水利工程施工中的边坡开挖支护技术分析

余越桥

摘 要： 科学合理的边坡开挖支护技术不仅能有效提高工程施工质量和进度，还可以保障施工安全，减少施工可能引发的地质灾害。因此，在全面的开展水利工程施工过程，技术人员要深入工程之中，结合具体工程项目，针对性的开展技术研究，加强边坡开挖与支护技术应用，全面构建更加完善的技术体系，为水利工程建设工作开展提供有效技术保证。

关键词： 水利工程 边坡 开挖 支护

中图分类号： TU753文献标识码： A文章编号： 1679-3567（2024）04-0035-03

Analysis of Slope Excavation and Support Technology in Water Conservancy Engineering Construction

YU Yueqiao

Xinyang Water Conservancy Survey and Design Institute， Xinyang， Henan Province， 464000 China

Abstract： Scientific and reasonable slope excavation and support technology can not only effectively improve the quality and progress of engineering construction， but also ensure construction safety and reduce potential geological hazards. Therefore， in the comprehensive implementation of water conservancy engineering construction process， technicians need to delve into the project， carry out targeted technical research in combination with specific projects， strengthen the application of slope excavation and support technology， comprehensively building a more perfect technical system， so as to provide effective technical guarantees for the construction of water conservancy projects.

Key Words： Water conservancy engineering； Slope； Excavation； Support

1 边坡开挖技术

1.1 边坡开挖前的准备工作

1.1.1 地形地貌勘测

边坡开挖前，首先要进行深入的地形地貌勘测。这是因为地形地貌决定了边坡的高度、角度和范围，对开挖的难度、风险有直接影响。通过细致的勘测，能更准确地掌握山体的走势、坡度变化以及可能存在的断层、裂缝等不良地质情况。在勘测过程中，运用先进的仪器和技术手段，如激光雷达扫描、无人机航测等，获取高精度的地形数据。这些数据经过专业软件的处理和分析，能生成详细的三维地形图，为边坡开挖提供有力的依据。此外，针对不同地形地貌特点，还会选择合适的勘测方法和设备。例如：在陡峭的山地，会采用人工攀登与仪器测量相结合的方式，确保数据的准确性和安全性。因此，技术人员应始终坚持以严谨的态度和专业的技术来进行每一项勘测工作，确保为边坡开挖提供可靠、全面的数据支持[1]。

1.1.2 地质结构分析

地质结构分析是边坡开挖前不可或缺的一环。专业的地质团队会深入现场，通过钻探、挖掘探槽等手段，获取地层结构、岩石类型、节理裂隙等详细信息。利用这些数据进行详尽的分析，评估地质条件对边坡稳定性的影响。针对不同地质结构特点，会制定相应的开挖策略。例如：在遇到软弱夹层或断层时，会增加支护措施，确保边坡的稳定；在坚硬岩石区域，会选择合适的爆破方法，提高开挖效率。

1.2 边坡开挖方法

1.2.1 土方开挖

机械开挖过程，选择合适的挖掘机，根据土壤类型、开挖深度和工程规模，选择适合的挖掘机型号。分层开挖，遵循从上到下的原则，将边坡分为若干层次进行开挖，每层厚度控制在一定范围内。控制挖掘速度，避免过快挖掘，减少对边坡的扰动。保持边坡平整，挖掘过程中，及时调整挖掘机的斗容和角度，确保边坡的平整度和稳定性。在土方开挖过程中，密切关注天气变化和地下水位变动，防止因降雨或地下水上升导致的边坡失稳。同时，加强现场安全管理，确保施工人员的人身安全。土方开挖完成后，及时进行边坡支护和加固工作，以防止边坡坍塌和滑坡[2]。

1.2.2 石方开挖

（1）机械破碎法：配备有强大的破碎锤，能够对石头进行有效破碎。从边坡顶部开始，逐步向下破碎，确保石块不会滚落伤害人员或损坏设备。破碎后的石块要及时清理，可用于填方或其他工程用途。（2）控制爆破法：根据石质和开挖深度，精确布置炮孔位置。根据石质硬度，选择合适的炸药类型和装药量。在爆破前，确保人员和设备撤离到安全距离，并采用遮挡物对周围进行防护。爆破完成后，检查边坡的稳定性和安全性，必要时进行支护。（3）人工开凿法：选择适当的开凿工具，如气动凿岩机、手持钻机等。从易到难，先开凿大块石头，再处理小块。

