水利工程施工中高边坡支护与开挖技术

肖中凤

摘要：高边坡开挖与支护工程是水利工程的重要施工内容，且任意施工不当均会对水利工程施工质量、施工安全、施工成本、施工工期造成影响。本文首先说明了水利工程施工中高边坡支护与开挖的准备工作，然后详细阐述了水利工程施工中高边坡支护与开挖技术。

关键词：水利工程；高边坡；支护；开挖；土方

一、水利工程施工中高边坡支护与开挖的准备工作

在水利工程施工中，做好高边坡施工前的相关准备工作，可以保证施工的顺

利开展。具体来讲，在高边坡支护和开挖之前，我们需要做好以下几个方面的准备工作。

第一，对施工周围的情况进行勘察和分析。在高边坡支护和开挖之前，相关

工作人员首先要对其施工周围的情况进行勘察和分析，比如，高边坡施工现场的气候情况、水文状况、地质条件等。

第二，对施工设计图纸进行研究。在施工之前，还要对施工设计图纸进行研究，熟悉掌握施工的流程和各项技术，以便在具体的施工中很好地掌控全局。

第三，做好施工道路布设工作。在高边坡支护开挖中，我们需要运送各种施工材料和施工废渣等，针对这个问题，我们还要做好施工道路布设的准备工作，为各种物质的运送提供交通条件。

二、水利工程高边坡开挖施工技术要点

（一）工程案例

某水利工程装机总容量设计为80万kW，年发电总量为30.26亿kW/h。此水利工程的放空洞出口边坡、厂房及右坝肩后边坡具有弱应力、薄夹层、陡倾角、高顺向的特点。例如，此水利工程右坝肩边坡开挖高差的最大值为209m，厂房及放空洞出口边坡开挖的高差分别为125m、95m，因此此水利工程边坡属高陡倾角顺向边坡。此水利工程具有施工工期紧、工程量大、施工影响因素多、施工难度大的特点。因此，施工方务必从工程的客观实际及施工要求出发，全方位把控此水利工程高边坡开挖与支护工程的施工。

（二）开挖施工技术

1、清除表面植被

高边坡施工前，务必对施工现场进行清理，且清理的范围为开挖线外约5m的位置，以免杂物的存在影响正常的施工。此水利工程覆盖层普遍，因此务必清除干净水利工程建址表面的植被，以便准备把握施工现场的地形分布状况。

2、土方开挖

水利工程土方开挖多采取由上至下的顺序掘进，以合理排除地表水及免除雨水冲刷对边坡施工质量的影响。此水利工程土方开挖采取由上至下逐层削坡的方式掘进，且单次削坡厚约3m，具体选用CAT320B反铲挖掘机及辅以人工修坡的方式进行土方开挖。实践证实，此种作业方式具有缩减集渣作业环节、降低施工成本、提高施工效率的优点，但此作业过程务必加强测量检查，以严格控制开挖坡度。

3、石方开挖

高边坡施工过程，石方开挖施工具体分为三部分，即河床开挖及左右坝肩石方开挖。

（1）左坝肩石方开挖

根据此水利工程左坝肩的施工特点，施工方决定选用ZQ100D潜孔钻钻孔设备及露天液壓钻CM351钻机进行左坝肩石方开挖，同时根据实际岩体的结构特点，施工方决定辅以YT-28手风钻。左坝肩的石方开挖仍采取分层方式掘进，以免开挖及爆破作业引起岩体结构破裂，从而保障施工安全。

（2）右坝肩石方开挖

与左坝肩石方开挖相比，右坝肩石方开挖仍旧选用ZQ100D潜孔钻钻孔设备及露天液压钻CM351钻机掘进，同时辅以YT-28手风钻钻孔，但此掘进过程，挖掘出的岩渣及废料应用自卸车按预设的线路运送至上游指定的弃渣场。

