水利工程施工中高边坡支护与开挖技术的应用

马瑞霞+陈军

[摘要]水利工程在社会经济发展过程中占据着重要地位，能够有效促进区域间经济的协调发展，缓解水资源紧张的状况。在新经济发展背景下，需要不断提高水利工程建设施工质量，充分发挥水利工程在经济发展中的作用，减少安全隐患。高边坡的支护与开挖是水利工程施工的重点，本文主要对其施工技术和具体应用进行了分析，为具体的施工实践提供参考。

[关键词]水利工程；高边坡支护与开挖；施工技术

随着水利工程建设数量不断增多，需要不断提高施工质量以满足经济发展的要求。但是，水利工程在具体施工过程中受外界环境的影响，存在一定的施工难点，特别是在地质条件相对复杂的情况下，高边坡支护与开挖工程也会有很多施工技术难点，需要根据具体情况采用相应的处理技术，若相关问题解决不及时，将会对水利工程的安全性能造成恶劣影响。因此，必须重视高边坡的支护与开挖技术，严格按照相关标准规范进行施工。

1.工程案例

某水利工程在修建过程中设计其装机总容量为80万kW，预计其年发电量为30.26亿kW/h。经勘察测量，该工程的地质条件具有弱应力、陡倾角、薄夹层的特点，在右坝肩边坡开挖的最高差值为209m，厂房边坡开挖高差值为125m，属于高陡边坡类型。该项水利工程的施工难度相对较大，要求施工单位必须根据施工现场的实际情况，规划高边坡的支护开挖作业，确保水利工程的建设施工质量。

2.高边坡支护与开挖技术施工的准备工作

高边坡施工的工程量较多，技术难度相对较高，因此在施工开始之前要结合具体的施工经验，做好相关准备工作，保证水利工程施工能够顺利进行。

（1）做好施工现场的勘测作业，施工单位组织相关人员对施工现场实际情况进行勘测，包括施工范围内地质条件和水文环境等要素。若在工程边坡中存在松软的地质土层，必须进行加固处理，避免在施工过程中出现坍塌现象，对施工安全造成威胁。另外，还需对边坡的岩石风化程度和分布情况进行详细掌握，统筹规划具体的施工组织。

（2）进行施工方案的复核工作，施工单位在充分掌握施工现场各项条件之后，對施工方案的内容进行复核，避免在方案中存在不合理之处。同时对施工方案的各项流程和技术进行学习，规范施工操作行为。

（3）做好道路布置工作，在水利工程建设施工的过程中，需要运送大量的原材料和施工过程中产生的废渣，因此，在施工开始之前要对附近道路进行合理规划，确保水利工程建设的进度。一般情况下，需要布设2条主干道，在工程量较大的情况下还可增设2条分线。

（4）施工机械的准备，在边坡支护与开挖过程中，需要用到液压钻、挖掘机等相关机械设备，在施工开始之前这些机械设备应提前到达施工现场，并对其性能进行检测，存在问题的设备应及时进行更换，同时组织专业人员对其进行维护和保养。

3.水利工程施工中高边坡开挖的技术分析

3.1边坡清理作业

在高边坡开挖之前，应对边坡表面进行清理，将开挖范围内的植被和杂物清除，清理范围应大于开挖线5m以外的部分，为开挖作业创造良好的施工条件。另外，还需要注意施工范围内地下管线的走向和分布，避免施工过程中造成管线的破坏。

3.2土方开挖

进行土方开挖时，需要在高边坡的上坡面修建截水设施，尽量减少雨水冲刷作用对边坡施工的质量产生影响。一般情况下，具体的开挖工作应自上而下进行分层开挖，将每层的削坡厚度控制在3m左右。在采用挖掘机进行边坡开挖过程中，需要配备施工人员进行修坡作业，使得在开挖范围内形成一定坡度，便于水利工程的排水，避免高坡上存在积水影响其施工质量。在土方开挖过程中，必须要对开挖坡度和开挖量进行检测，严格控制土方开挖的质量。

3.3石方开挖

（1）坝肩石方开挖。与土方开挖施工相比，石方开挖的难度相对较高。在坝肩石方开挖过程中分为左坝肩与右坝肩，必须严格按照施工方案设计标准进行开挖施工，在必要时可以采用预裂爆破施工方式对边坡和建基面进行处理，由于爆破施工具有一定危险性，因此合理控制炸药的用量，构建科学的爆破网络工程，避免由于爆破作业造成周围岩石的破碎，不仅影响了水利工程施工的进度，还可能会出现施工安全事故。在爆破钻孔时，钻孔的间隔应保持一致，控制在50cm左右，钻孔阻塞的深度不应大于50cm。若在坡面进行预裂孔的钻探作业，必须根据相关要求采用潜孔钻，钻孔的直径控制在90cm阀之内。坝肩石方开挖作业完成之后，将挖掘出来的残渣运输到河流上游部位的废料放置场地。

