水利水电施工的边坡开挖支护技术探讨

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近些年来，我国的市场经济发展迅速，水利水电工程开始大量兴建，但是在水利水电工程中，还存在许多人为或者自然的原因造成质量问题，比如设计不合理、环境的微小波动，操作的微小偏差，使用材料的微小差异以及机械设备的正常磨损等，都能在一定程度上威胁水利水电工程的等级，从而导致发生相关安全事故，严重情况下甚至威胁到国家和人民的生命、财产安全。由于边坡支护可供选择的支护结构形式有很多，不同的支护形式对不同地质环境的支护效果不尽相同，因此如何根据支护工程环境选择合理的支护形式显得格外重要。

1 边坡支护的方法

当代，边坡的支护方法在我国有很多种。按照支护结构的受力特点可以划分为三类不同的边坡支护类型:⑴被动受力支护结构:通过支护结构自身的强度和刚度来被动的承受土体产生的土压力，限制土体的变形，从而起到支护的目的。常常采用的支护方法有:挖孔灌注桩、钢管桩、钢板柱、地下连续墙等;⑵主动受力支护结构:通过采用不同的方式方法实现提高土体的强度目的，让被支护土体和支护体形成相互作用的体系，从而保证施工时边坡的安全稳定性能。常常采用被称作补强类支护技术进行支护，常见的支护技术有:树根柱技术、搅拌桩技术、土钉支护技术等;⑶组合型支护结构:通过分析施工现场和土体的受力情况，科学合理的将被动受力支护结构和主动受力支护结构相结合应用到同一个边坡支护工程中的支护方式。

2 影响边坡开挖和支护的因素

边坡支护结构的选择的正确与否直接反映边坡支护效果的好坏，然而由于影响边坡支护效果的因素太多，如何根据地质环境条件、边坡性质的特性选择正确的支护结构并不是一件简单的事，因此，在实际的边坡支护方案的选择过程中需要充分考虑边坡变形失稳机理、经济合理与可实施性，选择最合理的支护结构形式。

2．1 地质条件

在边坡支护方案选择的考虑因素中，地质条件等相关因素是边坡稳定性分析和支护设计最基础、最重要的因素，直接影响支护的实际效果，因此在支护方案确定过程中，需要加强在这方面的考虑。所谓的地质条件，笼统地说包括地质构造、地形地貌、工程地质、水文地质及地表水等。其中地形地貌等相关影响因素是边坡稳定性的控制重要因素之一，同时也是边坡稳定性分析过程中，可以作为参考借鉴的宏观判断的重要依据。此外，地质构造等影响因素不仅影响边坡的地形地貌，更重要的是影响边坡岩体的力学性质，在一定程度上，地质构造决定着边坡变形失稳的机理，可能会导致陡倾岩体的倾倒破坏或者碎裂岩体危岩崩塌等危险发生。其次，水文地质及地表水等因素的影响，可能会使边坡土体软化和强度降低，降低软弱结构面的强度，因此支护结构必须和排水措施一并考虑，从而使边坡稳定性增强。

2．2 变形失稳机理的考虑

除了地质因素决定的边坡固有特性之外，边坡的其他性质也是需要考虑的因素，比如说:坡高与坡比、边坡的使用年限;边坡是挖方边坡还是填方边坡或者是半挖半填边坡;以及边坡上方的附加荷载、是否有震动因素等。这些因素的存在都一定程度上影响边坡支护的设计方案的确定。此外，值得注意的一点是，边坡的支护的方案的选择很大程度上是根据边坡变形失稳机理的原理进行设计计算而确立的，然后根据边坡使用及周边环境特性，分别确定边坡重要性等级为一级、二级、三级，进而设计计算采用不同的边坡支护方案。然而不同的边坡其变形失稳机理有所不同，其变形失稳的主导因素也不尽相同。此外由于边坡稳定条件的影响因素太多，而且计算起来十分复杂，因此要想彻底搞清边坡的变形失稳机理是较为困难的，这也一定程度上制约着设计思路和支护形式的选择。因此，认清边坡产生变形失稳的类型十分重要。

3 边坡开挖方式

3．1 土质边坡的开挖方式

在开挖土质边坡修建水电站时，必须按照由上至下的施工顺序进行，且开挖时要要控制每一次削坡层在3米之内。在削坡结束之后需要使用反铲挖掘机对作业面进行削坡操作，并安排专业的施工人员进行修坡工作。在施工过程中还要加强检查力度。

3．2 开挖岩质边坡的方法

开挖岩质边坡时我们一般采取钻爆法来进行开挖施工，按照从上到下进行开挖的顺序进行，爆破时采取毫秒微差梯段爆破的方法。

(1)分层开挖逐层爆破。依据设计的规定在开挖岩质边坡时应该采取分层的梯段爆破法，经过研究调查显示，我们要将开挖爆破的梯段控制在6米左右。由于岩质边坡一般是较薄的顺向的坡，开挖的坡角比岩层的倾角要大，一般开挖的切脚都不太大。

(2)台阶式分层爆破开挖。经过一定的开挖施工之后，边坡会受到各种不同的因素影响，这无形中就加大了支护的难度。由于岩层切脚、爆破以及上层岩层的作用，经常会导致滑塌现象产生。所以为了保证安全，我们必须采取分层爆破的方式来降低安全隐患。

(3)薄层爆破开挖。薄层爆破开挖距边坡12m内侧的岩体，开挖高度应该控制在3m左右。

4 边坡开挖支护施工技术措施

4．1 土锚杆支护

土锚杆技术在边坡支护的过程中，主要针对堆积体浅表以土质为主的坡面进行支护和加强，提高坡面的稳定性。其施工流程相对比较规范，然而施工质量的好坏也直接影响着边坡支护的实际效果，因此在土锚杆施工过程应明确操作步骤，严格按照施工流程，确保施工质量等级。

4．2 铺设钢筋网

水利水电边坡施工中为了防止边坡岩体遇水后发生塌方、塌滑等地质灾害，在边坡破碎区应该选用挂钢筋网的方法提高边坡的稳定性。

4．3 喷混凝土施工

在一期支护工程中喷混凝土是一种常用的施工方法。喷射混凝土可以强化封闭开挖到位的边坡基面，可以减少边坡基面的基岩风化的机会。该施工方法普遍使用在放空洞出口边坡开挖、坝肩开挖、边坡开挖中，并取得了良好的效果。

5 结语

边坡开挖支护是水利水电工程中的重要组成部分，科学合理的对边坡支护是施工进行的保障。影响边坡施工质量的因素较多，在边坡工程施工中应该根据具体情况制定边坡支护方案。另外，在水利水电工程的边坡施工支护技术也应该结合工程情况进行考虑，合理的对其进行开挖支护。施工时必须严格按照施工规范和要求进行施工，只有这样才能保证水利水电工程的工程安全和质量。

［1］崔政权，李宁．边坡工程—理论与实践最新发展［M］．北京:中国水利水电出版社，2013．

［2］王朋辉，韩晓燕，孙建新．水利水电施工工程中边坡开挖支护技术分析［J］．科技资讯，2012(4)．