德化涌溪三级水电站边坡开挖支护施工技术剖析

张发荣

(德化县水利局，福建德化 362500)

德化涌溪三级水电站边坡开挖支护施工技术剖析

张发荣

(德化县水利局，福建德化 362500)

水利水电施工常常在特殊地质环境下进行，遇到地质条件较差情况对下边坡进行开挖及支护是水利水电工程的关键，也是难度较大的一个环节。该环节处理不好常常会造成不同的事故问题。针对这一点，文章根据具体的工程项目来分析了水电站边坡开挖支护施工技术的相关问题。

德化涌溪;三级水电站;边坡开挖;塌落失稳;支护;施工技术

德化涌溪三级水电站工程边坡出在的地理位置十分复杂，这就对工程边坡的施工进度造成了巨大的阻碍。一旦施工周期延长，对于建设单位的投资成本消耗是不利的。施工前期需要对工程的地理位置进行调查了解，主要是根据现场施工、勘察、调整等操作掌握相关的信息。若能够积极针对建筑部位边坡实施有效的施工技术，可以显著防止边坡岩体的顺层滑塌，让边坡开挖的轮廓尺寸维持正常的状态。另一方面，开挖后的坡面的完整性能保证工程施工达到理想状态。

1 工程案例

德化涌溪水力发电厂厂房的具体位置在闽江流域大樟溪支流上游的涌溪和梓溪的交界处。施工阶段对厂内3台涌溪三级水电站分期安装，引水发电的实现来源于涌溪三级水库和梓溪东固水库。德化涌溪三级水电站进水口工程施工区边坡的坡度范围20°～32°，对施工场地进行开挖时出现了对夹层及滑动面造成损害的情况，地层岩性为长林组砂岩、粉砂岩、泥岩及页岩。岩体裂隙逐渐形成，结构之间布置了铁质及泥膜;边坡岩体是顺向坡，此种结构的稳定性不强，遭到水冲之后常出现滑动，在设计时的开挖坡度要高于顺向坡坡度，这些都造成了塌落失稳现象的发生。

2 边坡开挖方式

2.1 土质边坡开挖

涌溪水电站建设工程中，对土质边坡的开挖主要选择了“从上到下，层层削坡”的方式开展作业，每次削坡层的厚度控制在2～3 m。对各层的削坡作业需要配合运用CAT320B反铲挖掘机从主出渣道自行开挖出岔道进入作业面削坡，并且采取相关的措施辅助处理。CAT320B反铲挖掘机对现场施工成一条道路之后，可在开挖范围里造成“之”字形道路，这样做的目的在于能显著优化集渣作业效率，省去了很多不必要的环节。不仅施工效率上升，且工程造价成本降低，而这一环节需要做好测量检查工作，对开挖的坡度严格控制。

2.2 岩质边坡开挖

涌溪水电站岩质边坡开挖通常选择“钻爆法”进行施工处理，并且按照从上到下的方式分层开挖、喷锚支护及时跟进、毫秒微差梯段爆破。现场施工时要把握好各个环节之间的连贯性，每个环节互相配合好才能实现最佳工程效率。具体其操作包括以下：

2.2.1 逐层爆破

岩质边坡应分层开挖时必须要结合工程图纸要求，采取梯段爆破，梯段开挖的高度控制需控制在6～10 m。由于岩质的边坡是一种薄层顺向坡，其开挖坡角要比岩层倾角大，施工时最好不要采取太大的切脚开挖。通过多方面的检测勘察后得出，本次工程的开挖爆破梯段高度需限制在6 m左右，局部破碎带方式包括了减少爆破装药量以及梯段开挖高度实现。

2.2.2 台阶式分层爆破

对边坡采取了相关的施工作业后，发现边坡在多方面因素的影响下，造成其上层岩体无法完全支护，边坡上层岩体面临着开挖卸荷、爆破震动、岩层切脚等三大方面的作业。多项因素造成了局部不稳定岩体沿软弱夹层滑塌，使得建筑结构更加危险。经分析决定选择台阶式分层爆破开挖的方式，指的是每层距边坡开挖线预留12 m的平台滞后进行钻爆，将开挖爆破梯段的高度限制于6 m内。

2.2.3 薄层爆破

爆破时需要根据水利水电工程的结构形式、电站间距等因素设计，对距边坡12 m内侧的岩体应选择薄层爆破的开挖方式，把开挖高度限制在3 m。薄层爆破是水利水电工程的难点，若间距、时间控制不好则会造成爆破失败，发挥不了工程作用。

