边坡开挖支护施工技术在水利水电工程中的应用

代学山

（中国水利水电第四工程局有限公司，青海西宁 810000）

水利水电工程建设过程中面临复杂的施工环境，且施工步骤繁杂，在具体施工过程中时常发生意外。相关人员需要对边坡开挖以及支护施工予以高度重视，在施工前制定合理的方案，防止出现质量和安全问题。水利水电工程施工过程中多采用边坡支护开挖技术对高边坡进行处理，通过该项技术的应用使边坡支护开挖更安全有效，减少滑塌的发生，加快施工速度，有效解决施工时可能遇到的安全问题及隐患，推动我国水利水电工程良性发展。

1 常用的边坡开挖方式

1.1 土质边坡开挖方式

土质边坡开挖需要遵循自上而下的原则，在具体操作过程中必须按照施工要求及标准操作，削坡层厚度需要控制在合理范围内。边坡的减退削坡可结合实际情况确定是否使用反铲开挖机，机械开挖的效率高于人工开挖，可酌情应用。负责开挖的人员必须具备丰厚的专业技术，优化施工技术管理措施，加强对施工现场的监督和管理，确保工程质量。

1.2 岩质边坡开挖方式

部分岩质边坡的边层为岩石，在确定开挖方式和爆破方案时，需要综合考虑岩石的硬度、性质、分布情况等。岩质边坡开挖应遵循自上而下原则，有效提升开挖效率，确保开挖质量，使边坡开挖施工更安全有效。进行开挖时，需要综合了解多方面情况确定爆破点，以最小的爆破范围满足施工需求，避免对边坡造成不利影响。现阶段，应用率较高的爆破法为台阶式爆破法，该方法较为稳定，对边坡造成的影响较小。

1.3 槽挖方式

相较于其他工程项目，水利水电工程施工面临的难题较多，且受到多种因素的影响，如开挖时需要综合考虑环境因素、地理因素、项目所在地的相关情况等。因此，为了加快工程进度，保证工程质量，必须制定合理的开挖方案。

目前，槽挖方式是水利水电工程施工中常用的一种开挖方式，具体可分为两种，即拉槽分层爆破开挖和保护层开挖，应用过程中需要结合边坡轮廓的特点进行选择。

1.4 钻爆方式

针对水利水电工程，必须完全掌握工程具体情况后，制定科学合理的钻爆方案后，才能开始钻爆施工。制定钻爆方案时必须做到精准设计，相关人员应到施工场地对施工情况进行了解和掌握，详细了解钻爆区域的地质情况，实施生产性爆破试验，经过数次的试验结果确定最终的爆破参数。

在爆破施工中采用微差爆破技术、预裂爆破技术等，可有效提升爆破效率，降低爆破对边坡岩体的影响，避免频繁调整开挖部位影响工程进度和质量。

2 工程概况

该工程处于某河流的支流处，是一项综合性水利工程，有多个功能需求，包括供水、灌溉等。

土方开挖、淤砂开挖、坑石开挖、石方开挖的量分别为2 178、199、4 202、3 057 m3，土方回填和砂砾石回填量分别为388 m3和180 m3，干砌石块和碎石垫层分别为89 m3和30 m3，M5浆砌块石、M7.5浆砌块石、M7.5浆砌料石分别为1 760、2 034、147.2 m3，C15混凝土、C20混凝土、C25混凝土分别为587、182、3.7 m3，钢筋质量和伸缩缝分别为11.3 t和49 m2，砂浆勾缝、M10砂浆抹面、喷浆护面分别为282、678、280 m2，石渣运输量为4 002 m3。

3 边坡开挖支护技术在水利水电施工中的应用分析

3.1 地质勘测后进行边坡开挖支护施工

边坡开挖支护技术应用于水利水电工程施工时，需要提前检测边坡的安全情况、断面情况、边坡地质情况等，通过检测结果制定施工方案。施工人员通过爆破振动检测，掌握振动频率，以此为依据完成施工指挥，提高操作的准确率，提高施工安全性，使边坡开挖工作高效完成。深入施工现场对边坡物理状态进行考察后开始施工，即物理探测，分析具体的地质情况，确定施工技术[1]。

3.2 边坡开挖支护技术的实施要点

在边坡支护技术中，浅层支护和深层支护是应用率较高的两种方法。在浅层支护中，锚杆支护法、挂网喷混凝土法以及排水孔的应用最为普遍。锚孔挖掘完成后，完成灌浆再行插杆，如果有岩层开挖深度不足等情况发生，可以先行插杆后灌浆。

边坡开挖支护施工涉及钢筋网的铺设，尤其在地质稳定性差、发生地质灾害可能性较大的地区，如滑坡、地震、泥石流等，钢筋网铺设工作尤为重要。应做好边坡加固，提高其稳定性及牢固程度，降低地质灾害对边皮的影响，铺网过程中，坡面与网应密切连接，充分发挥防护作用。

