【摘要】邊坡開(kāi)挖支護(hù)施工的好壞直接影響到水利水電工程施工建設(shè)質(zhì)量與工程進(jìn)度，邊坡支護(hù)工程是水利水電工程建設(shè)施工過(guò)程中重要一環(huán)。本文討論了水利水電工程施工過(guò)程中影響邊坡開(kāi)挖支護(hù)效果的相關(guān)因素，闡述了水利水電工程中常規(guī)的開(kāi)挖支護(hù)技術(shù)及其應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】水利水電工程；邊坡開(kāi)挖支護(hù)技術(shù)；工程地質(zhì)；應(yīng)用

引言：

隨著水利工程建設(shè)的發(fā)展，坡開(kāi)挖支護(hù)技術(shù)被各施工單位廣泛應(yīng)用。但在該項(xiàng)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中，由于影響邊坡開(kāi)挖與支護(hù)效果的相關(guān)因素眾多，所以無(wú)論是勘察設(shè)計(jì)咨詢單位還是施工單位必須要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)考察踏勘，并根據(jù)考察所得數(shù)據(jù)，選擇合適的開(kāi)挖支護(hù)方式，保證邊坡開(kāi)挖及支護(hù)的質(zhì)量，為工程施工其他環(huán)節(jié)提供良好的施工條件，從而保障水電水利工程高質(zhì)量高水平完工。

1、影響水利水電工程邊坡開(kāi)挖和支護(hù)的相關(guān)因素

1.1在水利水電工程施工過(guò)程中如何選擇恰當(dāng)?shù)倪吰麻_(kāi)挖和支護(hù)方式，其關(guān)鍵點(diǎn)在于對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)工程地質(zhì)條件的準(zhǔn)確掌握。合理的開(kāi)挖與支護(hù)方案往往也包含對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工程地質(zhì)條件的詳細(xì)描述，參考真實(shí)的工程地質(zhì)參數(shù)的基礎(chǔ)上結(jié)合相關(guān)工程規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行方案選擇和設(shè)計(jì)，只有這樣才能保證此方案施工的可行性，完工后能發(fā)揮其應(yīng)有的效果。工程地質(zhì)數(shù)據(jù)也是最為主要的參考因素，因?yàn)殚_(kāi)挖方法的選擇、支護(hù)措施能否發(fā)揮效力均與其緊密關(guān)聯(lián)，在對(duì)開(kāi)挖及支護(hù)方案進(jìn)行比選時(shí)要著重綜合參考工程地質(zhì)條件的影響。

1.2邊坡支護(hù)主要是為了防止邊坡失穩(wěn)，即巖石土方邊坡在一定范圍內(nèi)整體沿某一滑動(dòng)面向下或向外移動(dòng)而喪失其穩(wěn)定性。就土體而言，主要原因是土體下滑力超過(guò)抗滑力，此時(shí)邊坡就會(huì)失去穩(wěn)定而發(fā)生滑動(dòng)。邊坡發(fā)生滑坡其滑坡面與土質(zhì)與土層結(jié)構(gòu)有關(guān)。如果邊坡土層中有軟弱黏土夾層，遇水后將沿夾層發(fā)生滑動(dòng)。而均質(zhì)粘性土邊坡發(fā)生破壞的的滑坡面為圓柱形，說(shuō)明土體的破壞是由剪切而破壞的，土體重剪應(yīng)力大于土體的抗剪強(qiáng)度，邊坡就會(huì)失穩(wěn)。土體抗剪能力的大小與土體的內(nèi)摩擦系數(shù)與內(nèi)聚力有直接關(guān)系。內(nèi)聚力基本由兩部分組成，包括土中水的水膜和土粒之間的分子引力和化合物的膠結(jié)作用。因此在考慮邊坡支護(hù)方案時(shí)，除了要考慮實(shí)驗(yàn)得到的內(nèi)摩擦系數(shù)和內(nèi)聚力的參數(shù)之外，還應(yīng)該考慮施工現(xiàn)場(chǎng)排水及振動(dòng)對(duì)邊坡支護(hù)的影響。

1.3查明現(xiàn)場(chǎng)工程地質(zhì)條件，包括施工現(xiàn)場(chǎng)所處環(huán)境中的巖土類型、構(gòu)造產(chǎn)狀、水文地質(zhì)、地形地貌等。在巖體中開(kāi)挖，由于開(kāi)挖卸荷，在近邊坡面一定范圍內(nèi)的巖體中，發(fā)生應(yīng)力重新分布，邊坡巖體處于應(yīng)力重新分布狀態(tài)下，此時(shí)巖體會(huì)發(fā)生變形和破壞作用，因此對(duì)于巖體邊坡來(lái)說(shuō)更要查明其結(jié)構(gòu)面的發(fā)育情況。這些地質(zhì)特征直接對(duì)邊坡支護(hù)的穩(wěn)定性產(chǎn)生重要影響，具有十分重要的參考價(jià)值。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)往往在很多支護(hù)施工過(guò)程中出現(xiàn)的相關(guān)問(wèn)題也都是由于工程地質(zhì)條件復(fù)雜對(duì)施工不利而導(dǎo)致的。在水利水電工程邊坡開(kāi)挖與支護(hù)工程中除去工程地質(zhì)條件這一重要影響因素外，還應(yīng)將其他多種因素納入進(jìn)來(lái)作重點(diǎn)考量，以全方面提升邊坡支護(hù)的整體效能，包括邊坡本身高度、邊坡開(kāi)挖的形式、邊坡上方承載力等其他外在因素，這些外在因素都可以對(duì)支護(hù)穩(wěn)定性產(chǎn)生決定性的影響，因此在選擇支護(hù)方案的同時(shí)，也必須對(duì)以上各因素做出綜合考察。

