高边坡开挖与支护施工技术应用

王 泰 辉

(大唐雅安电力开发有限公司,四川 雅安 625500)

0 引 言

高边坡支护是现代基础设施建设中的重要工程项目,是确保结构性稳定与施工整体安全的重要方式,只有严格按照相关技术标准设定行之有效的支护施工技术方案,才能在坡体应力状态和水文条件改变等方面取得预期效果。

近年来,国家相关部门高度重视高边坡支护施工技术体系的创新,在细化完善施工技术标准和构建整体性的开挖技术流程方面制定并发布了诸多宏观政策,为新时期基础设施建设提供了有效保障,而且成果显著。同时,广大技术人员同样在破解高边坡支护中的施工难题和提升开挖作业机械化水平方面进行了积极的探索,在多个维度实现了高边坡支护施工的规范化、流程化与科学化,积累了丰富而宝贵的实践经验。依托于高效合理的高边坡支护施工技术,以自然坡体为主要对象的人工处理方式将更趋合理,各类基础设施建设的总体安全性将得以明显提升[1]。

1 高边坡支护的目的

高边坡支护技术是工程施工中对周围环境进行支护和保护的技术,是提高工程质量和安全的重要措施。在工程施工中,只有加强对边坡支护技术的重视,结合工程施工的实际情况,才能更好地保证施工的安全稳定。同时,由于施工中影响因素较多,在进行边坡支护施工时,也需要对这些影响因素进行综合考虑和分析。

在工程中应用边坡支护可以减少不利因素对施工的影响。例如,在施工期间,工程可能会遇到各种不同的地质条件。地质条件不理想,就不能满足工程的需要。如果在原地基上进行施工,容易引起坍塌,不仅威胁施工人员的生命安全,而且还会造成工程项目的质量问题而增加成本和损失。此外,在强降雨或地震频繁的地区,自然灾害容易延误工期或影响工程施工质量。

2 高边坡支护技术施工类型

2.1 钢筋网铺设支护技术

钢筋网铺设支护施工在现代高边坡支护施工实践中占据着主要地位,可有效应对自然坡体结构稳定性较差的难点问题,有助于优化提升因雨水侵蚀而导致的坡体松散,对于增强坡体稳固性具有显著作用。随着现代高边坡支护施工要求的不断提高,钢筋网铺设支护施工的先进性与精细化程度更高,可在划定钢筋网使用规格的基础上,拓展优化其敷设面积,增强支护能力,使自然坡体的岩石土体能够与钢筋网之间形成良好连接,实现预期支护效果。

2.2 浅层支护技术

根据支护施工载体的不同,浅层支护技术可细化混凝土喷射支护、锚杆支护和排水孔支护等多种类型。上述不同的支护技术方法在适用条件、技术控制与支护效果等方面存在显著差异,需要根据高边坡支护施工的现实需求予以综合选择。以混凝土喷射支护技术为例,其通过提前配置符合性能要求的混凝土材料,利用喷射机械将其喷射到坡体指定位置,当混凝土凝固后,则可起到边坡支护作用。该技术方法同时需采用木楔子进行事先固定,确保精准度[2]。

2.3 深层支护技术

对于自然坡体支护施工深度需求相对较大的情况,可采用深层支护技术开展作业。在实践中,深层支护技术通常需要借助锚固钻机等设备,在坡体相应位置进行钻孔作业,形成直径、位置和分布状态符合要求的钻孔,然后使用灌注泵等设施设备对孔内进行灌注操作。最后,进行锚索张拉施工,严格控制张拉强度,防止张拉力度过大或过小而影响最终效果。深层支护技术需同步做好施工过程监测,关注混凝土强度变化及锚索张拉状态等。

3 高边坡支护施工

3.1 做好设计优化工作

施工设计是施工建设的基础,也是后续施工中的重要参考,保证施工设计的科学性与有效性是十分必要的。现阶段,边坡支护结构的设计往往以平面应变问题处理为主要目标。如果边坡相对较长,这种平面应变设计往往与实际情况之间存在较大差别。如果支护结构设计没有紧跟实际情况作出适当调整,则很容易影响施工质量,甚至工程的安全性。因此,在施工设计过程中需要加强现场勘测,做好准备工作,了解施工区域的实际情况、具体问题,并在此基礎上对施工设计作出适当调整和优化,保障施工设计方案的科学性、可行性与有效性,进而为后续施工提供指导和帮助。

3.2 关注排水问题

在工程建设过程中,关注排水问题十分重要。而在边坡施工过程中需要将排水问题作为重点问题加以考虑。如果排水问题考虑不到位或者考虑的因素欠缺,则很容易会因山体中的渗水使工程边坡施工面临较多的困境和较大的荷载压力,也很容易出现滑坡、坍塌等问题。基于此,施工人员可以在边坡施工的过程中引入永久性排水孔,这样可以有效减轻山体内部的水压,进而保证施工工程的安全性和稳定性。一般情况下,在排水口设置过程中,施工人员可以引入空压机和手风钻及相应的机械设备提高工作效率。为了避免出现塌孔,施工人员可引入PVC管并将其安装在排水孔中。这样,既可保证排水质量,又可有效避免塌孔问题出现。在排水孔设计过程中,需要考虑排水孔的孔径,分析排水孔的位置和角度。在孔径、位置、角度分析过程中,不仅需要考虑其排水功能,还要考虑其美观及协调实用性和美观性之间的矛盾,从而达到良好的施工效果。

