水利工程中高边坡开挖与支护工程的施工技术分析

王志军 张彦军

摘 要:本文以顺溪水利枢纽工程为例对水利工程中高边坡开挖与支护工程的施工技术进行分析。全文从水利工程中高边坡开挖与支护工程的施工准备谈起,然后分别对水利工程中高边坡开挖施工技术与支护工程施工技术进行详细的分析和说明。

关键词:水利工程高边坡开挖支护施工技术

中图分类号:TV551.4 文献标识码:A 文章编号1672-3791(2012)05(c)-0099-01

1 工程施工准备

1.1 做好工程施工的安全因素剖析

结合顺溪水利枢纽工程的实际状况,影响边坡开挖与支护工程施工的安全因素主要有如下几点:第一,开挖线上部不稳定岩体、松动岩块,直接影响下部作业安全,应进行清除或加固支护处理。第二,岩石性质的影响,包括岩石的坚硬程度、抗风化能力、抗软化能力、强度、组成、透水性等。第三,岩层的构成与结构的影响,节理裂隙的发育程度及其分布规律、结构面的胶结情况、软弱面和破碎带的分布与开挖坡面的关系。第四,气候和水文条件的影响,主要是地下水的埋藏深度及动态变化,地表水的作用情况。第五,地貌的影响,主要是边坡的高度、坡度和形态。第六,风化作用的影响,主要体现为风化作用减弱岩石的强度。

1.2 做好工程施工的道路布置

顺溪镇至库区内已有简易公路相连通,另还有一条经百僧堂上部▽210m高程通向坝址、库区方向的上坝公路,该上坝公路经过左坝头,前期施工设备可通过此上坝公路运往坝区。根据施工现场实际情况,临时施工便道二条,左、右岸各布置一条,临时开挖施工道路共布置二条,另布置一条通往引水洞进水口的施工道路。

2 水利工程中高边坡开挖施工技术分析

2.1 水利工程中高边坡开挖流程

一般而言,水利工程中高边坡开挖按照“自上而下开挖”的原则进行施工,其中施工步骤为:表面植被清除→土方开挖→石方开挖,要求未完成上一步的开挖,严禁进行下一步的开挖。

2.2 水利工程中高边坡开挖施工说明

1)植被清理植被人工进行清理后,开挖区内植被清理延伸到离施工图所示最大开挖边线外侧至少5m的距离,树根挖除的范围延伸至离施工图所示最大开挖线外侧3m的距离,同时注意保护清理区域附近的天然植被。2)土方开挖,土方开挖从上至下分层分段进行,用PC220挖机逐层进行剥离,施工时随时制作一定的坡势,以利排水,开挖过程中避免边坡稳定范围内形成积水。当挖机剥离土方时,在边坡上部,土坡度留适当修坡余量,再用人工修整。土方开挖之前,为避免开挖边坡受雨水冲刷,在边坡上部设永久性或临时性山坡截水沟。3)石方开挖,石方开挖主要包括左岸坝肩石方开挖、右岸坝肩石方开挖以及河床石方开挖,以下将分别给予详细的说明。

第一,左岸坝肩石方开挖。开挖采用露天液压钻CM351钻机和ZQ100D潜孔钻钻孔为主,手风钻钻孔为辅进行。各层按设计坡度一次开挖到位,边坡及建基面预裂爆破一次成型,中部采用深孔微差梯段爆破,分层高度为15m。开挖石碴通过PC220反铲翻碴到河床内。然后由CAT320反铲配15T自卸车通过出碴线运至轧石场及上游弃碴场。

第二,右岸坝肩石方开挖。开挖采用露天液压钻CM351钻机和ZQ100D潜孔钻钻孔为主,手风钻钻孔为辅。边坡和建基面采用预裂爆破,中部采用深孔微差梯段爆破,分层高度为15m。开挖石碴通过PC220反铲翻碴到河床内。然后由CAT320反铲配15T自卸车通过出碴线运至轧石场及上游弃碴场。

