水利水电施工过程中边坡开挖支护技术的运用

赵国栋

固安县水务局 河北 廊坊 065500

随着工程建设的不断发展，水利水电施工工程在经过多年的发展与实践，较为成熟的技术方法也得到了沉淀和总结。在这些技术方法中边坡开挖支护技术是其中的重要一环，它在水利水电施工中扮演着非常重要的角色，为水利水电施工中的工程前期准备和后期保障提供了强有力保障。而边坡开挖支护技术能够根据具体地质条件，采取相应的支护措施，提高边坡的稳定性和承载能力，确保工程的质量达到设计要求。

1 对边坡稳定造成影响的因素

1.1 地质因素

边坡稳定性是指土体在自身重力和边坡形状的作用下，能够抵抗外界力量和环境变化的能力。然而，地质因素对边坡稳定性产生重要影响。首先，地质构造是影响边坡稳定的主要因素之一。地质构造的差异会导致不同地层之间的接触面发生滑移或变形，进而对边坡稳定性产生影响。例如，断层的存在可能导致岩石出现裂隙和位移，进而破坏岩石的整体结构，减弱边坡的稳定性。第二，岩土性质也是地质因素对边坡稳定性产生影响的重要因素之一。不同的岩石和土壤类型具有不同的物理和力学性质，这些性质决定了其坚硬度、强度、黏聚力等特征，进而影响边坡的稳定性。例如，黏性土壤含有较高的黏聚力和内摩擦角，使得其更容易坍塌，对边坡的稳定性构成威胁。第三，地下水位的变化对边坡稳定性产生重要影响。地下水的存在和渗流会降低土壤的黏聚力和内摩擦角，使得土壤的承载力下降，加剧边坡的滑动和变形。特别是在降雨季节或长期降雨的情况下，地下水位的上升会导致边坡松散化和溶解，从而增加边坡稳定性的风险。

1.2 地形和坡度

边坡是指山坡、路堤等地貌特征构成的地形。边坡的稳定性是指边坡在自然环境下能否保持稳定，不发生塌方、滑坡等地质灾害。边坡的稳定性受许多因素的影响，其中地形和坡度是最主要的因素之一。地形是指边坡所处的地理位置和地形特征。不同的地质地形对边坡的稳定性有着不同的影响。例如，地势险峻的山区往往存在较大的地面压力，地质构造复杂，岩石破碎、风化等情况比较严重。这些因素会增大边坡的倾覆和滑坡的风险。而平缓的地区则相对稳定，边坡的稳定性较高。另一个重要的因素是坡度。坡度指边坡的倾斜程度，是影响边坡稳定性的关键因素之一。坡度越大，地表受力越大，边坡的稳定性越差。强风、降雨等外力的作用下，坡度大的边坡容易发生塌方、滑坡等不稳定现象。相反，坡度较小的边坡更加稳定，有利于防止地质灾害的发生。

1.3 外界因素和不良人为活动

边坡稳定是指山体或土地斜坡的稳定性能，它直接影响到土地利用和交通建设的安全。在边坡稳定中，外界因素和不良人为活动被认为是主要的影响因素。外界因素是指自然环境对边坡稳定的影响。首先，降雨是主要的外界因素之一。强降雨会增加土壤含水量，导致边坡土体的重量增加，增加了边坡整体的滑动和崩塌倾向。其次，地震也是边坡稳定的重要外界因素。地震的震动会使边坡土体产生变形和位移，进而导致边坡的失稳。此外，地质构造、地下水位和植被状况等因素都会对边坡的稳定性产生影响。不良人为活动是指人类活动对边坡稳定的不利影响。大规模的土地开发和采石等工程活动会改变原有的地质条件，破坏边坡的稳定性。土地开发过程中的挖掘、填方和排水等活动会改变土壤的性质和压实程度，进而影响边坡的稳定。

2 边坡开挖在水利水电施工工程中的主要流程

2.1 技术交底

边坡开挖在水利水电施工工程中是一个关键且复杂的过程，为确保施工的安全和高效进行，技术交底显得尤为重要。在进行边坡开挖之前，一系列的流程和步骤需要进行详细的技术交底，以确保施工人员的专业素质和工作执行力。首先，技术交底的前提是施工方充分了解相关的设计图纸和施工规范。施工方需要细致研读设计图纸中的边坡开挖部分，并明确工程的要求、标高和线形控制。接下来，技术交底的重点将放在施工工艺和施工方法上。施工方需要详细介绍边坡的开挖顺序、开挖深度、开挖坡度和开挖面的处理方法等。在这一步骤中，施工方需提醒施工人员注意的安全事项，如施工现场的平整程度和满足开挖的支撑要求。在技术交底过程中，施工方还需要重点关注边坡开挖过程中可能遇到的特殊情况和应对措施。如在开挖过程中可能遇到的土体松动、陡坡滑坡、坡脚起滑等。施工方需要向施工人员介绍应对措施，如采取喷混凝土满足边坡的稳定要求和增加支护措施等。此外，技术交底的流程还包括边坡开挖的质量要求和验收标准的阐述。施工方需要明确开挖面的平整度、坡脚的夯实程度、边坡的坡度和坡面的平整度等。并强调在施工过程中要严格按照验收标准进行自我检查和整改。