2、水利水電工程中基本的邊坡開(kāi)挖與支護(hù)方式

2.1 土質(zhì)邊坡開(kāi)挖方式。質(zhì)邊坡開(kāi)挖主要遵循自上而下原則。為了保證開(kāi)挖質(zhì)量，一定要嚴(yán)格按施工要求及標(biāo)準(zhǔn)操作，控制好削坡層厚度。邊坡的減退削坡可根據(jù)需要合理使用反鏟挖掘機(jī)，這樣可大大提高邊坡開(kāi)挖效率。除此之外，為了保障工程質(zhì)量，要選擇專業(yè)的技術(shù)及施工人員進(jìn)行操作，還要運(yùn)用先進(jìn)的施工技術(shù)管理手段進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理。

2.2 巖質(zhì)邊坡開(kāi)挖方式?；趲r質(zhì)邊坡中可能存在巖石材質(zhì)的邊層，所以要根據(jù)巖石的硬度、分布情況及性質(zhì)等科學(xué)合理的選擇適合的爆破方式及開(kāi)挖方式。巖質(zhì)邊坡開(kāi)挖同樣要遵循自上而下原則，這樣更利于開(kāi)挖質(zhì)量及施工效率的提高，高效的完成水利水電工程邊坡開(kāi)挖施工。在實(shí)際的工程施工過(guò)程中，爆破點(diǎn)要根據(jù)實(shí)情嚴(yán)格選擇，盡可能縮小爆破范圍減小其對(duì)邊坡的影響。臺(tái)階式爆破法在目前較為常見(jiàn)，其穩(wěn)定性更高，不會(huì)對(duì)邊坡構(gòu)成太大影響。

2.3 錨桿支護(hù)。錨桿技術(shù)在水利水電工程邊坡開(kāi)挖支護(hù)中有著非常廣泛應(yīng)用，是應(yīng)用頻率最高的技術(shù)之一。錨桿可分為拉力型、壓力型、荷載拉力分散型和荷載壓力分散型，主要用于巖質(zhì)基坑工程及邊坡工程中。錨桿桿體可為普通鋼筋、螺紋鋼、鋼絞線。錨桿技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于施工占地面積較小，可以較大程度提升工程項(xiàng)目建設(shè)施工現(xiàn)場(chǎng)的安全性。錨桿技術(shù)在水利水電邊坡開(kāi)挖支護(hù)施工中的應(yīng)用也存在著一定不足，實(shí)際施工中施工技術(shù)人員需要選用綜合性能較強(qiáng)的材料，施工工作開(kāi)展也需要進(jìn)行全面化、精細(xì)化的管理。通常情況下施工技術(shù)人員在錨桿技術(shù)應(yīng)用中會(huì)選用人工注漿的施工方法，施工中還會(huì)應(yīng)用到手風(fēng)鉆施工機(jī)械設(shè)備。施工前施工現(xiàn)場(chǎng)管理人員與技術(shù)人員需要分析施工區(qū)域巖石的實(shí)際走向和傾斜角度，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定手工鉆頭的直徑。要對(duì)鉆探深度進(jìn)行嚴(yán)格控制，鉆探達(dá)到指定位置后技術(shù)人員需要及時(shí)清除鉆探孔洞內(nèi)部的眾多雜質(zhì)，避免后續(xù)灌漿施工階段出現(xiàn)不良問(wèn)題。

2.4輔助掛鋼筋網(wǎng)。為了進(jìn)一步強(qiáng)化水利水電工程項(xiàng)目邊坡巖體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、安全性，避免邊坡開(kāi)挖支護(hù)階段出現(xiàn)塌方問(wèn)題，施工現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員和管理人員需要做好邊坡巖體結(jié)構(gòu)的安全防護(hù)工作。具體施工中技術(shù)人員需要在破碎區(qū)域進(jìn)行鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)，特別是重點(diǎn)開(kāi)挖區(qū)域需要加強(qiáng)保護(hù)力度。鋼筋網(wǎng)要與巖面緊密的貼合起來(lái)，鋼筋網(wǎng)要與錨桿頭采用焊接方式進(jìn)行連接，使得鋼筋網(wǎng)與錨桿頭連接成一個(gè)完整體系，發(fā)揮出防護(hù)體系建設(shè)作用，更為良好的保障水利水電工程邊坡結(jié)構(gòu)的安全性、穩(wěn)定性。

