水利水电工程设计中的边坡支护技术

2022-08-23李晓翰

建材与装饰 2022年24期

李晓翰

（广东中灏勘察设计咨询有限公司惠州分公司，广东惠州 516000）

1 边坡开挖支护技术概述

由于我国幅员辽阔，所以有着丰富的水资源，如果想要我国的水资源价值为充分发挥，其利用率被大大提高，就要加强建设水利水电工程，积极发挥水资源的价值。在水利水电工程建设中，重要的内容之一就是边坡开挖工程，边坡开挖关系着水利水电的稳定性和安全性，已经广泛地应用于各个水利项目当中[1]。比如在农田两侧安装水保护系统或者建设沿河建筑，支持我国水利水电项目的顺利开展。边坡支护有着较高的技术要求，在支护结构选择时，要注意对附近的情况加强了解，比如在建造骨架保护坡时可以选用石头、混凝土等材料，在边坡外观装饰中可以种植本土植物，在美化环境的同时达到防护的效果。如果施工地点的岩石风化程度较为严重那么可以利用利用水泥喷涂加固。需要水利水电相关专业人员在进行边坡支护的前期，对施工实际的现场状况进行观察，合理选择支护方案，严格按照施工流程开展边坡支护。通常需要水利水电边坡支护要结合美观性要求[2]。

2 工程概况

本工程位于甲子河惠盐高速上游，马过渡支流永光河河口右岸，同时位于规划艾瑞克斯智能装备科技产业园西南侧，现状均为工业用地，目前规划作为艾瑞克斯智能装备科技产业园开发建设用地，永光河是流经仲恺区惠环街道办西坑村中心区域及惠阳区镇隆镇的惠台工业区，流域地形以山丘区为主，上游山谷为西坑村主要建设用地区域、下游河道两岸平坦区域基本为城市建成区，永光河流域内常住人口约10万人（根据区域建成区面积估算，基本都为防洪保护人口）；永光河为马过渡上游支流，地面高程相对较高，可以划为一个独立的防护区。考虑规划片区规划人口、经济、城市重要性和发展目标等方面因素，按照《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL 252—2017）第3.0.1条规定，确定本工程等别为Ⅳ等，工程规模属小（1）型，主要建筑物级别为4级，次要建筑物级别为5级，临时建筑物级别为5级。

3 工程建设的必要性

根据仲恺高新区解决企业困难“直通车”会议精神，为配合艾瑞克斯智能装备科技产业园项目建设，需尽快实施该产业园临河侧护岸建设。

根据《河道管理范围内建设项目技术规程》（DB44/T 1661—2015）要求，临河建筑物项目以及临河建筑物主体桩墩确需布置的，不得降低堤防强度、稳定、抗渗性，不得影响堤防运行管理。规划艾瑞克斯智能装备科技产业园实施后，产业园局部位置建筑桩墩靠近马过渡河支流永光河河口现状右岸，为确保该处现状右岸堤防安全稳定，同时完善该段堤防达标加固，确保防汛抢险道路畅通，避免后期重复建设影响，以及满足堤防管理范围以外的用地规划，本工程工作须在艾瑞克斯智能装备科技产业园临河建筑物前实施，因此本工程建设是十分必要与迫切的。

4 设计原则

（1）保障排涝安全、结构安全的原则。通过对河道内涝整治，近远期相结合，按20年一遇的防洪标准要求完成河道护岸部分，河道建筑物满足规范规定的结构安全系数。

（2）因地制宜，尊重自然，注重生态的原则。运用现有河道的原有形态以及本土植物，再结合城市周围的具体空间尺度，规划科学的设计方案。

（3）经济合理，便于操作的原则。通过安全经济的方案，采取实事求是的科学态度，加强调查研究，充分利用以往的规划设计和有关资料进行比较论证，优选设计方案。

5 水利水电施工过程中的边坡支护控制技术

5.1 浅层支护

浅层支护关键内容包括锚杆束、排水口施工以及喷混凝土等施工环节。普遍是选用全液压钻机进行锚杆束施工作业的，能够极大程度上提高钻工的速度，以达到高效率施工的目的[3]。同时，确保了施工的全过程都具有安全稳定性。注意在安装锚杆的实际过程中是要先插杆注浆的，才能为后续工程奠定良好的基础，并且从根本上提高整体的施工效率。相关人员在边坡排架上钻孔的过程中，不但要确保钻孔的质量，还必须要及时的进行清理。除了要保证钻孔的完成治疗，同时还要对钻孔进行及时的清理和安装。在进行喷混凝土作业的实际过程中，想要保证其具有稳定性，需要通过运浆系统把水泥混凝土运到作业现场，总之，控制浅层支护施工作业的控制要点包括锚杆束、喷混凝土以及排水孔[4]。

