水利水電工程施工中邊坡開挖支護技術的應用

高嘉裕

摘 要：水利水電工程既可以抵御洪災和預防干旱，同時還可以進行發電，從而保障當地電能供應的充足性，因此，該工程項目的修建，能夠推動社會經濟的持續發展。在進行水利水電項目施工建設時，應當注重對邊坡開挖支護技術的應用，確保整體建設質量以及工程的正常運作，降低經濟損失。以邊坡開挖支護技術為主題，對其在水利水電工程中的應用展開分析，探討了其應用要點，以期能為我國水利水電事業的進一步發展起到幫助。

關鍵詞：水利水電工程;施工;邊坡開挖支護技術

中圖分類號：TV551.4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-6903（2022）06-0010-03

0 引言

在水利水電項目建設時，因為施工現場的環境較為復雜，而且工藝流程繁瑣、工期較長，因此容易出現施工質量問題，特別是在正式開展施工作業與后續運營管理過程中極易發生各種問題。而在進行邊坡方面的施工作業時，若是未能嚴格遵照施工規范與作業章程開展開挖與支護工作，就容易導致邊坡存在質量缺陷，從而引發邊坡失穩、沉陷等問題，導致工程項目無法正常投入使用，還存在一定的安全風險。為此，務必要加大對邊坡開挖防護技術的深度研究力度，清晰掌握施工作業的難點與關鍵點，而且制定合理的施工方案，保證邊坡施工活動的順利完成。

1 不同結構特點的邊坡開挖技術

1.1 土方明挖和石方明挖技術

明挖即為在開挖施工時并不采取支護方式，直接使用機具設備實行地面的挖掘作業。該技術主要包括土方明挖與石方明挖兩類。而在運用土方明挖技術之時，應當按照工程設計圖進行開挖施工，要在對應建設邊坡的位置預留適當的空間，通過人工修整的方式提高邊坡的平整性，把堆積的多余土體送到指定區域。相較于土方明挖而言，在應用石方明挖施工技術之時，工作人員首先應當對邊坡巖石穩定程度加以調查分析，按照具體狀況來對施工過程中有可能發生的問題制定防范對策。針對部分坡度偏陡峭的邊坡，應當對其實行合理的分梯度，而針對部分深度偏深的邊坡，則應當采取分層開挖的方式進行挖掘[1]。

1.2 巖質邊坡開挖

此種開挖方式相較于土質邊坡開挖方式具有一定差別，在實際施工期間，巖石質地可能會發生變化，針對這種情況應當選取合理、高效的開挖方法，按照巖石性質與硬度，選取適宜的爆破方式，同時要按照由上至下的原則，持續提升邊坡開挖質量與作業效率，以較快的速度迅速完成邊坡開挖任務。在進行巖質邊坡開挖施工之時，應當合理選取爆破方式，以確保開挖作業的高質、高效完成，具體應當按照巖層層次的分布狀況加以確定，此外也需要按照巖層角度與高度合理選定爆破點，提升爆破質量。一般而言，水利水電工程類邊坡巖層大多厚度較低，因此務必要嚴格選取爆破點，對并切角加以合理控制，盡可能防止對邊坡開挖質量帶來負面影響。在進行巖質邊坡開挖時，可采取臺階式分層爆破的方式，在實際施工作業中，為了防止爆破波及范圍過大而給邊坡帶來負面影響，便可采用臺階式爆發實行爆破，以此充分保證邊坡作業的安全性與穩定性[2]。

1.3 挖槽施工技術

在邊坡開挖施工時有可能需要對原定的施工地點作出調整，此時便可采取此種施工技術。而在實際施工時，為了有效提升此項技術的運用效果，可利用鋼筋網來輔助作業。使用鋼筋網可以顯著降低中間貼合的空隙，進而讓整體地基更為穩固、扎實，而這同時也能夠為后續的安裝錨桿奠定可靠的基礎，能夠大幅提高支護項目的穩定程度，確保施工作業的安全開展。

