水利工程中高边坡开挖与支护工程的施工技术探析

李增增

摘 要：随着社会的快速发展进步，国家越来越重视水利工程的建设，水利工程的各方面也在不断的完善和改进，在进行水利工程的施工过程中，施工技术很大程度决定着施工质量水平，所以今后一定要对施工技术提起重视。高边坡开挖和高边坡支护技术是水利工程中经常用到的，这两种技术对施工质量有重要作用。由于水利工程工作环境相对复杂程度较高，要想很好的做好施工工作，要合理的进行地基的处理工作，为了更好的进行高边坡的支护施工作业，地基开挖也要保证一定的质量。也要对两项技术的具体操作流程非常了解，本文介绍了水利工程施工前的准备分析，研究怎样很好的应用高边坡开挖和支护技术，最终得出水利工程高边坡开挖采取的相关措施，从而很好的保证水利工程的施工质量。

关键词：水利工程；高边坡开挖；高边坡支护

1 引言

水利工程的地基开挖和支护过程中，需要使用的技术手段是非常复杂多变的，其中高边坡的支护和开挖技术也是当前水利工程中使用范围最广、最为关键的技术手段，施工中一定要重点确保施工技术的可靠性，防止不必要问题的出现，给施工带来困难。因为大多数的水利工程都处在地理位置相对复杂的区域内，使得非常容易受到各种外力的影响作用，不能充分保证施工的稳定性。高边坡支护和开挖技术的实际实施情况能够一定程度决定水利工程的施工进度，如果在这两方面的施工上存在缺陷，将会给水利工程的安全性造成隐患，增加施工成本。所以，在开始施工之前，要认真分析施工区域的实际情况看，深入、全面了解当地的水文地质情况，施工工程中根据具体情况作出适当的对策调整。同时还要对设计施工提起注意，要严格确保每个开挖尺度的准确性，使得整个施工过程都能很好的按照计划实施。本文对水利工程中的高边坡开挖和支护技术进行深入分析，充分保证施工的质量水平。

2 高边坡支护与开挖技术的重要性

高边坡的支护和开挖技术是水利工程中经常用到的方法。水利工程相对其他工程的施工难度更大，建设地点特殊，容易受到很多因素的影响作用，因此要充分保证其具有足够承受各种破坏的稳定性，一定程度上高边坡的开挖和支护施工技术能够决定工程的实际进度和质量情况，处理不好高边坡开挖和支护中的相关技术问题，会给工程的长期使用埋下严重的安全隐患，大大提高了施工成本和维修费用。良好的水利工程会对国民经济发展产生良好的促进作用，其具有非常重要的地位。

3 水利工程施工准备工作分析

3.1 查找排除安全隐患

我国水利工程的施工受到很多不安全因素的影响，一是水利工程高边坡上部岩体可能不会有很好的稳定性，这样在进行水利工程施工时，由于上部岩体的不稳定性，会提高施工的危险性。二是进行高边坡施工过程中，要认真分析岩石的种类和相关性质，做好系统的整理和分析工作，其中包括对岩石硬度、内部成分等的分析，最终形成一份综合性的指标分析报告。三是要做好施工区域天气情况的变化工作。四是要对施工地区的地质条件情况形成有效的分析报告。其中还要时刻注意施工中风化作用的发生，尽量防止风化造成的不利影响作用。

3.2 科学、合理的完成道路的布置工作

水利工程的施工，道路布置工作必須要认真完成，这对水利工程的施工有非常重要的作用，道路布置情况会对施工的工作效率产生很大影响作用，决定了施工工作效率情况，尤其是在进行水利工程中的高边坡施工时，科学进行水利工程施工道路的设计能够很大程度提高工作效率水平。从当前的水利工程高边坡施工情况来看，一般工程中都会设置两条以上的施工道路，大多是让其对称的设计在两岸，对于道路的具体设计工作也要根据工程的实际情况来做出适当的调整，假如有临时的施工工程出现了，还可以增加建设两条道路，这些都是可以随机应变的。

4 高边坡支护和开挖中施工爆破技术的使用

开始水利工程施工前，对高边坡的支护和开挖工作要做好必要的分析工作，计算出具体应当进行的施工开挖量和土方量数据，从而做好保证施工质量的每个细节工作。水利工程的施工要参照图纸中的要求对边坡开挖高度进行确定，实际施工过程中，要根据实际情况计算确定出准确的高度值，从而为后续各环节施工做好准备。水利施工时要依据实际高边坡施工技术和地质情况适当的进行爆破处理，对于这种危险性很大的工作流程要严格进行各个细节的工作。同时只有合格的完成爆破才能很好的施工，保证开挖的质量。高边坡支护和开挖的具体流程包括下面几个步骤。

4.1 做好对爆破网络工程的控制和组织工作

水利工程施工时，爆破的网络通畅存在微差顺序特点，所以，要对预裂孔的起爆时间做好确定工作，了解每个预裂孔中的药量情况，能够对爆破时的振动速度进行合理的控制，确保达到良好的施工质量水平。

