曾青松

（溫州江航建設(shè)有限公司，浙江 溫州 325400）

水利水電工程邊坡堤壩結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且形式多樣，如基于時間區(qū)分的永久性邊坡與臨時性邊坡，以及按照地層巖性不同劃分的塊狀結(jié)構(gòu)、層狀結(jié)構(gòu)以及順向和反向等。水利水電工程項目建設(shè)中，為確保工程整體的施工質(zhì)量及其安全可靠性，應(yīng)當加強對邊坡開挖和支護的施工質(zhì)量管理和控制[1]?；诖耍疚尼槍φ憬∑疥柨h水門山塘和少垟山塘綜合整治工程邊坡的開挖及支護展開分析。

1 工程概況

浙江省平陽縣2013年小型農(nóng)田水利重點縣建設(shè)實施方案水門山塘和少垟山塘綜合整治工程是以農(nóng)業(yè)灌溉為主的綜合性工程。其大壩壩型為土質(zhì)心墻壩，于1978年建成，壩頂高11.5 m，壩長37 m，正常情況下蓄水庫容1.1萬m3。受當時歷史條件制約，筑壩土料取自附近山體，碾壓質(zhì)量較差，壩基未作地質(zhì)勘探，目前尚未發(fā)現(xiàn)明顯不良現(xiàn)象。溢洪道寬度過窄，無護砌、無消能，防洪標準不能得到保證。壩下涵管為素混凝土管，出口無引渠，直接沖刷壩腳，且有破裂現(xiàn)象。為保證下游30萬畝農(nóng)田用水，根據(jù)政府規(guī)劃，進行邊坡堤壩改造。

2 地質(zhì)條件

沿海由于海岸長期下沉，造成眾多島嶼與喇叭形海岸，海岸線蜿蜒曲折。平陽地質(zhì)屬于浙閩太平洋沿?；茁∑饚?，以火山形成地貌為主，其次為沉積地貌，故類型復(fù)雜，有中山、低山、丘陵、谷地、平原、江河、灘涂、島礁。南雁蕩山脈和鰲江水系貫穿全境，地勢西高東低，西部四周高中間低。沿海由于海岸長期下沉，造成眾多島嶼與喇叭形海岸，海岸線蜿蜒曲折，屬里亞斯型沉降式海岸。

3 邊坡作業(yè)

3.1 邊坡開挖

3.1.1 土石方計算

（1）人工平整場地

（2）挖溝槽

1）墊層底部放坡

2）墊層表面放坡

（3）放坡

式中:S為人工平整面積，m2；L為外墻邊線，m；V為挖土方體積，m3；H 為地坑深度，m；a為基礎(chǔ)長度，m；b 為基礎(chǔ)寬度，m；c為工作面寬度，m；K為坡度系數(shù)，1/3K2H3為三角錐體體積[2]。

放坡計算時，應(yīng)對放坡系數(shù)進行精確選擇，保證放坡計算更為準確。表1為常用放坡系數(shù)。圖1為放坡系數(shù)計算公式圖解，其中 m=b/H[3]。

圖1 放坡系數(shù)計算公式圖解

表1 放坡系數(shù)

3.1.2 邊坡開挖

結(jié)合工程實際情況，爆破主要采用預(yù)裂孔、光爆孔和爆破孔三種形式[4]，石方爆破過程中采用手風(fēng)鉆、潛孔鉆，鉆孔操作時對鉆孔位、角度以及孔深進行嚴格控制，偏差不超過10 cm，開孔誤差小于15 cm。同時，要對孔內(nèi)巖粉進行有效清理，對孔口采取相應(yīng)的保護措施。布孔過程中，應(yīng)當注意在開挖轉(zhuǎn)角與預(yù)裂面安裝至少1個導(dǎo)向孔，結(jié)合工況條件開挖石方。實踐經(jīng)驗表明，采用這種方式不僅可以有效確保施工開挖面滿足圖紙要求，而且可以保證開挖操作后基巖的完整性和開挖面的平整度。工程土方明挖技術(shù)主要包括兩種形式。

（1）明挖形式:明挖作業(yè)方式主要針對不設(shè)臨時支撐的工況條件，利用上述土方材料對大斷面地面采用液壓挖掘機設(shè)備進行開挖。

（2）溝槽開挖方式:溝槽開挖過程中，應(yīng)按照設(shè)計方案和技術(shù)規(guī)范，聯(lián)合人工與機器兩種方式對斷面進行局部開挖；其中，機械開挖土方時要預(yù)留修坡部位，由人工修整，以此保證坡度達標。