2 水利水電工程施工中邊坡開挖支護技術的應用

2.1 邊坡開挖

實行邊坡開挖施工的一項關鍵性前提條件便是地質，通常情況下若是實行邊坡開挖施工的目標區域地質環境較差，則會對施工活動帶來重大影響，使得邊坡開挖施工難度變高。相對來說，若是目標開挖區域的地質環境較佳、土質較軟，則難度系數會相對略低。不過，不論是在何種地質環境下開展邊坡開挖，地質都是影響施工質量與效率的重要因素。例如，施工現場的土質偏軟，則在進行邊坡開挖施工時，盡管會具有一定的優勢性，不過在后續開展支護作業時，就會因為土壤內水分太多而導致支護難度較高，而且極易出現支護效果不滿足預期標準的問題。而若是施工現場土質較硬，則在邊坡開挖環節的施工作業相對于軟性土質而言并不具有任何優勢，不過，相對來說在后續支護環節會因為具有更強的穩定性，而更易取得良好的支護效果，而且也不容易受到其他因素的干擾。通常而言，對于這兩種土質，在開展邊坡開挖施工時所采取的開挖方法也會存在一定差異，例如對于軟土地質的開挖施工，工作人員應當嚴格按照有關施工流程實行作業，對于邊坡開挖的削坡環節，工作人員應當注意確保施工現場的泥土層厚度的均勻性，不然便會給后續的支護施工帶來不良影響，使得邊坡中發生受力不均勻的狀況，若是情況較為嚴重甚至還會發生穿壁問題。而對于硬性土質開展邊坡開挖施工，例如在巖質區域的開挖作業，施工人員所應當考慮的內容覆蓋面較廣，不僅要求對此區域的巖質硬度加以調查掌握，還應該在制定爆破施工方案的同時確定必要的防護對策[3]。

2.2 儀器技術檢測

水利水電項目的施工環境往往地形較為陡峭、險峻，并且施工區域的水流具有較強的動能。在此種地勢環境下修建水利工程，其后便可以合理利用瓷器區域的水流動能實行發電。因為施工區域地形的因素，作業人員在具體施工作業時大多會利用爆破技術輔助施工，而在開展爆破施工前，作業人員還要重點關注的一項內容便是，務必要對施工期間用到的儀器設備實行仔細的檢測，從而充分確保儀器功能的完好性，為施工作業活動的順利開展以及全體作業人員的人身安全提供可靠保障。并且，施工企業也需要對目前所掌握的爆破技術進行研究與創新改進，對技術層面存在的各種不足問題予以補足，改良爆破技術，從而做到以最低的投入取得最高水平的經濟效益，以此達成提升綜合工程效益的目標。

2.3 鉆爆設計

鉆爆設計主要是針對水利水電項目施工現場及其周邊區域的巖層硬度展開研究分析，基于其硬度特征來確定爆破施工的具體強度，并以此為基礎提升爆破施工的效率與質量，達成對工程項目工期的有效把控。因為爆破設計工作中具有安全風險，就會對作業人員的生命財產安全帶來危險，所以怎樣有效保證作業人員的個人安全便成為施工企業目前重點關注的話題。為此，施工企業先是應當準確計算出安全范圍，并且要采取有效措施避免鉆爆區域的山體出現滑坡災害，避免爆破區域的部分山體失去穩定，而在爆破期間發生崩塌問題，使得巖石從高處墜落，而給工程項目的施工建設與作業人員的人身安全帶來重大影響。所以，水利水電項目的施工企業必須要提高鉆爆設計的質量[4]。