（3）河床石方开挖

大坝河床基坑石方开挖以由上至下全径向的顺序掘进。河床开挖地面高程、相对深度分别为94m、4m。基坑石方开挖应按下列步骤掘进：在大坝中下游某侧

开挖出先锋槽→朝上下游方向扩挖→借助先锋槽朝大坝左右侧实施梯段爆破开挖。

三、水利工程施工中高边坡支护技术

（一）钢筋网铺设

在边坡施工中为有效遏制边坡岩体遇水后发生塌滑、塌方等地质灾害，在边坡的破碎区域选用挂钢筋网的手段以进一步提高边坡的稳定性。可人工在现场绑扎铺设钢筋网20 cm×20 cm，一般铺设面积为2 m×2 m，以便于运输。在经过人工运输钢筋网至需铺设的区域后，将钢筋网严密紧贴岩面， 并与边坡内原有的锚杆头牢固焊接，使其连成整体。

（二）浅层支护技术

1、喷混凝土

边坡水利工程中的一期支护施工过程中，最为常用的实际喷混凝土的方法，此施工方法的主要目的是保证工程开挖后边坡建基面更加的坚固封闭，从而避免了边坡岩体应长期露至在自然环境中而出现分化现象。重点是加强堤身的防护，先用M7.5浆砌石对地基边坡的平面进行砌筑，之后检查其平整度，在此基础上选用材料为C15，按照一定的比例配置出工程需求的混凝土进行边坡喷绘支护，在喷绘混凝土前需要将喷绘面进行铺填、压实，经验收合格后进行模板安装，模板采用钢模板外撑内抵进行固定，模板验收合格后借助喷绘机，利用湿喷工艺将C15混凝土材料喷绘值所需位置，通常情况下，混凝土的喷绘后的在10～20 cm之间。

2、锚杆束

首先用挖掘机先修整护坡比、压实，腻子粉标识出栅格结构边线，人工开挖栅格槽，达到栅格设计尺寸要求。其次，经验收合格后进行模板的安装，模板采用定型钢模板，外侧用30 cm间距木楔子钉入护坡，面上用30 cm间距4×5 cm木条钉立木锲顶以固定模板，保证结构尺寸；再次，模板安装经过监理验收合格后进行栅格混凝土浇筑，混凝土采用滚洞式搅拌机现场搅拌，用手推车运至仓面内或采用溜槽入仓，砼拌制时严格按照已做的试验配合比进行拌制，保证了砼的和易性及强度；最后，砼终凝后根据现场情况派专人洒水或加盖草袋后洒水养护。

3、排水孔

水利工程的边坡排水时间较长，为了避免工程周围山体因为长时间的水压冲击而对边坡造成伤害，在边坡的支护方案中通常采用排水孔来解决此项问题。目前，在工程中混凝土结构较多的区域多采用永久性的排水孔，这样的方式有助于降低山体水压的强度。

（三）深层支护

在水利工程中，边坡开挖过程中必须要面临的一个施工技术就是深层支护，在工程施工中，设备上要选用轻型的锚固钻机。例如液压锚固钻机，使用此设备对锚索进行钻孔的同时使用导向仪来控制锚索的钻孔斜度，在这个钻孔过程中需要详细的检查并对施工中出现的偏度进行测量和纠正。若是在水利工程的深层支护工程中使用3SNS型号的高压灌浆泵进行的灌浆施工时，采用溜槽以锚顿施工混凝土，当其施工过程和其凝结的质量达到设计要求的强度后，需要对其进行锚索张拉程序，在锚索张拉过程中需要注意的是初期张拉时期张拉的力度要控制在设计值的90%，同时要采用专门的设备对单根的钢绞线进行对称的循环张拉操作，通过这样的测试来测定此钢索是否需要进行补偿张拉，锚索的封锚要在最后才能进行。

结语

综上，在水利工程建设中要严把质量关，保证水利施工过程中的各环节井井有条的顺利进行，从而保证水利工程的质量。在工程施工设计中，要使用各种方法，深入研究出现的各个指标，为爆破和支护在水利工程施工过程中有序施工创造条件。同时，认真分析水利工程施工过程中的各种施工方案，并根据当地的实际情况和施工的地质特点，以确保高边坡的挖掘和养护，保证工程顺利完成。

参考文献

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