水利水电工程边坡开挖及防护技术研究

薛斌XUE Bin

（中铁水利水电规划设计集团有限公司，南昌330029）

0 引言

当前在人民群众的日常生活之中，水利水电工程始终占据着重要的地位，此类工程项目不仅直接关乎我国经济社会发展情况，同样也直接影响了人民群众的日常生活水平，因此真正提高水利水电工程的综合施工效果对于我国整体社会与经济发展意义重大。水利水电工程中边坡开挖及防护技术为重中之重，需要紧密结合工程所在地区的实际情况，有针对性的开展边坡开挖与防护，因此本文主要围绕水利工程边坡开挖与防护技术类型，边坡开挖与防护技术的主要控制要点，并结合具体的施工案例进行综合探讨，以期能够进一步推进我国水利水电工程边坡开挖及防护技术综合水平提升。

1 水利水电工程边坡开挖及防护技术概述

1.1 边坡开挖

水利水电工程的边坡开挖大体可以分为两种类型，分别为土方开挖和石方开挖。在进行边坡开挖技术施工时，往往需要按照由上至下的开挖顺序进行逐步开展，在进行水利水电工程边坡开挖之前需要提前划定开挖区域，连续翻新并打扫地基所处的边缘地带，确保开挖过程不会受到其他杂物、碎石的影响，随后需要严格按照施工单位所提出的施工计划与方案中规定的开挖步骤进行施工[1]。在进行水利水电工程边坡开挖之前，大多需要开展低技术作业，同时要特别注意施工过程和安全性，避免出现边坡坍塌或材料丢失等多方面问题，有效保障水利水电工程边坡开挖的安全性效果。

在应用开挖技术之前，需要提前考察施工现场区域的地形地势以及主要地质特征，合理确定边坡开挖的具体位置。但是也要特别注意，由于水利水电工程所处的地质条件不同，这也导致了在边坡开挖过程中所挖掘出的石头和土质也有所不同，因此需要分别采取更有针对性的边坡防护技术，以提高水利水电工程整体防护效果。在开展工程建设时需要做好前期勘察，除此之外要进一步强化施工现场的安全排查，在开挖作业时特别强化对周边土壤以及土层的保护，避免因为开挖而引起土层震动，进而导致周围的边坡出现坍塌意外，导致更为严重的安全隐患问题发生。

1.2 边坡防护

在水利水电工程边坡开挖技术开展过程中，边坡防护技术是重中之重，如果只进行边坡开挖而不进行边坡防护，则难免无法保障水利水电工程边坡的稳定效果，甚至会引发更为严重的边坡坍塌问题，因此边坡防护技术需要严格配合边坡开挖进行应用。例如在我国当前很多水利水电工程施工过程中，往往会应用悬臂支护桩技术以及锚杆支护技术两种类型进行边坡防护[2]。首先在悬臂支护桩技术类型中,需要提前应用埋板桩进行支护或者应用木柱或钢柱进行支护，确保埋板桩能够有效支撑边坡挡土墙，此种防护技术类型针对普通类型的边坡优势明显，但是部分水利水电工程的边坡为斜坡，因此挡土墙的设置一般为6m 至9m 左右，所以在进行边坡防护时需要根据具体的施工类型以及施工区域边坡的实际情况采取效果更好的边坡防护技术。

其次在锚杆支护中，这种技术类型为边坡防护作业中广泛采取的加固与支护方式，成本相对较低，支护效果更好，同时使用方面更加灵活。锚杆支护需要应用各类金属部件或其他材料的部件制成锚杆，随后将锚杆打入地表岩体或地下岩体的预制孔之中，将锚杆进行有效连接，进而起到良好的支护效果。除此之外，一些水利水电工程也往往会应用悬挂喷射混凝土的方式进行边坡防护，此种防护方法能够有效针对斜坡进行密封，避免边坡出现风化问题而导致整体稳定性下降。除此之外也可以用用钢筋网施工技术，此种施工形式能够减少水利水电工程周边恶劣环境对边坡造成的负面影响，同时也能切实强化边坡的排水效果。

2 水利水电工程边坡开挖及防护技术的主要作用和施工要点

2.1 边坡开挖和防护技术的主要作用

不论是哪种工程类型，在施工建设过程中都需要保证施工的安全性和整体质量，同时也要围绕该项目的独特性效果着重强化施工要点，在水利水电工程边坡开挖与防护施工中，要着重提升思想认识，做好边坡开挖与防护，为水利水电工程项目整体的质量和效果奠定良好的基础性保障[3]。边坡开挖与防护技术为最为普遍的技术类型之一，在应用过程中覆盖范围较广，实际价值更高，能够真正将实现水利水电工程效率的提升以及质量水平的良好保障，为水利水电工程后期投入使用奠定良好的基础。