2.4 爆破開挖

對于土質偏硬的施工區域，在進行邊坡開挖時普遍是采取鉆爆法，就目前國內的建設行業而言，鉆爆法已經具有較長的使用歷史，尤其是在傳統的鐵路隧道建設中，其已經演變成為一種打眼放炮的基礎鉆進施工方法。而隨著科技水平的持續提高，此項技術在許多建設場景中已經不太適用。新式的鉆爆法屬于一種新型技術，綜合了隧道施工經驗與巖體力學原理，把錨桿與噴射混凝土加以結合。新式鉆爆法運用于水利水電使用建設中，具有非常突出的特征和較強的實用性，此項施工技術可以在隧道巖體開挖之中起到獨有的自承作用，而錨桿在此之中則主要發揮的是穩固圍巖的作用。通過長期的探索、實踐運用與技術改良創新，鉆爆法的優勢作用得到了充分的體現，首先是運用該技術開挖成洞耗時較短，所要求耗費的施工成本不高。而從作業安全的角度進行考慮，主要可以顯著提高工程安全系數和作業自動化程度。而從施工靈敏度的角度進行分析，鉆爆法不會受限于地質巖體斷面形狀，可以靈活地應用于高強度地應力、突水涌泥等多種類型的復雜隧道環境之中。

目前來看，爆破施工主要是按照非電雷管空間的微差序列實行爆破，欲裂孔要求設置在類似梯孔爆炸時間的100 ms之前。在開挖作業中，若是巖層傾斜角度較低，則需要將切角開挖也一并調小，使得梯度高度被控制在6 m上下。而在具體施工作業之中，應當按照土質特征的不同選取合適的施工方式。

2.5 邊坡錨桿支護

此種支護形式在水利水電項目的邊坡中應用較為普遍，其具有占地面積較小、安全性較強等優勢。錨桿施工質量將會直接決定邊坡的整體安全性，因此對其實行質量管控十分重要。首先是需要嚴格把控好各種原材料的選擇（例如鋼筋、水泥、砂石等），對于注漿錨桿水泥砂漿內加入的速凝劑與其他外加劑，其中不可存在會對錨桿存在腐蝕性的物質。同時，還要保證錨桿鉆孔孔位準確，孔的深度、直徑都能滿足技術標準要求。在鉆孔結束之后，再使用高壓風把空中殘渣與水完全吹除。對于孔深度較高、成孔難度較大的錨桿，可以采取先插進再注漿的工藝，把錨桿與灌漿系統放入空中，對錨桿與灌漿系統裝設對中支架，從而確保錨桿與注漿系統保持居中。珠江系統主要包括了排氣管與進漿管，孔口使用注漿塞或者是環氧砂漿實行封閉處理，錨桿注漿機從進漿管注漿，在排氣管出漿之后，則可以將進漿管與進氣管予以閉合。在碰到錨桿孔用水的問題時，需在錨桿孔周圍進行鉆孔排水或者是對其實行灌漿處理，又或是可使用其他排水防水方案，以此確保水泥砂漿不會被水流帶走與稀釋。在錨桿安裝完畢之后，在砂漿充分凝固之前，不得對錨桿進行敲擊、碰撞和拉扯，也不得在其上懸墜重物。

