水利工程施工中边坡开挖支护技术

李 涛 陈敬江 王 震 马运福 赵洪梅

玉溪市水利建设大队

1 引言

水利工程是为了控制、利用、保护水资源和环境修建的工程，一般都在自然地基的基础上进行施工。水利工程地基主要包括岩质地基和土质地基两类，地基的稳定性对于水利工程的质量、工程使用寿命有着很重要的影响。世界上因为地基失稳导致的水利工程毁坏的案例并不在少数，并且大范围内的地基失稳引发的滑坡、崩塌等地质灾害造成惨重的人员伤亡事件和经济损失。如2003年7月发生于我国三峡工程的湖北库区秭归千将坪滑坡时间，造成14 人死亡，10 人失踪，1100 多座房屋毁坏，三峡工程坝址长约56千米的沿岸遭到了破坏。假设滑坡事件发生在水利工程施工期间，人员伤亡更是惨重。研究水利工程施工中的边坡开挖支护技术对于减少边坡滑坡等问题，提高施工安全和工程质量有着重要的意义。

2 影响施工中边坡滑坡的因素

2.1 地质地基因素

水利工程的地质地基分为岩质地基和土质地基。不论是那种地基，边坡的稳定性都受地质结构极限平衡的影响。如果地质地基的极限平衡遭到了破坏，边坡的稳定性就会受到影响，导致滑坡、崩塌等事件的发生。因此，在水利工程施工前，必须做好地质条件的勘测，了解地基类型、水文、地质结构等条件，分析边坡整体的稳定性，然后有针对性的加强不稳定因素的控制，采取安全开挖和支护技术规避边坡滑坡的风险，增强边坡结构的稳定性。

2.2 变形失稳因素

边坡的稳定性并非一成不变的，它受自然环境和人为因素的影响发生变化。当出现影响边坡结构稳定性的因素时，边坡就会发生变形失稳。如地震、水压、支护体系、开挖方式等，它们都会导致边坡失稳、安全系数降低，从而发生滑坡等事件。

3 边坡开挖支护技术

3.1 开挖技术

（1）土方开挖技术。水利工程土方开挖施工中，一般都是自上而下分阶段进行开挖，开挖的过程中要不断地对基本边缘进行整修，及时清理边缘的泥土。开挖顺序按照施工单位设定的路线有序开挖，每一个阶段的土方开挖前需要做好技术较低工作，做好土方开挖施工的边坡防塌方、滑坡等措施，确保土方开挖施工的安全性和规范性。

（2）石方开挖技术。水利工程石方开挖技术需要结合地质地形条件因地制宜。石方开挖与土方开挖不同的是具有较强的地质结构联动性，因此需要控制好施工范围，不要超过施工界限。石方开挖需要先做爆破，爆破后及时清除岩石，并按照规定设计岩石运输车辆进出场顺序，将岩石运输到相应的位置。

3.2 支护技术

（1）悬臂挡土桩支护技术。悬臂挡土桩支护技术是指将木桩、钢材等板桩嵌入土壤中，并直接用于边坡支护墙的支护方法。该方法在土质地基边坡中有着较好的应用优势。挡土墙高度一般设置在边坡的6-9 米间，施工中要充分利用扣件和焊接技术来搭建悬臂挡土支护体系，以增强挡土墙支护的稳定作用。

（2）锚杆支护技术。锚杆边坡支护技术指导利用锚杆固定支护岩质地基的边坡，这种支护技术具有施工简单、成本低的优势，在水利工程边坡支护中应用最为广泛。锚杆支护钢筋常用二级普通螺纹钢筋。关键技术在于钻孔位置与角度的确定，它决定锚杆支护作用力的大小。钻孔与位置要结合岩体情况分析，选择岩体结构稳定性较好的位置钻孔，并采用脚手架和扣间固定锚杆。

4 水利工程施工中边坡开挖支护技术应用

某水利水电站项目工程边坡工程量大，大坝边坡所在位置地形地貌和地质结构较为复杂，地质以土质地基为主，另有部分岩质地基。项目工程设计边坡土质地基土方开挖量高达25万立方米，岩质地基石方开挖量约为7万立方米。由于边坡地质较为复杂，边坡开挖施工过程中必须采用钢筋混凝土配合支护。本项目工程采用了多种锚筋支护的方法，并为其制定了三层水下边坡支护体系。第一层为上层滞，边坡支护工程水位深度为1.1m～4m，水位高度大于47m。第二层为潜水，水位高度大于36m，小于47m。第三次为层间水，水位高度大于22m，小于36m。根据该项目工程的设计要求，该工程边坡开挖的绝对值高度为120m，而实际开挖施工中高度达到140m，这种情况对容易加剧边坡的变形失稳，引发边坡塌方的危险。为了控制和加强边坡稳定性，在施工中采用了边坡开挖和支护技术。在土方开挖的过程中，建立了支护体系，并采用动态化监测体系监测土壤位移情况，预防土方开挖过程中土壤位移量过大的情况。当发现位移量接近或超过警戒值时采取静置处理，并继续动态监测，采取有效的支护技术对基坑进行支护与加固。在基坑支护加固上，应用混凝土泥浆加固。水下边坡施工钻孔采用实时钻孔灌浆技术，目的是提高护壁的稳定性，减少水压的阻力。在建立支护体系中，应用锚杆支护技术。锚杆安装前对锚杆放进做防腐处理，钻孔后将钢筋置于钻孔的中心位置，之后完成灌浆。系统锚杆的间距为3m。锚杆使用环形垫块固定，固定时位置为垫块的中心位置。为了加固锚杆支护的稳定性，在系统锚杆上焊接3根长度为2m、直径为8mm 的光圆钢筋，光圆钢筋以三角形的位置进行固定，每间隔三米设置一道保护栏，光圆钢筋用于固定保护栏。

5 结语

综上所述，水利工程中的边坡开挖与支护施工需要因地制宜。不同地质地基的水利工程边坡开挖支护技术存在差异性，施工企业要结合施工现场的需要选择有利于稳定地基结构、防止滑坡的边坡开挖与支护技术。施工过程中必须要以人员的安全为前提，做好施工安全预警和人员疏散方案，加强边坡的结构的稳定，安全有序的实施边坡开挖与支护，为工程后续施工打好基础。