2.5混凝土噴射支護(hù)。混凝土噴涂是指將水泥、砂、石和速凝劑等材料，安一定的配合比攪拌后，裝入噴射機(jī)，用壓縮空氣將混合料壓送到噴頭處與水混合高速噴上作業(yè)面上，形成一種輕型支護(hù)結(jié)構(gòu)。在水利水電工程邊坡開(kāi)挖支護(hù)施工中也有著較為廣泛應(yīng)用，混凝土噴涂施工技術(shù)應(yīng)用可以加強(qiáng)邊坡防護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)風(fēng)雨侵蝕的抵抗力，能夠延長(zhǎng)水利水電工程項(xiàng)目的使用年限。主要施工方法包括干噴法、濕噴發(fā)及裹砂法。

3、水利水電工程施工中邊坡開(kāi)挖支護(hù)技術(shù)的具體應(yīng)用

中莊水庫(kù)工程是寧夏固原地區(qū)（寧夏中南部）城鄉(xiāng)飲水安全水源工程新建主調(diào)水水庫(kù)。施工單位對(duì)輸水塔基坑挖至設(shè)計(jì)底高程并按照設(shè)計(jì)要求采用掛網(wǎng)、錨噴初期支護(hù)方式后，基坑北側(cè)面部分出現(xiàn)了部分坍塌現(xiàn)象。輸水塔主要工程地質(zhì)條件，輸水塔豎井地層巖性為第三系漸新統(tǒng)清水營(yíng)組（E3q）砂質(zhì)泥巖，棕黃色，泥質(zhì)膠結(jié)，厚層狀構(gòu)造，層理近水平。豎井中上部圍巖強(qiáng)風(fēng)化，呈粉質(zhì)壤土狀，稍濕～濕，靠山體一側(cè)（北側(cè)面）很濕，硬塑狀，層間見(jiàn)陡傾微小裂隙，具弱膨脹潛勢(shì)。 豎井下部圍巖臨時(shí)自穩(wěn)尚好，但上部土質(zhì)強(qiáng)度低，自排水性能差；由于土體內(nèi)部發(fā)育一些細(xì)小卸荷結(jié)構(gòu)面此處，并受到凍融影響后邊坡容易發(fā)生剝落式坍塌。設(shè)計(jì)單位在原設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，結(jié)合以上施工地質(zhì)評(píng)價(jià)，結(jié)合相關(guān)工程規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)支護(hù)方案進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。根據(jù)工程地質(zhì)條件判斷，基坑穩(wěn)定性較差，且深度較大，由于淺層砂質(zhì)泥巖已遭受?chē)?yán)重風(fēng)化且滑塌現(xiàn)象發(fā)生，故基坑北側(cè)邊坡選用預(yù)應(yīng)力錨桿加固。加固支護(hù)主要采用型鋼內(nèi)支撐+張拉錨復(fù)合進(jìn)行支護(hù)?；又鼙诓捎肹36型鋼支護(hù)，基坑北側(cè)坍塌面，外延1m修坡，初噴射30-40mm厚的面層，之后做6m長(zhǎng)直徑25mm的普通注漿錨桿，掛網(wǎng)，補(bǔ)噴砼面層，按現(xiàn)場(chǎng)塌落尺寸延伸[36c型鋼，與面層頂牢，然后施工預(yù)應(yīng)力錨桿，再次噴補(bǔ)槽鋼背面砼，5-7日后進(jìn)行張拉。從上至下，每層深度不應(yīng)大于5m。其他基坑面只實(shí)施預(yù)應(yīng)力錨索。錨桿及錨索系統(tǒng)施工中，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行水平支撐頂進(jìn)施工，施工完畢后可進(jìn)行底部新增水平支撐施工和側(cè)壁豎向型鋼嵌壁施工。所有槽鋼側(cè)壁縫隙應(yīng)噴射C30砼。加固后效果良好。通過(guò)該支護(hù)工程得出， 支護(hù)施工過(guò)程中要禁止外來(lái)水進(jìn)入支護(hù)面，同時(shí)做好工作面排水工作，注意邊坡頂部荷載對(duì)開(kāi)挖支護(hù)過(guò)程的影響，施工中要嚴(yán)格遵循超前支護(hù)、分層分段、逐層施工、限時(shí)封閉、禁止超挖的要求。在水利水電工程的邊坡支護(hù)與開(kāi)挖施工中，要善于運(yùn)用多種技術(shù)相結(jié)合的處理方法，這對(duì)克服施工中遇到的相關(guān)問(wèn)題有很大幫助。

結(jié)束語(yǔ)：

綜上所述，開(kāi)挖與支護(hù)工程作為水利水電工程施工的關(guān)鍵一環(huán)，直接影響著整個(gè)水利水電工程項(xiàng)目的質(zhì)量、進(jìn)度、乃至投資。只有充分考慮施工場(chǎng)區(qū)各個(gè)細(xì)化的影響因素，選擇適宜的方案才能順利完成為開(kāi)挖及支護(hù)涉及的工程建設(shè)內(nèi)容，為工程其他工序提供有利的施工條件，保證整個(gè)水利工程建設(shè)順利進(jìn)行。

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