3.3 强化边坡建基面

一般情况下,在一期支护施工中需要通过喷混凝土的方式落实施工,这样做的好处是为了更好地强化边坡建基面,避免边坡建基面出现风化问题。而在该环节,施工人员需要从以下方面加强控制与管理:

首先,要做好施工现场分析工作,分析岩面是否存在松土或松散石渣的情况,避免松土或松散石渣的出现影响黏合效果,无法保证混凝土和岩面之间的黏合度。

其次,需要做好挂网材料的控制和选择,挂网材料的选择需要严格按照施工设计和施工标准作出有效控制;除了控制挂网材料的质量外,还要分析挂网材料的网格尺寸,并在此基础上分析锚杆和钢筋网之间的连接是否牢固、钢筋网和岩面之间的距离是否合理。

最后,混凝土配比问题是混凝土施工过程中必须考虑的核心问题,这会直接影响混凝土的强度,而在混凝土材料配比分析的过程中施工人员需要在施工之前落实试验工作,明确混凝土的性能和强度要求,并在此基础上分析不同材料的性能,通过实验确定不同材料的配合比,结合施工现场的实际情况对配合比作出适当调整,以保证混凝土的强度和性能。

3.4 分层式边坡开挖应注意的问题

为了更好地保证施工质量,在边坡开挖过程中常用的施工方式为分层式施工,在分层边坡开挖的过程中需要注意以下两个问题:

(1)在分层开挖过程中,不同层次施工状态下,施工人员所面对的施工现场情况有所区别,因此,不同层次的施工技术和施工步骤及施工方法应及时进行调整,保障施工工作的科学性与针对性。

(2)在分层边坡开挖的过程中,需要明确开挖顺序。一般情况下,秉持自上而下的原则落实开挖工作,同时,细化施工区域,根据工程施工的现场情况合理划分区域,明确施工区间。

4 高边坡支护施工质量控制的举措

4.1 做好支护前的准备

高边坡支护施工需要充分做好前期准备,这样既可避免支护与开挖施工中的中断问题,更能够有效防止潜在干扰因素影响施工质量。

(1)做好对自然坡体状态的研究分析,获取施工作业范围内土层结构状态信息,形成更具针对性的施工作业计划,为整个高边坡施工质量创造良好条件。

(2)根据高边坡支护施工技术方案,配置性能稳定可靠的各类机械设备,对其进行充分维护保养,使其能够满足高强度、连续性的支护作业要求。

(3)对高边坡支护作业人员进行必要培训,强化其责任意识与风险意识,熟练掌握各项操作技能,提高作业施工的各类标准化水平。同时,还应制定行之有效的支护施工作业方案,明确各个作业步骤的具体质量要求,并根据高边坡支护施工进展做好动态调整。

4.2 优化运用施工爆破技术

现代爆破技术的创新发展与实践运用,为新时期高边坡支护施工与开挖作业提供了更为灵活多样的方法,在施工作业中发挥更大作用。对此,应做好爆破网络工程的控制和组织,做好爆破孔和缓冲孔钻孔,合理选择爆破点位与药量,设定预裂孔的起爆时间,防止爆破振动强度过大而对高边坡周边区域造成不良的振动影响。制定爆破技术应用中的安全控制方案,划定安全范围,爆破期间无关人员一律不得靠近。在爆破标准方面,则需根据马道水平预裂孔和坡面预裂孔的差异条件,实施相应的爆破操作。提高爆破作业人员技能,做好爆破方案审查,确保形成最优化的爆破效果[3]。

4.3 严格控制开挖和支护的关键工序

高边坡支护施工和开挖作业通常可分为多个不同环节与步骤,其中涉及诸多类型的关键工序,如何对这些关键工序进行强化控制,实现不同环节的优化衔接,理应成为技术人员考虑的重点。

(1)在相应技术标准规范内制定符合实际的施工技术方案,细化完善高边坡支护施工作业流程,明确关键工序的质量控制要点,使所有作业方法均能符合质量标准要求。

(2)针对自然边坡的实际特点,对相对复杂的体质条件进行适当改造,灵活采用分层式与分段式开挖方法,并划分开挖和支护作业区域,提高各步骤的施工成效。以锚杆支护方式为例,应尽量选择符合特定强度条件的焊管和扣件,按照梅花状在作业范围内布置锚杆。再如,在抗滑桩井土壁支护中,则可采用大直径桩,提高施工作业效率。

5 结 语

当前,经济发展活力显著增强,高边坡支护施工面临崭新局面,使传统固化的支护施工与开挖技术方法面临了严峻挑战。鉴于此,有必要立足站的发电用水对水质无影响,故不需采取措施直接进入河道。为了满足维持下游河段水环境、生态环境和用水户用水,坝址处生态流量要求下泄不低于7.5 m3/s,采用设置生态流量机组下泄的方式,不仅完全满足环保要求(于坝址处下泄不低于7.5 m3/s的生态流量),还充分利用了水能资源,可增加四川电网枯水期电能,改善电网供电质量。电站的建设符合流域、区域制定的规划,符合四川省水电产业发展和水资源管理要求。