通過全面實地調(diào)研工程邊坡巖石的穩(wěn)定性，對施工中可能存在的危險因素采取有效預(yù)防措施；較高部分邊坡應(yīng)當采用分梯段形式開挖作業(yè)，開挖深度較大邊坡采用分層方式作業(yè)，垂直邊坡梯段高度一般在10 m左右，應(yīng)當在上層支護完成后再進行開挖作業(yè)。

3.2 邊坡支護

工程岸坡測量為3.0 m，根據(jù)相關(guān)規(guī)定，當岸坡為2.5 m時，噴錨網(wǎng)施工方法就難見成效，此時應(yīng)當利用腳手架作為施工平臺，結(jié)合網(wǎng)噴混凝土方式進行施工。具體施工過程為坡面清理、測量—對錨桿孔位置予以明確—標記孔位，防止錨桿孔偏位—鉆孔施工質(zhì)量達標以后沖干凈—插注漿管至孔底—錨桿孔內(nèi)灌入水泥砂漿，注意應(yīng)確?？變?nèi)溢出與注入砂漿比重保持一致。

初噴噴射采用“干式”[5]方法，利用攪拌機、空氣壓縮機等設(shè)備在邊坡上噴涂規(guī)格為C20的混凝土，并采用移動電動空壓機進行供風(fēng)處理。噴層周圍與未防護坡面街接處需封閉處理。噴射混凝土?xí)r若采用普通硅酸鹽成分水泥，需養(yǎng)護10 d左右；若利用礦碴形、火山灰硅酸鹽水泥，則應(yīng)至少養(yǎng)護14 d?；炷翉?fù)噴鋼筋網(wǎng)掛好以后，需對鋼筋網(wǎng)噴射混凝土，采用分段式以及分片式自上而下進行噴射?；旌狭线\輸與存放過程中，應(yīng)當盡可能避免雨淋或者防止大體積石混入其中，裝進噴射機之前應(yīng)當先過篩[6]。施工之前應(yīng)當對機械設(shè)備進行嚴格檢查，保證其各項性能指標處于正常狀態(tài)。

工程采用土層錨桿支護技術(shù):（1）確定基坑墻面，利用鉆墻機械設(shè)備鉆出符合深度要求的孔洞；（2）在深孔內(nèi)打入土釘，并對土釘進行嚴格的拉拔實驗，基于其結(jié)果對注漿量和力度進行適當調(diào)整；（3）測定土釘墻施工質(zhì)量，以提高基坑的安全穩(wěn)定性。

4 結(jié)果監(jiān)測

本監(jiān)測設(shè)備采用TPS1201+全站儀和錨桿應(yīng)力計，為了使監(jiān)測點位移有可比性，在影響范圍之外穩(wěn)定的地方設(shè)基準點構(gòu)成基準網(wǎng)，分別在坡頂樁板墻頂、樁板墻墻腳、格構(gòu)護坡的坡頂、毛石砼擋墻頂及墻腳累計設(shè)置監(jiān)測點18個。邊坡穩(wěn)定性主要從三方面進行評價:（1）最大位移速率小于2 mm/d；（2）邊坡開挖停止后位移速率呈收斂趨勢；（3）坡面、坡頂有無開裂，裂縫的變化趨勢。

經(jīng)觀測，邊坡各觀測點累計水平位移1.57 mm～2.03 mm，垂直位移-1.94 mm～-2.67 mm，水平及垂直沉降值均較小，錨桿應(yīng)力計變化比較平穩(wěn)，雖然其中幾個高程的Rr1累計應(yīng)力超過了150 MPa，但變化量并不大，且其他錨桿應(yīng)力總量相對較小。整體而言，錨索測力計數(shù)值呈現(xiàn)出衰減之勢，工程邊坡趨于收斂，處于穩(wěn)定狀態(tài)。

5 結(jié)語

水利水電工程為我國水利事業(yè)的發(fā)展作出了巨大貢獻，施工建設(shè)過程中應(yīng)當立足實際，結(jié)合工況條件合理選擇開挖支護技術(shù)手段和方法。邊坡開挖支護技術(shù)是提高邊坡穩(wěn)定性的重要技術(shù)，對于工程的正常使用、確保居民生命財產(chǎn)安全具有非常重要的意義。實踐中應(yīng)根據(jù)施工條件及其他相關(guān)因素進行綜合權(quán)衡，以便采用有效的邊坡開挖支護方法防治邊坡巖體或土層脫落，確保邊坡開挖質(zhì)量和安全。