（2）河床石方开挖。河床石方开挖的方式与土方开挖大致相同，均采用自上而下的操作方式。在具体施工过程中，首先在大坝中间部位开挖出先锋槽，以此为标准向上下游两侧进行拓展，当开挖宽度满足一定标准后，可以运用先锋槽在允许范围内进行阶梯爆破，这样能够有效加快高边坡开挖工程的施工进度。

4.水利工程施工中高边坡支护的技术分析

4.1钢筋网铺设

由于水利工程所处的地理环境位置较为特殊，在边坡施工中可能会出现边坡结构在受到水的冲刷和侵蚀作用出现塌方或者位移的现象，为了尽量避免这种情况的出现，可以采用铺设钢筋网的方式对破碎区域进行加固，有效提高边坡的整体稳定性能。施工单位应根据具体情况合理规划钢筋网的规格，一般情况下绑扎的钢筋网为20cm×20cm，铺设的面积是2m×2m，这样的规格更加方便运输，降低施工难度。绑扎铺设完成的钢筋网应与岩石表面紧密的连接在一起，并将其与锚杆头进行焊接，保证钢筋网的牢固性。

4.2浅层支护技术

（1）喷混凝土。喷射混凝土是边坡防护中常用的技术，通过在开挖后的边坡基面喷射混凝土，能够有效对其进行支护，同时也可以防止基面由于长期处于自然环境中出现风化现象，达到加强边坡防护的目的。在具体操作过程中，首先将浆砌石砌筑在边坡的基面上，砌筑作业完成之后需要对其平整度进行检测，避免在混凝土喷射过程中出现不平整现象。确保将浆砌石砌筑的平整度以及压实度达到相关标准之后，进行喷绘模板的安装作业，将模板紧密固定在基面之上，对模板的质量进行验收，保证模板连接的准确性和稳定性，随后进行模板的安装。在模板外侧每隔30cm采用木楔子进行固定，模板的表面用3cm×5cm的木条钉对模板加固，对模板安装的质量进行验收，安装不到位或者有模板变形的地方应及时进行处理；其次是混凝土的拌合，必须按照施工方案设计的配合比进行拌合作业，采用喷绘机进行混凝土的喷射作业，一般情况下，混凝土喷射的厚度应控制在10cm-20cm之间。

（2）锚杆支护。根据边坡施工的具体情况选用适当的扣件和焊管，在锚杆支护的部位根据要求搭设架手架，并做好相关的安全防护措施。在进行锚杆钻孔的过程中，应以水利工程的地质条件和岩石的走向为依据进行钻探作业，倾斜角度控制在30°左右，根据锚杆的直径选取相应规格的钻头。当钻孔深度达到相应标准之后，对孔洞内进行清理作业，保证后续施工程序能够顺利开展，进行锚杆埋设。

（3）排水孔。在边坡施工过程中，开挖排水孔也是一种有效的支护方式，能够有效降低内部的水压力。如果不做好相关排水工作，水分的冲刷或者浸泡等因素都会对边坡质量产生影响。一般情况下，在排水孔开挖时，其孔洞直径应控制在50mm左右，倾斜角度保持在10°。另外，为了防止排水孔在后期出现坍塌现象，可在孔洞内预埋相应规格的PVC管。

4.3深层支护技术

深层支护技术主要是通过锚固钻机对需要支护的基面进行钻孔，保证孔洞的直径和位置符合设计的要求，随后用高压灌浆泵进行混凝土浆液的灌注，待混凝土砼的强度达到一定标准之后，进行锚索张拉作业，初期的张拉强度控制在设计值的90左右，避免出现张拉过度情况，锚索张拉的范围达到设计要求之后方可停止，最后进行封锚作业。

5.结语

综上所述，通过对高边坡支护与开挖技术在水利工程中应用的分析，为具体施工实践提供了相应的理论指导。随着国民经济发展水平的不断提高，对于水利工程建设的质量也有了更高的要求，需要不断应用新技术、新方法来进行水利工程的施工。边坡施工是水利工程建设施工过程中的重要组成部分，在边坡支护和开挖时还存在一定的技术难度，容易出现安全隐患问题。因此，在进行边坡施工时，施工单位必须要根据水利工程建设的具体情况，选取相应的施工技术，规范施工操作行为，不断提高边坡的稳定和牢固性，保证水利工程的使用性能。