4.2 严格按照标准进行爆破孔和缓冲孔的钻孔工作

钻孔过程中使用液压钻完成施工，可以很好的确保两个钻孔之间是平衡状态，而且也容易确定两个钻孔之间的准确距离范围。一般要严格控制好缓冲孔的要卷直径，保持在50mm左右的范围内，同时在开始装药后，也要采用连续不耦合的方式进行，防止出现将孔口封堵的情况。

4.3 掌握好预裂孔的尺寸和爆破标准

预裂孔一般包括马道水平预裂孔和坡面预裂孔两种类型。这两种预裂孔的钻孔存在一些区别之处，使用不同的机械设备进行钻孔，钻孔同时还要控制好其尺寸大小，保证形成有效的孔道。马道水平预裂孔进行钻孔施工过程中，一般使用受风钻进行施工，对孔深也有相应的规定，保持在两米左右的深度是最好的，也要注意保持各孔洞之间合理的距离范围，一般相邻孔道之间的距离在50mm左右的范围内，要控制好孔口地方的堵塞深度，半米范围最为合理。坡面预裂孔的钻孔施工工作，孔径大小保持在90cm范围内，要使用潜孔钻完成整个钻孔施工过程，根据施工规定钻至制定深度。各孔之间保持正确的距离范围。

5 边坡开挖和支护的主要施工程序和施工技术要点

5.1 高边坡开挖的施工

高边坡在整个水利工程建设中发挥着非常重要的作用，良好的进行高边坡的开挖工作，合理的将各项技术应用到水利工程建设中，能够很大程度提高整个水利工程的建设质量，同时也能保证在是实际中正常运行。对于将水利工程中的高边坡开挖技术充分应用到实际施工过程中，必须要做好清理工作。通常来说，水利工程高边坡开挖都是从上而下进行施工，具体施工流程是：进行表面植被的清理工作、土方开挖、石方开挖，在没有彻底完成上一步骤的工作时是不能进行下面工作内容的。水利工程施工中的边坡开挖工作一般使用分层式开挖方法，从上到下的顺序完成整个开挖工作，还要适当的进行施工区域的划分工作，从而能够合理的确定不同时期的施工进度情况，对于处于不同层次的施工，可以根据实际情况采用不同的施工方法。水利工程施工区域的划分，一般可以分为三个施工区间，可以按照河流的流向进行合理划分，可以从外向内依次推进进行分区，控制好各个分区的面积，防止出现各分区面积过大或过小的现象。为了保证整个施工工作的顺利进行，可以采用水平流水作业的方式进行施工。下面对水利工程高边坡开挖进行具体施工说明。

（1）对于植被的人工清理工作，开挖区域内的植被清理工作范围确定，要根据施工图设计的最大开挖线外侧最少5m的距离内进行植被清理，需要进行树根挖除的地方，挖除范围要达到施工图最大开挖线外3m的范围，并且还要对清理区域附近的天然植被做好保护工作。（2）土方开挖，要使用挖机从上向下逐层开挖，并且施工中形成一定的坡势，确保其能够很好的进行排水，开挖过程一定要保证其积水量在边坡承受范围内。挖机对土方的剥离过程，要在边坡的上方进行，设置的坡度要留有一定可以修坡的量，安排人工进行修整工作。在开始挖土前，为了防止边坡受到严重雨水冲刷，要在边坡上设立长期或临时的截水沟。（3）石方开挖，石方开挖主要有左岸坝肩石方开挖工作、右岸坝肩石方开挖工作和河床石方开挖工作，施工中要达到下面几点要求。

一是对于左岸肩的开挖工作而言。开挖过程中主要选择使用CM351露天液压钻和ZQl00D潜孔钻两种机具，手风钻进行辅助工作。每层都要根据设计的要求一次完成任务，边坡和建基面预裂也要一次确保成功，中部要使用深孔微差梯段的爆破方式，分层高度控制在15m。开始挖石渣时，要使用PC220反铲翻渣到河床中。

二是右岸坝肩石方开挖工作。这部分的开挖要使用CM35l露天液压钻和ZQ100D潜孔钻两种器具进行工作，也是将手风钻作为辅助设备。边坡和建基面要进行预裂爆破，中部的施工是同左岸相关要求完全一样的，在使用CAT320反铲配15T自卸车经过出碴线最终运到轧石场，还有一部分到达上游的弃碴厂。

三是河床中的石方开挖工作。大坝河床基坑都是从上到下、全径向进行施工作业。河床开挖距地面的高程要达到94m的距离，相对深度是4m左右，开始基坑石方开挖工作时，先从大坝中部下游入手动工，在这个区域内挖出一个先锋槽，在向着上下游的方向继续进行挖掘工作，直到径向土方全部挖完为止，再使用先锋槽为临空面向着大坝的两侧开始梯段的爆破开挖工作。