例如在很多水利水电工程中同样要建设移民安置点，因此此类移民安置点的高边坡在进行防护与开挖的过程中要真正实现安全与稳定的施工特点，保障人民群众的正常生产和生活。开展边坡开挖与防护技术需要结合施工现场以及施工项目的实际情况，对现有技术方案进行全面的优化与科学考量，进而合理开展水利水电工程边坡开挖与防护施工，要特别注意避免采用其他水利水电工程中边坡开挖与防护技术的施工要求、施工类别甚至是施工材料等，杜绝千篇一律直接照搬其他项目建设经验的行为。

2.2 施工要点分析

水利水电工程边坡开挖及防护技术的施工要点主要体现为施工前期勘察、施工方案以及施工过程中所采取的各类施工技术三个方面。首先在施工前期勘察中，边坡开挖技术实施的效果与周边地理位置、地质条件有较大的联系，需要在边坡开挖技术开展过程中，结合施工项目所处区域的相关特点进行有针对性的支护，这也需要在施工开展之前提前针对项目所处区域的地形条件、地貌特征、地质要素等进行严密有序的勘查，确保各类信息和数据精准有效，随后可以严格履行边坡开挖与支护方案操作流程和相关技术方案，以更好的确定施工技术和具体的施工类型。除此之外，开展前期勘查也有利于对土壤状况进行更加全面的把握，提高边坡开挖与支护技术的实际开展效果。其次在施工方案方面，要着重保障施工设计方案的针对性和个性化特征，如果在施工过程中出现各类意外或安全隐患问题也可以结合原有的数据和信息，开展备选方案的可行性论证，真正实现因地制宜[4]。最后在施工过程中所采用的各类施工技术中，要强化施工的指导性效果，严格按照施工方案和施工设计要求开展施工，如果在实际建设或边坡开挖与支护施工中出现与方案不相符的情况，要第一时间进行上报并采取补救措施，避免酿成更为严重的安全风险隐患，其次要针对边坡开挖与支护技术开展的设计方案要求进行技术交底，确保各类施工技术能够施工需求相符合，避免引发更为严重的意外事故，造成水利水电工程的经济损失或延误水利水电工程的施工开展周期。

3 水利水电工程边坡开挖及防护技术案例分析

为了深入探究水利水电工程边坡开挖与防护技术的实施效果，本文主要结合江西省浯溪口水利枢纽工程移民安置点建设项目（图1）进行分析与研讨，该建设项目移民安置点中卢家集中安置点和金家坞移民安置点是典型的高边坡开挖，地质情况基本相同，需要针对高边坡进行处理，防护措施主要采取格构锚固配合绿化的施工方式。

3.1 边坡开挖技术实践分析

3.1.1 土方开挖

移民安置点开挖首先用GPS 定点测量设备对建设项目所处的原始地形进行反复测量和审核，随后开展测量放样工作，主要应用木桩或以红色喷漆对放样点进行标识。完成测量放样之后，以人工手持油锯进行伐木，清理施工区域的杂草和树木，而针对地表土则应用推土机配合2.0m3液压反铲进行清理，随后对清理出的土方进行外运，应用自卸汽车将土方运送至弃渣场进行统一清除。在土方开挖的过程中始终保持内高外低的原则，此种设计方法更加有利于坡面排水，对坡面进行整修整修工作中主要以人工配合液压反铲的形式进行处理，确保与土方开挖工作同步开展。在土方开挖时要特别注意坡面安全，采取有针对性的应急处理措施，如果在开挖过程中边坡出现裂缝或滑动问题，要立即停止开挖，随后相关人员撤出危险区域，重新商定施工方案之后，继续开展边坡施工[5]。