2.2 测量放线

边坡开挖是水利水电施工工程中十分重要的一个环节，较为精确的测量放线是确保边坡施工顺利进行的关键。边坡开挖前的测量放线工作可以分为以下几个步骤。首先，需要清理开挖区域，确保工地清晰可见，以便进行测量。接下来，根据设计图纸和相关要求，确定边坡开挖的起点和终点，并在地面上做出标记，以便后续施工操作。在测量放线之前，需要准备好相关的测量工具。常用的工具包括全站仪、测距仪、三脚架、测量杆等。确保这些工具的准确度和可靠性对于放线测量的精确性至关重要。接下来是实际的测量放线工作。使用全站仪等仪器进行基准点的测量，确定边坡的起点和终点的坐标。根据设计图纸上的数据，确定边坡每个测量点的横纵坐标，并在地面上做出标记，以便后续的开挖工作。在放线测量过程中，需要注意的是测量的准确性和实时调整。如果发现某些点的测量结果与设计图纸上的数据存在差异，需要及时进行调整，并准确记录调整后的测量结果。这样可以保证边坡的开挖符合设计要求，并确保施工的安全性和稳定性。

2.3 洞室和竖井开挖

边坡开挖和洞室/竖井开挖是水利水电施工工程中常见的关键环节。首先，对于边坡开挖，需要进行前期准备工作。这包括详细了解工程地质情况，进行地质勘探和水文勘测，以确定边坡的稳定性，并制定相应的施工方案。接下来，进行边坡开挖的准备工作。这包括清理现场，搭建安全防护设施，确保施工区域的安全。然后，进行边坡开挖的主要施工工作。首先是进行爆破拆除，使用爆破工具和爆破剂将边坡的岩石或石块进行破碎和拆除。接下来是进行挖掘，使用挖掘机等工具将边坡土方进行开挖和清理。边坡开挖完成后，需要对边坡进行加固，以确保其稳定性。这可能涉及到喷射砼、钢筋网格等加固措施的施工。接下来，来介绍洞室/竖井开挖的主要流程。首先，进行前期准备工作，包括详细了解工程地质情况，并设计出合适的洞室/竖井结构。然后，进行洞室/竖井开挖的准备工作。这包括清理现场，搭建临时支撑结构，确保施工区域的安全。接下来，进行洞室/竖井的主要开挖工作。首先是进行地面开挖，使用挖掘机等工具将地面土方进行开挖和清理。然后，进行井壁支护，使用钢模板、混凝土等材料进行井壁的支撑和固定。洞室/竖井开挖完成后，进行内部的处理和加固工作。这可能涉及到洞室/竖井墙面的清理、喷射砼加固等。最后，在洞室/竖井开挖工作完成后，进行清理现场和检查工作，并进行必要的修复和维护工作，以确保工程的顺利完工。

3 水利水电施工中边坡开挖支护技术的要点

3.1 土方开挖技术

水利水电施工中边坡开挖支护技术是保证工程施工安全和质量的重要环节。在土方开挖过程中，施工人员应注意以下要点。首先，要根据工程的具体要求和设计要求，在进行边坡开挖前进行详细的工程勘察和设计。通过地质勘察、水文地质勘察和岩土工程勘察，了解边坡土体的性质、坡度、坡高等参数，为后续施工提供准确的数据。其次，土方开挖支护是一种最基本、最常用的边坡支护方法，其主要作用全穹是保证边坡的稳定性。在进行土方开挖之前，需要对土体性质进行调查和分析，以确定掘进斜度、深度、方向等具体参数。在实际土方开挖过程中，由于地质条件的复杂性，可能遇到土性松软、边坡高度大、坡度陡峭等问题，此时需要根据实际情况采取一些强化措施，例如进行整体加固、加大边坡稳定基面等。此外，要加强对施工人员的培训和安全意识的提高。施工人员要了解开挖过程中可能出现的风险和安全措施，严格按照操作规程进行施工。同时，加强安全教育，提高施工人员的安全意识，做到安全施工。最后，要进行边坡开挖后的复查和整改工作。及时对边坡开挖过程中存在的问题进行复查和整改，确保施工质量和安全[1]。

