水利工程中高边坡开挖与支护工程的施工要点

王琦

德州市水利局水利施工处

一、水利工程边坡开挖施工技术

（一）数据扫描和预处理

利用三维激光扫描技术对高边坡开挖面进行扫描，主要包括地形探测、选点设站、数据扫描、数据验证等，扫描站设置时，应做到场地开阔、无遮挡、防风、扫描范围不可遗漏，整个高边坡开挖面应覆盖。在数据采集过程中，由于施工现场的影响，数据采集过程中会产生大量的噪声。另外，由于数据采集的基数较大，会产生一些无用或错误的数据。此时，需要对数据进行预处理。数据预处理主要处理云数据中的施工噪声、误差和重复数据。利用三维激光扫描仪系统的数据后处理软件cyclone进行数据预处理，处理后的点云数据以TXT格式输出到三维激光扫描仪的存储卡中，进行后续的数据精处理和计算。

（二）石方开挖技术

由于该施工环节主要是针对具有较高硬度、性能、厚度的岩面进行作业。因此，施工前需对岩石层进行综合的评估，根据相关参数来进行开挖方案和开挖技术的选择。钻孔施工必须保持匀速，及时清理挖掘机上所粘附的杂质或者挖掘残留物。当岩石浮于土壤表面时，用挖掘机拉出并将其锤断，并根据分层开挖的原则和流程来进行作业。在进行爆破施工时，需根据岩层的水平条件、实际分布，以及角度、高度、边坡的坡度来进行爆破材料和方法的选择。根据参数图纸进行炮眼的设计和布置，严格根据爆破参数确定炮眼的间距、角度、深度。其眼底间距和挖槽眼间距、辅助眼的行距和眼口排序，以及沿周边眼所设计的断面轮廓线间距的误差都必须小于5cm。每个炮眼的总体深度必须小于2.5m，眼底是根据开挖断面轮廓线来进行设置，前者不得超过后者10～15cm。装药完之后的炮眼需对其进行填堵密封，其堵塞的长度必须超过20cm。当岩石的抗压强度或者岩石完整性超过30MPa时，若不对整体的强度和结构稳定造成影响，则可允许适当出现超欠挖，其各部位岩石隆起量必须低于5cm。

（三）土方开挖技术

如果施工现场的环境主要是土壤，则需要应用土方开挖技术。根据建设方案，分期建设要有序进行。施工中产生的泥土和框架应及时清理干净，以便后续施工顺利进行。施工前，根据施工方案规划作业路线，分析解决土方开挖过程中可能出现的问题，制定相应的处理措施，做好各方面准备后，按预定路线进行施工。

二、水利工程边坡支护施工技术

（一）混凝土喷涂技术

在大型水利工程的水力边坡试掘开挖多层防护时，应运用钢筋混凝土多层喷涂防护技术，并在水利边坡和周边同时建设多层隔离带，避免水利边坡在自然环境和人为水力活动的双重影响下慢慢变得不稳定。喷涂施工技术因具有施工原材料易回收获取、施工作业速度快、施工后对工地原本边坡土壤条件变化影响较小等几大特点，在目前的新型边坡土壤防护喷涂技术施工中常见。造价低廉的钢筋混凝土迅速发展，成了目前喷涂建筑技术最为常见的建筑材料，利用钢筋混凝土基层喷涂防水技术，不仅能避免出现自然雨水的直接冲击以及可能带来的施工边坡墙体坍塌渗水现象，而且在大型水利水电工程施工中，对长时间不易接触天然水资源的施工设施可以起到大大增加施工强度，从而起到保护作用。同时，混凝土基层喷涂施工时，还需要严格遵守喷涂施工工艺要求。喷涂处理作业必须严格按照要求分次有序地连续进行，保持喷层表面干净无杂质，只有这样才能达到喷涂出良好的喷涂效果。因此，需要对油漆喷涂现场设施，及喷涂的整个过程实时跟踪和检查，防止出现设备温度太高或其他异常现象造成不安全事故。