3.1.2 石方开挖

石方开挖与土方开挖不同整体施工流程更加复杂。一是，做好爆破前的准备工作，由于卢家和金家坞工程移民安置点建设项目所处区域地质条件相对坚硬，因此可以实行爆破开挖，在爆破之前需要对施工现场进行全面的测量，综合确定拟爆破区域的岩石及地质情况，结合充足的爆破经验科学设计爆破参数，其中合理设计炮孔布置图、装药量、钻孔机具以及起爆网路的设计形式等等，确保石方开挖过程中所开展的爆破能够达到应有的效果，同时也不会在爆破过程中对人民群众的日常生活或施工人员的生命安全造成影响。二是，做好测量放线工作，完成爆破勘查与方案设计之后，应用GPS 设备确定爆破点位的具体位置和主要方向控制点，随后进行合理化标注，并应用履带式钻机进行爆破孔的钻孔，如果履带式钻机无法到达的区域，则用人工的形式应用YT-28 手风钻开展钻眼施工。三是，针对已经钻好的爆破点位进行装药，预裂孔采用间隔装药方法，保证药卷之间的净间距，主要用钢卷尺进行确定；而在梯段孔位而采取散装药的形式，整体装药工作指派专业的爆破工程师和专业工作人员进行指挥和操作。完成装药之后，用粘土对药孔进行深层捣实随后用粘土堵塞，与爆破网络进行连接。四是，完成前期起步准备之后可以开展起爆，要特别注意提前设置警戒区，相关人员和设备应及时撤离爆破现场，爆破完成之后可以用用挖掘机和推土机进行出渣，及时清理好时挖开挖爆破现场。

3.2 边坡防护技术实践分析

3.2.1 锚筋施工

卢家和金家坞工程移民安置点高边坡防护都采用锚杆支护技术，在开始施工时，首先需要开展锚筋施工，应用履带式钻孔机进行钻孔，完成钻孔之后需要应用高压风管直接插入孔位的底部，将孔内各类杂质如积水、岩粉等等及时清理干净，随后需要对孔洞内的孔深、钻孔倾角进行数据的核查与记录，为后期施工奠定良好的基础。随后可以开展锚筋桩的制作与安装，其中锚筋桩可以在钢筋加工厂进行预制加工和焊接加工，每两根钢筋之间可以用用电焊焊缝控制在5cm 以下，不同钢筋的间距为1m，其中注浆管主要应Φ25PVc 管，注浆管的出浆口要控制在距离桩头1m 左右的距离，而排气管则应用软塑料管。在锚筋桩的安装过程中，首先需要应用运输车将预制好的锚筋桩运输到边坡防护的施工现场，以人工配合放铲的形式将锚筋桩安装入孔洞之内，同时要保障注浆管和排气管的应有位置，露出位置不得小于30cm，安装完成之后则需要应用速凝砂浆进行封孔，随后可以应用锚杆注浆机对注浆管进行灌注[6]。

3.2.2 砂浆锚杆施工

在此次工程施工中需要根据移民安置点建设项目所处区域的边坡实际情况，合理设置不同类型的锚杆支护方法，其中分别应用Ф28 系统砂浆锚杆和Ф25 系统砂浆锚杆进行施工，在具体的锚杆布置方面则应用梅花形进行交替布置，这种布置形式能够有效保障锚杆的稳定效果。随后需要针对砂浆锚杆施工进行测量布孔放位，应用履带式钻机进行造孔，孔径的大小需要控制在60mm 以上，随后应用高压风枪对孔洞进行清理，钻孔完成之后要保障对着作业的整体水平，如果高度不够则可以应用人工的形式搭建操作平台。随后需要针对锚杆进行制作，可以提前在钢筋加工厂进行加工成型，并按照钢筋的不同直径、长度、应用点位进行统一编号，合规放置。施工过程中，需要坚持先插杆后注浆的施工顺序和施工方法，应用注浆机进行注浆，之后以人工的形式插入锚筋，确保施工过程的有序开展。

3.3 排水孔施工实践分析

卢家和金家坞移民安置点建设项目处于高边坡位置，因此排水孔的施工至关重要，为了进一步达到良好的排水孔施工效果，本次工程同样也应用布孔、造孔、清孔等一系列施工技术和施工方法，在排水孔造孔方面控制在孔径大于76mm，造孔完成之后可以人工安装排水管，以进一步保障边坡的良好排水效果。如图2 所示，墙外排水边沟和纵向排截排水沟都采取C25 混凝土浇筑的施工方法，配合平台花坛的建设，既实现了良好的截水和排水效果，也能进一步降低边坡防护工程开展过程中的各类风险隐患问题，提高了边坡的稳定性。

图2 墙外排水边沟示意图

4 结论

综上所述，在我国现阶段的发展过程中，水利水电工程始终关系到人民群众的民生福祉问题，因此在水利水电工程开展过程中，要进一步做好边坡开挖与防护技术。本文分别从边坡开挖与边坡防护进行技术概述，随后探究了二者的主要作用及施工要点，最后结合具体的应用案例，分析水利水电工程边坡开挖与防护技术的实践应用，希望能够有效保障我国水利水电工程的良好质量效果。