2 边坡支护技术

2.1 浆砌石施工

2.1.1 主要原材料

在开展工程期间，应用频率较高的原料主要为水泥、片石等。施工方倾向于选择的水泥型号为42.5号，该类水泥的质量符合项目建设要求，其硬度较高，同时含泥量也在规定范围。片石的强度需高于30 MPa。在实施砌筑工序前，需先保证片石的湿润度，全面清理泥石，保证其整洁性，同时单个片石的厚度需在15 cm以上。主要原材料如表1所示。

表1显示的施工原料主要为水泥、碎石、水等。在具体施工期间，需严格按照规格和具体数量使用原料。施工方也可结合数据信息科学控制施工所需的原料用量，保证科学使用，从而实现安全和顺利地施工。

2.1.2 工艺流程

在开展工程建设期间，施工方需熟练掌握必要的工艺开展环节，保证工程得以顺利推进。具体可将工程的实施过程设计如下：准备阶段；针对坡面和基础进行处理；砂砾、片石的砌筑、抹面。

2.1.3 施工要点

（1）在开展工程项目前，需全面清理石料，保证其清洁度与湿润度，准备好砂浆，确保其饱满可用，避免出现原料浪费的情况。可使用分层砌筑的技术手段处理平缝，之后使用砂浆将其填实，并对出现的裂缝进行修补完善。（2）需在施工现场完成挂线砌筑的工序。定期对工程实施效果进行核查，保证形成平滑的线型，砌体也需与坡面具有较高的贴合度，确保不存在通缝等问题。施工方需严格按照设计确定砌缝宽度，并保证沉降缝与设计的要求一致。（3）可使用M10型号的砂浆完成勾缝处理。在开展工程前，可适当提高砂浆的湿度，避免在应用期间出现脱落等质量问题[3]。（4）在砂浆凝固后，便可通过洒水等方法提高浆砌石的施工效果，维护时间可在7～14 d。在使用养生手段期间，也需避免出现振动等问题。

2.2 锚杆施工

2.2.1 材料选择

（1）在工序当中，锚杆可使用HRB400钢筋作为原料，应用焊接方式完成，同时保证钢筋质量与其功能达到项目施工要求。（2）水泥可使用42.5型号，保证原料质量与要求相符。倾向于施工细砂，直径需在2.5 mm以内，细度不超过2.0，砂浆的强度可达M25。

2.2.2 施工要点

（1）可在边坡位置搭建脚手架，并铺设踏板，以此作为施工的平台。在加工钢筋期间，也需严格按照设计要求加工锚杆等，保证应用于工程的原料质量达标。（2）可结合设计要求确定锚孔的具体位置，运用风钻成孔，确保钻入的方向与岩面垂直，合理控制孔位的误差，保证倾斜度不超过2°。完成钻孔后，还需全面清理石碴等，保证锚杆全面入孔。（3）具体施工期间可与实验室提供的配合比相对照，在施工现场配置砂浆，并使用注浆泵灌注。当前有效的注浆方法为锚杆支护技术，在锚杆孔充满砂浆后，就需立即插杆。但需注意，此时砂浆强度还未达到标准要求，不能敲击或拔出锚杆，避免其位置移动后降低支护的预期效果。施工方需保证锚杆插入超过95%。在向锚孔注浆期间，也需将注浆管与孔底之间的距离控制在50 cm左右。完成工序后，需缓慢将注浆管抽出，保证不存在溢出的砂浆。（4）需保证锚杆的强度与支护要求相符。在搅拌砂浆期间，可使用早强剂等，保证锚杆强度在3 d阶段时的强度超过75%。注浆期间也需严格依据规范作业，保证锚杆均配置试件，且数量在6块以上。

2.3 挂网喷射混凝土

2.3.1 施工材料

（1）倾向于使用型号为42.5号的水泥，这样可以确保原料的性能与行业要求一致。（2）可使用粗砂作为工程的骨料，其优势在于硬度较强，且细度模数指标在2.5以上，含水率约为6%。但需注意在对混凝土进行喷射作业期间，严禁反复使用回弹骨料，以此提高工程建设的质量。（3）需保证拌合水的质量。要求使用光面的钢筋网，参与施工的减水剂等也需达到预期的质量要求，通过质量检测后才能投入到工程建设当中。