3.2 石方开挖技术

水利水电施工中，边坡开挖支护技术是非常重要的环节，其中石方开挖是关键的一部分。首先，要进行详细的工程勘察和设计。在进行石方开挖前，必须进行充分的勘察，了解边坡的地质情况、土层结构和坡面稳定性等信息。根据勘察结果，制定合理的设计方案，确定开挖的深度、倾斜度以及边坡的支护措施等。只有通过细致的勘察和科学的设计，才能保证后续施工的顺利进行。其次，要合理选择石方开挖的方法。常见的石方开挖方法包括爆破法、机械翻挖法和液压冲洗法等。选择合适的开挖方法需要综合考虑边坡的地质条件、坡面的稳定性要求以及施工工期等因素。在选择爆破法时，要进行严格的爆破设计，确保爆破效果的控制和周围环境的安全。然后，要严格执行边坡开挖的安全操作规程。在进行石方开挖时，必须按照相关安全规定进行操作，确保施工人员的安全。对于复杂的边坡开挖，需要组织专业的人员进行操作，并配备必要的安全防护设备。同时，要定期进行开挖质量的检查和监测，及时发现和解决问题，确保施工的顺利进行。最后，要采取有效的边坡支护措施。石方开挖后，边坡的稳定性可能会受到影响，为了保证边坡的安全，必须采取适当的支护措施。常用的边坡支护方式有喷砂锚杆、锚网、预应力锚索等。选择和设计边坡支护措施时，需要综合考虑工程的需求、地质条件和经济性等因素[2]。

3.3 边坡锚杆支护技术

边坡开挖支护技术在水利水电施工中起着至关重要的作用。其中，边坡锚杆支护技术是一种常用的边坡支护方法，它通过锚杆的固定来增强边坡的稳定性和抗滑能力。边坡锚杆支护的设计要点包括以下几个方面。一是合理确定锚杆的布置密度和深度。在设计中，需要根据边坡的坡度、土质情况和工程要求等因素，合理确定锚杆的布置密度和深度，以确保足够的支护效果。二是选择合适的锚杆类型和规格。根据边坡的高度、土质特性和工程需求，选择合适的锚杆类型，如直径、材质和长度等，并确定合理的埋置深度。三是进行合理的预应力设计。预应力设计是边坡锚杆支护中的重要环节，要确保预应力的大小和分布符合设计要求，以提高边坡的整体稳定性。边坡锚杆支护的施工工艺也需要注意几个要点。一是根据设计要求进行试锚。在正式施工之前，需要进行试锚工作，通过试锚来验证设计参数的合理性，确保施工的可行性。二是选择合适的锚杆施工方法。边坡锚杆支护的施工方法一般包括打孔、埋锚和张拉等步骤，施工时要根据边坡的实际情况选择合适的施工方法，并严格按照规范进行施工。三是加强现场管理和施工监督。在施工过程中，要加强对施工质量和工艺的监督，及时解决施工中的问题，确保施工的安全性和可靠性[3]。

3.4 混凝土支护技术

水利水电工程中的边坡开挖和混凝土支护技术是保障工程稳定和安全的重要环节。混凝土支护技术在水利水电工程中具有很大的应用价值。混凝土作为一种高强度材料，能够有效地支撑边坡，并提供稳定的支护。在实施混凝土支护时，需要注意选材、配合比和施工工艺等因素。选用质量优良的混凝土材料，确保配合比的准确性，以及采用合适的施工工艺，能够保证支护结构的强度和稳定性。混凝土支护技术还需要考虑施工工程的特点和环境条件。不同的工程类型和地质条件，对支护技术的要求不尽相同。例如，山区水利工程可能需要面对复杂的地质情况和巨大的土压力，因此在混凝土支护设计中需考虑抗剪强度和耐冲刷性能等因素。而在平原地区的水电工程，对混凝土支护的要求可能更多集中在强度和耐久性上。此外，施工过程中的监控和质量控制也是关键。在混凝土支护施工过程中，需要严格按照设计要求和规范进行操作，并监测施工中的质量和进度。通过定期检测混凝土的抗压强度、密实度和渗透性等指标，及时发现问题并进行调整和修复，以保证支护结构的安全和可靠性[4]。

4 结语

总结起来，边坡开挖支护技术在水利水电施工过程中的重要性不容忽视。它可以保障施工的安全，提升工程的质量，提高施工的效率。因此，在水利水电工程的规划和设计中，需要对边坡开挖支护技术进行充分的研究和应用，以确保工程的顺利进行和高质量完成。