第三,河床石方开挖。大坝河床基坑石方开挖采用自上而下全径向的顺序进行施工。河床开挖地面高程为94m,相对深度约为4m,基坑石方开挖首先从大坝中部下游一侧开始,先在该部位开挖出先锋槽,然后向上下游方向进行扩挖,待径向扩挖完成后,再利用先锋槽为临空面向大坝左右侧进行梯段爆破开挖。

3 水利工程中高边坡支护施工技术分析

3.1 支护前的各项准备工作

第一,边坡支护前,应根据地质条件、结构形式、工艺要求、岩体暴露时间等因素编制施工方案,制定详细的施工作业指导书,并向施工作业人员进行交底。第二,作业人员应根据施工作业指导书的要求,及时进行支护。第三,作业前,应认真检查施工区的边坡稳定情况,需要时应先进行安全处理。第四、对不良地质地段的临时支护,应结合永久支护进行,即在不拆除或部分拆除临时支护的条件下,进行永久性支护。

3.2 锚喷支护施工说明

锚喷支护施工时需要做好如下几个方面的工作:第一,施工前,应通过现场试验或依工程类比法,确定合理的锚喷支护参数。第二,锚喷作业的机械设备,应布置在安全地段。第三,喷射机、注浆器等设备,应在使用前进行安全检查,必要时进行密封性能和耐压试验,满足安全要求后方可使用。第四,喷射作业面,应采取综合防尘措施降低粉尘浓度,宜采用湿喷混凝土。第五,岩石渗水较强的地段,喷射混凝土之前应设法把渗水集中排出。喷后钻排水孔,防止喷层的脱落伤人。第六,凡锚杆孔的直径大于设计规定的数值时,不得安装锚杆。第七,锚喷工作结束后,应指定专人检查锚喷质量,若喷层厚度达不到相关要求或有脱落、变形等情况,应及时处理。第八,砂浆锚杆灌注浆液时,应遵守下列规定:(1)作业前应检查注浆罐、输料管、注浆管是否完好。(2)注浆罐有效容积应不小于0.02m3,其耐力不应小于0.8Mpa,使用前应进行耐压试验。(3)作业开始时,应用水或0.5～0.6水灰比的纯水泥浆润滑注浆罐及其管路。(4)注浆工作压力应逐渐升高。(5)注浆作业应连续进行,罐内储料应保持在罐体容积的三分之一左右。(6)喷射机、注浆器、水箱、油泵等设备,应安装压力表和安全阀,使用过程中如发现破损或失灵时,应立即更换。(7)施工期间应经常检查输料管、喷头、注浆管等管路的连接部位,如发现磨薄、击穿或连接不牢等现象,应立即处理。(8)带式上料机及其他设备外露的转动和传动部分,应设置保护罩。(9)施工过程中进行机械故障处理时,应停机、断电、停风。在开机送风、送电之前应预先通知有关的作业人员;(10)不得在喷头和注浆管前方站人,喷射作业的堵管处理,应尽量采用敲击法疏通,若采用高压风疏通时,风压不得大于0.4MPa。

3.3 预应力锚索施工说明

预应力锚索施工时需要做好如下几个方面的工作:第一,设置专职安全检查人员,随时检查安全隐患,发现问题及时解决。第二,当锚索造孔采用潜孔锤风动钻进时,应采取必要的除尘措施。开孔时,对孔口松动岩块应进行清除,以避免冲击钻进时岩体掉块伤人。第三,钢铰线通过特制的放料支架下料,防其弹力将人员弹伤,往孔内安装锚索时,应由专人统一协调指挥。第四,锚索张拉时,在千斤顶伸长端设置警戒线,以防张拉时出现异常伤人。第五,锚索施工时,高压风管、高压油管的接头应连接牢固;造孔、张拉机械的传动与转动部分均需设置完备的防护罩。

4 结语

高边坡开挖与支护工程的施工作为水利工程施工中的重要环节,高边坡开挖与支护工程的施工质量将直接决定整个水利工程施工的质量,因此,本文以顺溪水利枢纽工程为例对水利工程高边坡开挖与支护工程的施工技术进行分析具有非常重要的实际意义。