2.6 邊坡噴混凝土支護

該項支護方式具有非常高的運用價值，能夠很好地保障邊坡總體穩固性，對于邊坡支護難度不高的區域較為適用。此方法主要是利用砼的噴射來實現穩固邊坡的作用，同時還能基于砼的噴射起到隔離的作用，當養護至一定強度之后便能夠抵抗風雨的持續侵蝕，緩解外部因素帶來的負面影響，提高整體的支護效果。當進行邊坡混凝土支護噴射之前，需要先把表面的雜物與垃圾全部清理干凈，同時對比較光滑的巖面加以處理，在建設好工作平臺之后，借助高壓水對平臺表面予以沖刷清洗。面對遇水之后易于發生潮解的巖層表面，最佳處理方式是使用高壓風予以清理。對于需要進行掛網的混凝土噴射施工，需要將鋼筋網沿著開挖面鋪設，在規定位置進行混凝土的噴射之前鋪設鋼筋網。使用錨桿頭點焊固定，對于中間部位使用膨脹螺栓實行加密固定，對于網間接頭則使用鉛絲予以穩固，需要將鋼絲網保護層厚度控制在20 mm以上。對于邊坡噴射混凝土施工，需要采取分層分段分片的方式有序開展，而且噴射的次序為自下至上，對于不平整的位置需要先進行凹陷部位的噴射，然后再進行招聘。而在進行混凝土的分層噴射之時，應當在前一層完全終凝以后再開始，若是終凝之后超過了1 h再實行噴射，那么就需要先用高壓水對前層實行充分沖洗。噴射厚度可使用埋設鐵釘的方式實行把控，在各個部門全部施工結束之后，要把標志物放入混凝土內，不然就要實行合適的補噴處理。若是基巖表部具有滲漏問題，但是實際滲漏量不多時，可以在噴射之前實行吹掃，其后依照由遠至近的原則，先進行干拌混凝土的噴射，可在其中加入速凝劑，從而減少終凝時長，待到水徹底止住以后，再按照設計配合比實行封閉噴射。

2.7 安全輔助鋼筋網

邊坡開挖支護技術的主要實施目的在于鞏固水利水電工程的邊坡，提高工程項目的安全性與穩定性。在邊坡開挖支護施工中，安全輔助鋼筋網的主要作用是提高施工作業的安全性與穩固程度，此項技術主要是使用鋼筋網來對施工破碎區域進行保護。由于水利水電項目涉及范圍較廣，而且在施工現場的地質環境也存在一定的差異，部分區域巖體十分堅固，施工起來十分便利，而部分區域巖體比較脆弱，較易發生滑坡和塌方等事故，為此，便要求使用安全輔助鋼筋網來實行安全防護處理。安全輔助鋼筋網通常是使用48 mm的鋼管，而且鋼筋網可供選取的種類比較多，一般是使用20 cm × 20 cm 的。鋼筋網是安設在工程破碎區，特別是在勘察階段若是發現重要的開挖區域內存在破碎區，則更是應當注重對安全輔助鋼筋網的安設。比如，在某項水利水電工程建設過程中，發現開挖區內分布著破碎地段，這時施工單位就應當對此地段展開調查，再搭設腳手架，輔助作業人員安設鋼筋網。一般情況下，鋼筋網的安裝要求用到許多材料，所以，必須要為運輸車輛預留出合適的通行空間，為了確保周圍場地的安全性，在進行鋼筋網設計之時，需要盡可能地增大鋼筋網捆扎的面積，把鋼筋網面和巖石表面加以緊密貼牢，然后便可進行鋼筋網接頭與錨桿頭的焊接施工，基于兩者的焊接構成完整的鋼筋網防護結構，保障邊坡的穩固性。

3 結語

在水利水電工程施工中，落實好邊坡開挖與支護工作十分關鍵，在具體施工作業中，需要先保證開挖作業的安全性，邊坡結構的穩固性，在這一基礎上，要使用合理的支護技術，從而充分保障水利水電項目的安全性，使之整體質量更加可靠。在進行邊坡施工時，必須要對現場的環境狀況、地質特征加以充分了解，再制定開挖和支護施工方案，以此為后期施工作業的順利進行提供可靠基礎，這樣方能良好的保障水利水電工程的建設質量。

參考文獻

[1] 唐志強.邊坡開挖支護技術在水利水電工程施工中的運用分析[J].建筑技術開發，2021，48（20）：100-101.

[2] 李國輝.水利水電工程施工中邊坡開挖支護技術探究[J].農村實用技術，2021（9）：122-123.

[3] 侯明明，張小艷.邊坡開挖支護技術在水利水電工程施工中的運用分析[J].中小企業管理與科技（下旬刊），2021（7）：186-187.

[4] 李濤.水利水電工程施工中的邊坡開挖與支護技術[J].中國新技術新產品，2021（12）：73-75.