5.2 高边坡支护施工

水利工程高边坡支护工作的施工，要想保证良好的施工质量水平，施工过程中要注意做好以下几点工作。

一是采用锚杆进行支护时，这是经常使用的一种施工方式。尤其是在水利发电站的高边坡支护工程是应用非常广泛的一项技术，使用边坡锚杆完成起初的支护工作。在很多工程中也非常适合采用锚杆支护技术，比如后边坡高为477m内的厂房建设工程、放空洞出口高465m的建筑范围内等。锚杆一般根据梅花的形状进行布置，倾角抱在30度左右的范围内，选择最合适的焊管和扣件完成工作，搭建出临时的脚手架施工台子，设置良好的安全防护措施，其中在脚手架上铺一层结实的竹胶板是能够很好保证工人安全的方法，在支架的四周设置安全网，最大限度保证工人的安全不受侵害。锚杆钻孔过程中，一般都会使用手风钻和简易潜孔钻，还要使用孔径为48cm的焊管，搭建的脚手架高度大约是2.2m，正式开始钻孔时，要观察岩石的纹理、走向和倾角等因素，确定出最好的钻孔方式，对锚杆孔的角度做出适当的改变，使用钻头的直径一般要大于锚杆的直径，差距一般在18cm左右。一旦钻孔达到了规定的深度范围，这时可以开始使用高压风将内部雜志全部清理出去，保证可以顺利进行下面的施工作业。工程中所使用的锚杆一般选择普通的螺纹钢筋，这是一种非常经济可靠的选择。选择使用的水泥强度要大于一般的硅酸盐水泥，选择合适的沙粒即可，一般比较喜欢使用直径小于2.5cm的中细砂，水泥砂浆的强度要将其保持在M20的等级范围内。

二是排水孔的施工过程。进行水利工程施工时，要合理的确定高边坡可以良好的进行排水，如果很好的保证排水工作，山体中的大量水积存，就会给水利工程高边坡施工带来很大的不利影响作用，甚至造成坍塌现象出现。为了很好的防止这种情况的发生，在做相关施工防护工作时，一般采用的支护方式是在高边坡坡上开挖出永久的排水孔，从而很好的减小山体中的水压力，确保施工工程良好的稳定水平。这种方法经常用在喷混凝土和贴坡混凝土的范围中，也收到了很好的应用效果。

三是保证喷混凝土和混凝土支护的质量。在初期进行高边坡支护时需要喷混凝土，工作内容就是对完成开挖的基建面层进行强化和封闭工作，从而减少做好的水利工程基建面在阳光下暴晒的时间，防止受到风雨的破坏，保证基建面的良好质量。这种方式经常在厂房高边坡开挖工程、石坝开挖中用到，能够发挥很好的支护作用。在进行混凝土的供给工作时，要安排设置两台相应型号的强制式拌合机，运输混凝土使用的车辆容量在6立方米左右即可。

四是预应力锚索的施工环节，在使用预应力锚索技术施工时，要做好下面几点工作，首先是必须安排专职安全检查人员，及时进行安全隐患的排除工作，一旦发现问题出现及时进行解决。然后是如果在锚索造孔时实用哦个潜孔锤风动钻进时，要做好相关除尘工作。开始造孔时，对孔口松动的岩块有所了解，防止在冲击钻的作用下岩石松动下落，造成人员伤亡。其次是钢绞线要通过特制形成的放料支架进行下料，防止由于弹力造成人员受伤，在孔内安装锚素时，要安排专业人员进行指挥工作。其次是进行锚索张拉时，在千斤顶的伸长端设警戒线，防止人员误入造成伤害。最后是，进行锚索施工时，要充分保证高压油管、风管连接足够牢固；张拉器械的转动部分要设置完整的护罩保护。

6 结语

综上所述，可以发现水利工程发展和壮大标志着一个国家的发展水平。我国在水利工程施工方面具有比较完善的体系设置，尽管有不足之处，但是只要能够很好的理解施工方案中的各项要求，很多问题根据现有知识和经验都是能够被很好解决的。高边坡的开挖和支护是水利工程中非常重要的环节，一定程度决定了水利工程施工质量的好坏。从当前实际情况来看，对于水利工程中常见的高边坡施工工程，做好高边坡的开挖和支护相关工作是非常重要的，也受到了人们的广泛重视，同时能够在这两方面做的很好的项目，对工程质量有很好的促进你作用，能够掌握这两方面技术的关键环节和精髓是水利工程顺利完成施工决定因素。我国要不断严格高边坡开挖和支护各个环节的措施，并鼓励不断进行改进，从而建设高质量的水利工程项目，并且减少水利工程施工中的各项投入，减少资金的浪费现象发生，可以说是对企业有很大好处的。本文对高边坡的开挖和支护工作进行了认真的分析和研究，主要是想给今后的水利工程施工提供有用的指导，是我国的水利工程建设不断进步。

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