2.3.2 配合比

技术人员可通过实验形式确定适合的混凝土喷射比例，以此保证在相关指标达到要求后，全面迎合施工的具体要求，尽量降低水泥的使用量，避免出现水化热等问题，降低出现裂缝的几率。在混凝土初凝和终凝的过程中，需格外控制相关指标，保证使用的工艺及技术配合比合理，通过监理确认后才能实施。在制作混凝土期间，如果使用速凝剂，也需在完成拌制后进行喷射操作，并且操作时间控制在20 min以内，未使用的原料也不可再次使用[4]。

2.3.3 工艺流程

实施混凝土的挂网喷射操作过程相对复杂，施工方需科学设计施工的程序，保证工程的顺利实施。具体可先构建排架，此后全面清理受喷表面，实施混凝土的初喷和复喷，最后采取有效的养护手段。

2.3.4 施工要点

（1）施工方在喷射混凝土操作前需构建相对稳定的作业平台，通过检测后投入到工程建设当中。此后全面清除施工表面存在的浮石和堆积物等杂物，依据设计要求确定科学的混凝土喷射厚度指标。（2）可使用干式喷射设备完成混凝土的喷射作业。在开展该环节之前，需保证设备的性能与施工要求相符，全面检查确保不存在使用问题后才能开始作业。在具体喷射期间，需连续提供原料，保证料斗持续填满。但需注意避免混入超过直径要求的颗粒，为此可使用筛网进行筛除[5]。（3）需使用分段等方式喷射混凝土，依据由上到下的顺序进行喷射，且厚度不能超过5.0 cm，上层凝结后才能实施后续的喷射作业。需保证喷嘴与喷射面的距离约为80 cm，混凝土与喷射面的角度超过75°。（4）严格按照设计要求挂网。施工方可在施工现场精准测量放样，此后设置钢筋网。施工方可使用脚手架等进行挂设，中间位置使用螺栓提高稳定性，保证网面与混凝土严密贴合，最后使用扎丝进行捆绑。此后需通过监理人员的检测，通过后方可实施后续的喷射作业，最终达到目标厚度。（5）完成喷射作业之后，需静置超过2 h，此后依据标准进行洒水作业，保持混凝土的湿度指标，降低其出现裂缝的可能性，时间需在7 d以上。

3 施工质量控制措施

为了提高施工质量，需要建立完善的质量管理体系。制订详细的质量管理计划和标准操作程序，明确质量目标和责任分工。建立质量管理机构，配备专业的质量管理人员，负责全面监督和控制施工质量。在施工前，进行充分的地质勘察和边坡稳定性分析，确定合理的开挖和支护方案。对施工人员进行技术交底和培训，确保施工人员熟悉施工工艺和操作要求。对进场的材料进行质量检验和控制，确保其符合设计要求和规范标准。对关键材料如钢筋、混凝土等进行抽样检测，确保其质量可靠。强化施工过程监控。在施工过程中，设置监测点和观测仪器，对边坡的变形、位移等进行实时监测。实践中，需针对具体情况调整优化支护参数，确保最佳效果。随着技术进步和实践经验积累，边坡支护技术不断创新，以适应复杂地质和工程需求。施工过程要及时发现和处理施工中的问题和隐患，确保施工质量和安全。建立完善的施工记录和档案管理系统，记录施工过程中的关键数据和事件。定期对施工记录进行审查和归档，为后续施工和验收提供依据。

4 结语

水利工程施工环境复杂，安全风险高。采用适当的边坡开挖支护技术可以降低施工过程中的安全风险，为施工人员提供更安全的工作环境。随着科技的不断进步和工程实践的不断积累，应进一步优化和完善边坡开挖支护技术，以适应更复杂多变的地质环境和工程需求。同时，应加强对新技术的研发和推广，推动水利工程施工技术的创新和发展。

参考文献

[1]杨明辉，罗超.水利水电工程施工中边坡开挖支护技术的应用研究[J].工程建设与设计，2022（24）：180-182.

[2]黄后银.水利水电工程施工中的边坡开挖支护技术分析[J].低碳世界，2022，12（11）：76-78.

[3]姚红霞.水利工程施工中高边坡开挖与支护技术的应用[J].建材发展导向，2022，20（20）：160-162.

[4]王泽源.水利工程施工中边坡开挖支护技术的应用[J].产业与科技论坛，2022，21（16）：45-46.

[5]宋铭明.水利水电工程施工中边坡开挖支护技术的应用[J].江西建材，2022（7）：163-164，167.