探究边坡开挖技术在水利水电工程中的运用

罗玉梅

摘要：随着经济技术的不断发展，我国各行各业的技术领域也加快了拓展速度，能源开发行业对能源的需求急剧增加。面临这样的社会背景和经济背景，就必须有效地兴建水利水电工程。在水利水电工程的建设过程中，一定要注重工程的品质，加强对水利水电工程中的边坡开挖技术的研究和探讨，能有效地夯实水利水电工程的发展基础，为水利水电工程的未来发展开辟广阔的道路。

关键词：水利水电 工程技术 边坡开挖

水利水电工程施工容易受到地质条件的影响，边坡开挖長期以来就是工程作业的重要环节，因此，加强边坡开挖施工技术探讨对指导水利水电工程实践具有重要的现实意义。从水利水电工程的开挖过程来看，可以将其划分为以下几个环节。首先是平行的流水作业，将工程进行由外向里的不同板块和区间的工程推进，在进行外线边坡开挖时，应做到定点下渣和河床周围及时出渣，这样就可以使开挖施工时的下渣情况以及高陡边坡基坑的出渣情况得到有效的解决。其次，为了保障施工的安全，必须根据工程开挖进度迅速跟进边坡支护工作。从我国目前的水利水电工程发展安全中可以分析得出，在边坡开挖过程中会不断产生应力释放和变形，随着边坡支护工程的迅速跟进，整体效果会略有收敛。

1 边坡开挖爆破施工技术

根据高陡边坡在地质复杂环境下的施工特点，在施工开挖中所需遵守的条件“以支护作为重点，以开挖作为主体”严格控制爆破，使开挖质量得到保证。

1.1 开挖土质边坡的方式

在进行修建水电站时需要开挖土质边坡，建筑工人在对其进行施工时需要保证一定的施工步骤，那便是由上至下进行施工。并且需要保证每一次削坡层的厚度要控制在三米范围之内，在削坡结束后，紧接的一道工序便是反铲挖掘机进行作业面的削坡操作工序，除此之外，在削坡的同时还需要施工人员修坡，在此期间，需要安排专业的施工人员对其操作。在施工途中反铲挖掘机需要从已经修建好的路面通过，并建立起“之”字形的道路，通过这种方式有许多优点最主要的益处便是可使得作业过程中减小集渣环节，这样便在一定程度上降低了施工所带来的高额成本而且有效的提高了施工效率。除此之外，还需要在施工途中加强施工检查力度。

1.2 高效的控制爆破和爆破网络

至于爆破网络的使用是比较麻烦的，必须按照规定的要求来设计，现在大多数水利工程建设中所使用的一些都是非电雷管孔间的微差顺序爆破网络，而且预裂孔在相邻梯段孔之前的引爆时间不需要超过75ms，尽量保证在75ms到100ms之间，对拱坝建基面预裂孔单响药量不要过高，最高不能高过20kg，而对于离基面有大于30m 的，单响药量尽量不要超过100kg，对于15m之内的不要超过25kg，基面在30m到15m之间的单响药量最高不能超过75kg，而且还要达到指点振动的规定要求。

2 边坡开挖和支护方案设计

2.1 边坡开挖的工作流程

现在在水利工程边坡开挖的施工主要采用的是自上而下的分成方式进行施工，而且在每一层的开挖过程中，都要按上下游的方向分成三块进行施工，并且在每块进行施工的过程中都要遵循由外到内的顺序进行施工，每块的面积的大小基本上都保持在30mX20m，在每个板块施工的过程中都要按照平行流水作业进行施工。

2.2 边坡支护的施工步骤

在边坡支护的过程中，一般采用的都是沿着边坡下挖自上而下的顺序进行分层支护，这是比较重要的，在随后的支护过程中要分三层进行支护，浅层支护、中层支护、深层支护，而且要按照支护的施工流程先进行喷混凝土、然后再进行锚杆束，排水孔，最后进行锚索。

