水利水电工程施工中边坡开挖支护技术的应用研究

2021-11-23董卫

商品与质量 2021年28期

董卫

德州市陵城区禹兴水利建筑工程有限公司山东德州 253500

边坡施工是当前水利水电工程项目施工建设中不可或缺的一部分，而且边坡支护以及施工开挖时技术难度相对较大，管控工作落实不到位，可能会出现一系列的安全隐患和施工质量问题。水利水电工程边坡施工时，工程项目施工单位应当根据项目建设的情况，选取切实可行的施工技术手段和方法，提高边坡的稳固性[1]。

1 边坡开挖支护技术及其影响因素

边坡开挖支护施工是水利工程当中的重要环节，对提升整体的水利工程质量和性能具有良好的促进和提升作用。其主要是通过一系列的开挖和支护施工，提升水利工程边坡的整体稳定性、坚固性、耐久性，以降低后续的水利工程建设和使用过程当中的安全风险与隐患。在实际施工时，根据不同的条件、环境以及施工要求，可采用锚杆框架、骨架、护坡、挡土墙、护面墙等不同施工技术，也可利用水利浆喷射的方式，在石质坡面进行作业，能够有效地改善其轻度。水利工程的边坡容易受到人为因素和自然因素的影响，只要出现相应的诱发因素和条件，如开挖方式、支护体系、水压、地震等，水利工程边坡就会出现不同程度的失稳现象，进而出现边坡坍塌和滑坡等问题。施工设备机械的是确保水利工程边坡支护技术能够在工期内顺利完成的重要途径和方法之一。但在长期的施工作业过程中，一些重要的器械和设备会发生不同程度的磨损或者变形，但相关的施工单位却未安排专业人员进行检修和维护，这会影响先进施工技术的整体作业效果和工程质量的有效提升[2]。

2 边坡开挖支护技术

以某水电站项目为例，其建设的主要目的在于发电以供水和兼顾防洪灌溉等；该水利水电工程项目中，拦河枢纽工程中涉及边坡部分，即右岸边坡和大坝的左侧。其中，右岸边坡自坝顶位置高程约为1170m；右岸边坡与河床低谷处的高程约为1120m，其高度约为54m。与此同时，该水电站的左坝肩岩体相对平缓，其结构稳定性良好。受理裂隙切割岩体状态，其为块体状，为顺向坡，加之泥岩夹层的存在，以至于其可能会因人为因素的影响或者自然降水等，出现掉块或者崩塌等问题。

2.1 施工现场准备阶段

根据设计图纸要求在确定施工范围与场地后，首先，要做好“三通一平”施工准备工作，所有施工都要力争提前做好准备，进而使得施工更加主动，保证施工有序进行。其次，要根据施工的实际需求与施工内容，合理配置相关的技术人员与管理人员，并将具体的施工任务落实到位，进一步明确不同施工人员的职责范围。最后，根据施工实际情况与内容，对施工现场场地进行合理布局，以免由于布局不合理导致施工成本的增加与施工周期的延误。此外还要组织相关技术人员对现场进行实地测量与勘察，以保证施工按照设计要求有计划有目标地实施。

2.2 石方开挖技术

由于该施工环节主要是针对具有较高硬度、性能、厚度的岩面进行作业。因此，施工前需对岩石层进行综合的评估，根据相关参数来进行开挖方案和开挖技术的选择。钻孔施工必须保持匀速，及时清理挖掘机上所粘附的杂质或者挖掘残留物。当岩石浮于土壤表面时，用挖掘机拉出并将其锤断，并根据分层开挖的原则和流程来进行作业。在进行爆破施工时，需根据岩层的水平条件、实际分布，以及角度、高度、边坡的坡度来进行爆破材料和方法的选择。根据参数图纸进行炮眼的设计和布置，严格根据爆破参数确定炮眼的间距、角度、深度。其眼底间距和挖槽眼间距、辅助眼的行距和眼口排序，以及沿周边眼所设计的断面轮廓线间距的误差都必须小于5cm。每个炮眼的总体深度必须小于2.5m，眼底是根据开挖断面轮廓线来进行设置，前者不得超过后者10-15cm。装药完之后的炮眼需对其进行填堵密封，其堵塞的长度必须超过20cm。当岩石的抗压强度或者岩石完整性超过30MPa时，若不对整体的强度和结构稳定造成影响，则可允许适当出现超欠挖，其各部位岩石隆起量必须低于5cm[3]。