排水孔设计是施工过程的重点之一，工程正式投入使用后，边坡长期受排水影响，稳定性和牢固程度下降。在边坡开挖施工过程中，需要合理修建排水孔，通过修建永久排水孔降低排水对边坡的损伤程度。在排水孔中添加排水盲材，延长排水孔的使用寿命，避免坍塌，提高牢固程度。

3.3 对施工现场进行科学管理

在实际的水利水电工程边坡开挖支护施工过程中，涉及较多与施工各环节相关的操作人员与管理人员，需要使用较多种类的机械设备，现场管理工作难度较高、复杂性较强。

（1）在施工准备阶段，应全方位清理掉施工现场无关设备，要求没有后续施工任务及操作资质不过关的人员必须离开施工现场。

（2）“自上而下”实行土方开挖，土方开挖环节和石方开挖环节应分开进行；合理运用“机械设备+人工操作”的方式，从效率与质量两方面保障各环节开挖工作的安全性。

4 水利工程的边坡支护

4.1 铺设钢筋网

水利水电工程边坡支护施工过程中，针对边坡完整性较差的区域可铺设钢筋网，避免边坡塌方、塌滑等情况发生，满足工程对边坡稳定性的要求。该工程在施工现场完成了20 cm×20 cm钢筋网的绑扎，总铺设面积为4 m2。一般情况下，水利水电工程边坡浅层支护方式包括喷混凝土、锚杆束和排水孔。

（1）喷混凝土。

在水利水电工程边坡支护施工时，喷混凝土的应用最为普遍，该方法能够加强边坡基面的牢固性和密封性，防止边坡岩体因受到自然环境影响被分化。该工程的施工关键在于堤身的防护工作，先在地基边坡表面砌上M7.5浆砌石，确保其平整度满足要求，压实整个平面，根据施工配合比要求配置处混凝土，在此基础上利用喷绘机湿喷工艺将C15混凝土材料喷绘至所需位置，由专业人员进行施工验收。完全满足施工要求后开始安装模板，通过钢模板外撑内抵的方式使模板更牢固，满足施工要求后采用喷绘机在已确定位置喷洒C15混凝土材料，混凝土的喷绘厚度通常为10～20 cm[2]。

（2）锚杆束。

综合判断该工程的具体情况，选用栅格结构完成边坡支护，锚杆布置如图1所示。

图1 锚杆布置剖面

使用挖掘机对护坡比进行调整并压实，用腻子粉先划出栅格结构的边框线，栅格槽人工开挖，成型后的尺寸应满足设计要求。由专业人员验收合格后开始安装模板，模板为定型钢模板，在模板外侧处的护坡钉入间距为30 cm的木楔子，模板固定采用间距为30 cm的木条钉立木楔，确保结构尺寸与设计要求相符。

监理人员对模板安装进行验收，确认合格后开始栅格混凝土浇筑，在施工现场完成混凝土搅拌，搅拌设备可选用滚筒式搅拌机，倒入手推车送至施工场地，拌制混凝土的配合比需要与试验结果一致，确保混凝土符合使用要求；待混凝土终凝后，安排专门的工作人员进行洒水养护[3]。

（3）排水孔。

水利水电工程的边坡需要长期排水，导致周边山体可能受到水压影响而损伤边坡，为解决此问题设置排水孔[3]。现阶段，针对混凝土结构面占比较大的位置通常设置排水孔，且排水孔使用年限不受限制，以此缓解山体水压强度。该工程安装了20 m3空压机以及配套设备，排水孔径和孔深分别为50 mm和4 m；仰视角度约10°。

4.2 深层支护

深层支护是水利水电工程边坡开挖的重要施工技术，在具体施工时轻型锚固钻机是首选设备。

以液压锚固钻机为例，可利用该设备完成锚索的钻孔，设备上配备的导向仪可以在钻孔时调整倾斜度，全程检查钻孔相关事项，对存在的误差及时予以发现并纠偏。实施深层支护时，选用3SNS型号高压灌浆泵完成灌浆施工，混凝土锚固使用溜槽，施工过程遵循设计要求，凝结的质量达到实际要求的强度后，开展锚索张拉程序。在此期间，需要严格控制初期张拉时的张拉力度，以设计值的90%为最佳，由专业设备持续张拉钢绞线，以此检测钢索是否满足设计要求，如不符合需要进行补偿张拉，最后进行封锚。

5 结语

水利水电工程建设过程中，需要采用科学合理的施工技术提升工程质量，加快工程进度。边坡支护技术可以满足水利水电工程的应用需求。在具体应用时，需要明确边坡开挖支护技术的标准要求及技术要点，结合工程实际情况，制定科学合理的施工方案。