題。在施工過程落實(shí)安全管理各項(xiàng)工作。例如：施工時使用潛孔錘進(jìn)行鉆孔時，應(yīng)在施工之前對鉆孔面進(jìn)行清理，保障孔中沒有灰塵以及松動的石塊。否則在鉆孔過程，產(chǎn)生較大的沖擊力，會導(dǎo)致石塊發(fā)生脫落問題，對施工人員的安全產(chǎn)生威脅。同時安裝錨索過程，為防止鋼絞線發(fā)生彈出問題，對人員安全產(chǎn)生影響，應(yīng)使用特制支架將鋼絞線固定。在錨索張拉環(huán)節(jié)，應(yīng)在伸長位置設(shè)置警戒線，防止張拉過程對人員安全造成威脅。

3.4排水施工

實(shí)踐表明，水利工程施工過程，使用開挖排水孔的作業(yè)方式也可起到良好的支護(hù)作用。由于挖掘排水孔之后，可及時將邊坡底部水排除，避免受到水的壓力影響，導(dǎo)致邊坡穩(wěn)定性不足。在排水施工過程，要控制開挖水孔的直徑小于50mm，開挖傾斜角處于10°~15°之間，并在孔中設(shè)置PVC管，防止在排水系統(tǒng)應(yīng)用過程出現(xiàn)坍塌問題。

4水利工程邊坡開挖和支護(hù)過程爆破技術(shù)應(yīng)用

此工程在高邊坡施工過程應(yīng)用到力爆破技術(shù)，在應(yīng)用過程應(yīng)注意以下要點(diǎn)：①合理控制爆破時間，在高邊坡開挖過程，應(yīng)將預(yù)裂孔爆破時間控制在75-100s時間范圍內(nèi)，并對炸藥使用量合理控制。在基面位置大于30m處藥量＜100kg，距離基面位置小于15m位置，藥量＜25kg，基面裂孔中的藥量＜20kg。②控制兩孔鉆探施工。主要是爆破孔以及緩沖孔。施工時，先使用液壓鉆向兩孔中鉆入，保障兩孔的位置和孔距等和施工要求相符。在緩沖孔中藥卷長度＜60mm。在爆破孔中，不能使用耦合方式進(jìn)行裝藥，避免產(chǎn)生封口困難問題。除此之外，還應(yīng)注意保障爆破孔周圍的空地和預(yù)裂面之間的垂向間距＞2.5m。使用手風(fēng)鉆在水平預(yù)裂孔上進(jìn)行鉆孔，施工深度在2m左右，相鄰孔間距＜50cm，阻塞深度＜50cm[3]。

5結(jié)束語

總而言之，水利工程中，開挖高邊坡以及支護(hù)高邊坡屬于施工過程重要技術(shù)。同時施工過程難度系數(shù)高、操作流程復(fù)雜，因此，相關(guān)人員在實(shí)際的施工過程，應(yīng)注意高邊坡開挖環(huán)節(jié)的準(zhǔn)備、清理與開挖順序，以及支護(hù)過程的各項(xiàng)施工流程，保障技術(shù)應(yīng)用的規(guī)范性，控制爆破環(huán)節(jié)時間和藥量，促使水利工程在高邊坡的開挖和支護(hù)施工過程質(zhì)量更高。

參考文獻(xiàn)

[1]黃斌.淺談水利工程施工中的高邊坡支護(hù)與開挖技術(shù)———以防城港市臨海工業(yè)區(qū)供水項(xiàng)目大垌水庫工程為例[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2018（31）：183.

[2]陳曉瑞，郝利芬.高邊坡支護(hù)與開挖技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用[J].河南水利與南水北調(diào)，2018，47（06）：37-38.

[3]賀敏翔.水利工程中高邊坡開挖與支護(hù)工程的施工技術(shù)的研究[J].江西建材，2016（24）：133-134.

作者：杜瑋 單位：中國水利水電第八工程局有限公司