5.2 深层支护

在水利水电工程的施工过程中，深层支护是很关键的技术，其良好的施工质量能够在一定程度上使稳定性得到提高，其是运用轻型锚固钻机进行作业的，在钻孔结束之后，需要相关人员通过导向仪控制好锚索孔实际倾斜度，使其能够达到标准要求。若采用锚墩混凝土逐渐凝结，并且凝结强度达到工程标准之后，再使用锚索进行张拉。深层支护的工程施工也需要秉承因地制宜的原则，根据工程的实际情况以及场地的地质条件制定针对性地深层支护方案，进一步强化深层支护的作用与效果，有效保障工程质量[5]。

6 水利水电施工过程中的边坡开挖和支护施工

6.1 锚杆施工

在水利水电工程的施工过程中，一般情况下，在进行锚杆钻孔的时候需要使用能够熟练操作的手风钻，不仅能够保证钻孔质量，同时还能够保证钻孔效率。在整个锚杆钻孔的过程中，需要使用φ48mm焊管和扣件搭设脚手架结构，将脚手架层的高度设置在2.2m左右。在钻孔的时候并不是盲目钻孔，需要按照岩质结构的走向以及整个工程的倾角对锚杆孔角度进行调整，使得锚杆孔角度达到工程所需[6]。钻头的直径要大于杆体的直径，约为18mm，钻孔达到标准深度之后，使用高压风将钻孔的内部清理干净，保证钻孔内部没有杂质，为后续施工奠定良好的基础。水利水电工程中锚杆一般选择Ⅱ级螺纹钢筋，水泥选择强度在P.O42.5以上的硅酸盐水泥。在选择砂石的时候，一般选择颗粒相对较小的砂石，最大砂石的颗粒不应超过2.5mm，所以细砂最为适宜。在调配水泥砂浆的时候，要保证水泥砂浆的强度在M20以上，水泥砂浆强度达到标准之后才可以投入到实际的施工当中。水泥砂浆的注浆方式为人工注浆，锚杆也需要人工安装。锚杆施工见图1。

图1 锚杆施工

6.2 喷混凝土施工

喷混凝土其在支护工程中是最普遍的作业方法。运用其的关键目的是为了开挖的程度能够达到边坡建设的标准要求，同时增强基面的封闭性，可以有效地预防边坡建基面在长期的暴晒和风吹中出现风化的情况。在喷混凝土施工过程中，普遍放空洞其出口处的两侧配置两台强制搅拌机，搅拌机作为混凝土材料供应的主要来源，当混凝土材料被专车运输到现场后，运用混凝土喷射机进行湿喷工艺，通过锚杆施工钢管脚手架平台，把C20的混凝土材料进行喷射，要喷在预先设定好的具体位置[7]。

通常情况下，喷混凝土的厚度在10~20cm左右，在进行喷混凝土施工之前，还需要在喷射地方预埋钢筋条，目的是对混凝土的厚度进行有效的控制，喷射完成之后，使用钻孔法检查喷射厚度是否达到预期，如果与预期存在一定的差异性，要进行及时的处理，直到厚度达到预期为止。水利水电工程喷混凝土施工如图2所示。

图2 水利水电工程喷混凝土施工

7 水利工程高边坡支护处理技术要点分析

7.1 铺设钢筋网

边坡支护建设的实际稳定性会受到钢筋网铺设效果的影响。如果在施工现场出现了硬质的岩石，且体积较大，那么只有铺设好钢筋网，才能够加强之后的整体效果，从而能够更好地确保水利建设工程具有稳定性。相关人员需要注意的是铺设钢筋网的过程中非常考验技术性，其对技术要求偏高，因此，要是哪一个技术阶段没有处理恰当，肯定使在重力的作用有松弛以及滑落等问题出现。施工人员在进行作业的过程中必须要彻底清除钢筋产生的锈迹，后期要养护好钢筋网，进行防腐涂料涂刷，才能够把钢筋网的性能进一步提高。水利水电工程边坡支护铺设钢筋网施工见图3。

图3 水利水电工程边坡支护铺设钢筋网施工

7.2 排水施工

在边坡支护中必须要重视排水的相关工作，因为后期有渗漏问题产生几乎都是排水作业不当引起的，会导致后期发生渗漏水，边坡结构会被严重损坏，甚至会出现严重的事故。因此，在排水作业开展的前期，必须要将排水管道做好预埋工作，才能够及时的把雨水以及积水顺利进行排出，有效的预防边坡被雨水冲刷后稳定性受影响，同时，起坡必须要符合排水孔的严格要求，控制在10°左右的标准，排水孔的直径控制在45cm以上，排水性能必须要提高，才可以预防排水孔发生坍塌[8]。

7.3 坡面防护

在边坡开挖作业结束后需要专业的人员对作业的质量情况进行检查，当检查质量与符合标准要求，就可以进行对边坡周围的滑坡体进行防护加强。首先必须对遮挡的土体进行清理，尽量减小坡面，预防发生滑坡以及坍塌等安全事故，提高整体的坡面效果。进行坡面维护的过程相关作业人员必须要根据标准要求对坡体隐患进行控制，在进行处理的过程中，普遍都必须要运用到柔性防护网（图4），通过防护网的布置可以边坡的整体以及稳定性进行提高。