3 边坡开挖支护的施工技术内容

涌溪水电站边坡支护施工技术方案制定，既要符合工程项目理论标准，还要与实际工程项吻合。紧跟开挖作业面并滞后于开挖作业面1个台阶实施，由此不仅能防止开挖区域发生塌方，并且还能提高施工进度，节约施工成本，维护施工操作的安全性。施工过程中采取的方式包括：

3.1 锚杆施工方案

锚杆是边坡支护在水利水电中的运用较多，涌溪水电站结合边坡锚杆开展一期支护的方面较多。锚杆参数为Φ25@3 m×3 m，外露10 cm，按照梅花形分布，倾角 30°，灌注M20水泥砂浆;施工时选择Φ48×3.5 mm的标准焊管、扣件，需做好施工脚手架的临时建立工作，为创立安全平台，需在上面铺设满竹胶板，并且对支架附近设置安全网，这样可以保证高空作业的安全开展。锚杆钻孔选择手风钻(Φ25L=6.1 m、Φ25L=6.5 m)和 YQ-100B简易潜孔钻(Φ25L=9.0 m)。整个操作过程利用Φ48 mm焊管和扣件搭设脚手架结构，脚手架层高在2.2 m左右，钻孔需参照岩石走向、倾角等情况对锚杆孔角度调整，钻头直径要比杆体直径大18 mm左右，钻孔钻到标准深度之后，需采用高压风清理干净，把孔内杂质去除。锚杆使用II级普通螺纹钢筋，水泥的强度等级是大于P.042.5的普通硅酸盐水泥;砂的最大粒径在2.5 mm内，以中细砂诶住;水泥砂浆强度达M20，安排人工注浆施工。

3.2 钢筋网

对边坡的破碎区域使用挂钢筋网能够不断增强边坡的稳定性。操作过程选择Φ48 mm钢管建立脚手架平台，人工在现场绑扎铺设钢筋网Φ8@20 cm×20 cm，为施工运输工作创造条件。完成人工运输钢筋网至需铺设的区域之后，把钢筋网进行加固处理，使其和边坡内的锚杆头有效焊接为一个整体。

3.3 喷混凝土

喷混凝土的作用是为了把开挖到位的边坡建基面做强化处理，这样可以防止建基面基岩在风吹日晒下被风化。此次施工利用放空洞出口配备的2台JS1500型强制式拌和机统一供应混凝土，结合6 m3混凝土搅拌运输车把混凝土送至施工现场。在脚手架的平台上是有TK961型混凝土喷射机按湿喷法工艺喷射C20混凝土，厚度大小为10～20 cm，且每喷射一段时间进行检查。

3.4 永久排水孔施工

本工程为保证边坡长期正常排水，减少山体中的水压力对边坡造成破坏，进而引起次生灾害，因而边坡永久排水孔布设是支护施工中不可少的措施。永久排水孔主要用于有喷混凝土或贴坡混凝土的区域，这样能有效缓解山体内部的水压。施工中采用20 m3/min空压机并配备YT-28手风钻作为排水孔造孔施工的主要设备，排水孔孔径为Φ50 mm，孔深为L=4 m@3 m×3 m，梅花形布置，排水孔仰角为10°，与锚杆间隔布置。在施工时需控制好排水孔的深度和角度，否则难以达到预期的永久排水目标。为避免排水孔在后期使用时出现塌孔现象，在排水孔内部安插Φ40 mmPVC排水盲材。本工程边坡的永久排水孔直至目前排水效果良好。

4 结语

边坡开挖技术对水利水电施工有着重要的作用，为了保证工程项目达到理想的质量标准，维持施工作业的安全进行，我们需积极采取此项技术操作。同时，这也是未来项目施工技术的发展趋势。

［1］张国栋.小湾水电站右岸高边坡开挖支护施工技术［J］.水利水电施工，2009.

［2］陈一兵.东深供水改造工程开挖边坡临时支护方案的选定［J］.水利水电，2000.

［3］杨箫.涌溪水电站高边坡开挖与支护快速施工方法研究［J］.贵州水力发电，2008.

Technical Analysis of Slop Excavation Support Construction for Dehua Yongxi Grade Three Water Power Station

ZHANG Fa-rong
(Dehua County Water Conservancy Bureau of Fujian Province，Dehua 362500，China)

Construction of the water conservancy and hydropower projects are often conducted in special geological environment.The excavation and support of the slope foot is the key to water conservancy and hydropower projects，and also a comparatively difficult link when the geology condition is bad.If the link is not handled well it will often lead to different accidents.The correlative technical problems about slope excavation and support construction of the water power station are analyzed according to detailed project in the study.

Yongxi Dehua grade three water power station;slope excavation;collapse damage;support;construction technology

TV52

A

1007-7596(2011)05-0035-02

2011-02-21

张发荣(1954-)，男，福建德化人，助理工程师。