3 边坡支护技术分析

3.1 锚杆施工法

现在大多数的边坡支护过程中，最常有、最有效的方式就是锚杆法，尤其是水电站工程的建设。在整个支护的过程中，经常利用焊管和扣件搭设手脚架结构，手脚架的高度一般控制在2.2m到2.3m之间，在钻孔时需要随着岩石的走向进行，并且还要调整好角度等其它的一些影响因素，对钻头规格也有一定的限制，钻头的大小一般要比杆直径大上18mm，在钻孔达到规定的深度后，要对钻孔进行清理，采用高压风清理孔中的杂物。对锚杆也有大的要求，锚杆的选取必须要采用二级普通螺纹钢筋，而且水泥采用的强度一般不要低于5ⅡP的普通硅盐酸水泥，所选用的砂石最好是中细沙，砂粒径一般要小于2.5mm，水泥浆的硬度为M20，采用人工注浆法，并安装上锚杆。

3.2 深层支护法

在深层支护中要注意控制好斜度，可以采用导向仪进行测量，及时的进行矫正，最好使用轻型锚固钻机例如：XYZ-90或者是液压锚固钻机等其它的一些方式对锚索进行钻孔。在深层支护中还要对地质进行考研，一般要使用灌浆对地质条件不太好的地方进行固壁，等到编锚平台编制结束后再把钢筋扎牢，并且与钢管的导向帽之间的连接要稳固。然后在探测锚索孔孔道达到标准后进行下锚，在下锚过程中一定要防止整体扭转锚索或使锚索体受到破坏。

4 边坡开挖的监测和检测

4.1 对边坡的监测

根据相关资料的详细分析，及边坡变形的观测，并对每月气温、开挖深度以及时间等影响因素进行合理分析，结果显示，影响边坡变形的主要原因为边坡开挖深度，其次便是时间影响，再者是气温。开挖对边坡变形的主要影响是开始进行对边坡的挖掘，随着挖掘工程的相继结束，开挖所导致的边坡变形也随之趋于稳定。因为蠕变等其他复杂因素引起的边坡失效变形，呈对数曲线的趋势变化，变形速率在前期的变化较为明显，后期效果随之减小，由温度引起的变形分量具有明显的年周期。

4.2 物探检测

随着开挖工程的进行，便会在边坡上布置变模孔、声波孔及长观孔以用作物探检测分析，所有检测孔全孔段的声波均值为四千～六千m/s，在基建面以下三米内便是边坡爆破比较松弛破坏的集中地，孔口段的岩体完整性比较差、岩体破碎、孔壁粗糙、裂隙发育、并且波速较低，其他的物探检测分析显示，孔段的岩体具有较好的完整性、孔壁光滑。通过物探检测与分析，可以使施工工艺不断得到改进；开挖技术参数逐步得到优化，边坡的开挖技术得到不断提高。

4.3 对爆破振动的监测

通过爆破振动速度的传播和衰减规律的经验公式，可得到边坡爆破振动的衰减规律，从而对边坡开挖施工爆破振动控制全面的进行指导。

4.4 边坡排水孔的施工

由于边坡长时间的排水，为了避免山体中水压力给边坡稳定带来的影响，在制定方案时，许多施工单位便会首选永久排水孔布设方案，这使得永久排水孔布设方案成为了支护施工中较为常见的施工措施。永久排水孔在贴坡混凝土或喷混凝土区域中使用广泛，且对减轻山体内部水压力具有极大帮助。

5 总结

总的来说，水利水电工程施工的重点是整个工程质量的控制，水利水电工程施工的难点是边坡开挖支护技术，这就需施工人员高度重视，不断引进全新的技术理念来充实自己的不足，只有这样才能使施工质量和施工工期得到有效保证，促使我国水利水电工程蓬勃健康发展。

参考文献：

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[2]王侠.水利水电施工工程中边坡开挖支护技术分析[J].黑龙江科技信息，2014（08）.

[3]岳杰.水利水电施工工程中开挖支护技术分析[J].中国科技信息，2014（02）.