2.3 土方开挖要点

本工程土方开挖技术应用实践中，应当按照自上而下以及分层开挖的方式进行操作，同时还应当及时对修坡施工程序进行技术的跟进。就本工程而言，其分层高度应当严格控制在5-6m，开挖过程中采用360反铲分层以及分段方式，挖出的土方可以暂时放置在修建的临时性施工便道，然后其反铲装车并运送至渣场。在此过程中，边坡修整和土方开挖应当保持同步进行，并且对放样出各层的开挖面坡脚线及时进行测量，再根据所测量的具体位置从上到下反铲开挖。在此操作过程中，对各段开挖面应当准确测量，保证其能够有两个宽度相同的标注坡面，然后再按照具体的操作标准削坡处理。

2.4 安全辅助钢筋网设置

为确保施工安全，在施工过程中应采取一些预防滑坡或混凝土掉落的措施。其中，一种常用的方法就是设置安全辅助钢筋网，保证施工质量，应在施工前做好各方面准备工作，明确钢筋网的布置顺序与连接形式，以规范的操作方法和技术程序严格按照施工图纸开展施工。若是需要安装加强型网络，应结合实际情况采取相应的预防措施，防止混合使用，对增强网络大小、总电压等因素予以充分考虑，防止在后续应用过程中受到天气等因素的影响出现安全问题，铺设完钢筋网后，应通过喷涂混凝土的方式来加强钢筋网，为确保内部支撑结构有正常的排水系统，还需要设置好通风孔、排水孔。

2.5 锚杆施工技术

施工之前需要根据要求对锚杆进行防腐、防蚀处理。施工过程当中需要对边坡的斜坡质量进行调节，可利用锚杆施工技术。根据其实际上的需求来选择喷锚支护、锚洞、抗滑桩、预应力锚固等不同的类型。根据岩石情况和设计要求确定钻锚固孔位置，对锚杆间距进行控制，通常将其规定为3m。将锚杆设置在钻孔的中心位置，并利用环形垫块来进行加固。不同锚杆之间的误差必须小于150mm，其钻孔轴线的偏差角度必须小于3°。若需进行永久性的锚杆固定段的设置，则需避免出现在沙尘密度为Dr＜0.3，或是岩石层未处理的液限、有机土WL＞50%的地段。为了更好地对保护栏进行固定，则可利用3根质量和规格相同的钢筋固定在锚杆上，构建成三角形并对其进行焊接，每个结构之间的间隔为3m。一道防护栏先选用直径在8mm左右，且长度为2m的钢筋，还需要对各锚杆的固定效果进行全面检测，及时修正存在质量问题或误差的部分。

3 边坡开挖支护技术保证措施

3.1 做好边坡开挖支护施工监测

事实上，在水利水电工程项目的边坡开挖和支护的实际施工过程中，会面临非常多的不确定的因素，例如会因为一些很小的问题发生坍塌事故或者支护的变形等情况。为了有效地控制可能出现的安全隐患，达到边坡开挖与支护工作的质量安全目标，有必要积极引进现代化的监测设备和技术，从而适当利用整个边坡开挖与支护工程的监测设施来获得对工程项目信息的实时监控，以及时调节施工的计划方案，来进一步确保工程施工的整体安全质量。

3.2 制定完善的开挖支护技术方案

由于在实际的施工过程中可能会发生各种紧急情况，因此施工人员必须要具有丰富的经验，并能够灵活地应对在施工过程中出现的各种问题，同时确保施工结果符合预期的情况。例如，在挖岩石边坡时，施工方可以结合水源保护和水电工程的实际情况，灵活地使用爆破和开挖技术，并根据开挖区域的厚度精确地控制开挖过程。在开挖保护层时，可以及时调整爆破参数，避免工程发生问题，从而保证了开挖的准确性。工程方案设计者在进行钻孔和爆破工作之前，必须预先确定岩石的形成，设计人员需要预先确定岩石层的状况，以避免环境突然变化而引起的问题，并要对遇到的环境变化进行及时调整爆破和挖掘工作的参数，以确保顺利进行项目发展。