（二）锚杆支护

在水利工程边坡支护中，可以采用加固边坡和支护边坡的方式来提高边坡的可靠性，锚杆支护在实际工程中应用较多。锚杆支护主要利用锚杆的内部结构来实现对边坡力学整体状态的调控。通过对锚杆位置和深度的科学计算和验证，可以促进稳定区的形成，从而提高边坡的稳定性和安全性。在锚杆支护技术的应用中，对材料和设备的要求更高，因此在施工过程中，要仔细选择设备和材料，仔细分析边坡中岩石的性质，确定最佳施工方案，计算核实施工现场的倾斜和方向，随时调整施工设备，尽量使岩石与钻机的距离达到最佳状态。施工达到设计深度后，必须及时清除钻孔内的杂物，避免塌孔等现象，以保证锚杆能发挥其对边坡稳定的作用。

（三）钢筋的铺设技术

在建筑施工过程中，钢筋的基层铺设施工作业是非常重要的环节。合理的支护钢筋数量分配、使用顺序能够提升山区边坡支护的稳定性，从而达到延长山区水利工程有效支护工作期的主要目的。虽然整个钢筋工程铺设设计是一项较为简单的作业，但是相关设计人员绝对不能掉以轻心，应该及时、详细分析整个钢筋设计流程图纸的所有细节材料和钢筋设计的示意图，确保施工作业能顺利实施。边坡钢筋支护铺设工作的特点为具有大规模工程量、大规模建设，钢筋在边坡铺设时通常需要钢筋进行无缝连接。市场上供应的钢筋无缝连接需要较高的运输成本和安装维护成本，因此施工单位受多方面因素的影响，一般会选择钢筋绑扎的施工方式。桥梁边坡浇筑防护层的工作，往往都会要求施工采用一种闪光的焊接方式对其加以钢筋对焊，采用冷筒的焊接方式辅助，完成其与钢筋的连接。

（四）钻爆技术

水利水电工程边坡地质条件为岩石的情况下，主要采用钻爆施工方法，在施工过程中对各个流程和环节的要求较高。目前我国的钻爆施工方法主要有微差爆破、预裂爆破等。在钻爆施工之前，必须先对施工方案作出一个整体规划，对各项影响因素加以综合的考量与分析，力求高质量、高标准、高效地完成钻爆施工，以确保水利工程的施工建设顺利进行。将混凝土喷射和锚杆相互结合使用，可以提高边坡开挖工作的安全系数，起到支护边坡的目的。有关施工单位需要注意对施工地质条件和开挖地点的周围环境进行勘测评估后，再确定是否适合采用钻爆技术，然后评估需要采用的施工方法及其具体的施工角度。

（五）挡土墙支护技术

若进行悬臂挡土墙施工，则是根据要求将钢筋或者木桩等材料镶嵌入边坡土壤当中，形成具有较强的坚固性和防护能力的边坡支护墙。科学地对构建的位置进行确定，利用焊接的方式对其进行处理，根据边坡防护的要求构建相应的旋臂挡土墙。为达到预期的效果和作用，需科学地进行其间隔的调整，依据坡度来确定挡土墙的高度，一般将其控制在6～9m。

（六）预应力锚索

预应力锚索施工中，应做好锚孔的测量和控制。应使用钻机在岩体中钻孔。具体钻孔规格应结合锚杆位置确定。做好锚孔的检查和清理工作。锚杆安装完毕后，应进行注浆作业。为满足具体施工要求，施工前要做好勘察工作。对施工中发现的问题和其他不符合设计或施工要求的问题，应及时采取相应的预防措施进行处理。施工期间的钻孔可使用潜孔锤进行。施工前，应将钻孔表面清理干净，防止孔内有松动的石块和灰尘。一旦出现松动的石块，在钻孔过程中会脱落或产生较大的冲击力，影响正常施工，威胁施工人员的生命安全。为防止锚索安装时钢绞线弹出，钢绞线应固定好。

结论：综上所述，建设单位必须根据当下的边坡支护技术和水利工程建设的整体发展趋势来进行施工理念的调整，考虑水利工程施工过程当中的各种影响因素与制约条件，推出与社会发展和工作建设需求相匹配的全新施工方案。另外，施工单位还需要有效地对施工成本和施工材料进行控制，根据实际的边坡开挖支护技术的周期进行科学规划。对各环节的施工流程和施工技术进行明确，要求相关人员以此为依据来进行有效作业，这样才能为水利工程建设的持续深入和边坡开挖支护技术的推广与普及奠定良好的基础。