水利水电工程施工中边坡开挖支护技术的应用

陈瑞 新疆维吾尔自治区水利水电勘测设计研究院

1.水利水电施工中对边坡开挖支护产生影响的因素

就诸多的水利水电工程施工实践来看，对边坡支护产生影响的因素可以分为两类。第一，地质因素。为了确保边坡开挖支护技术能够有效发挥在水利水电工程中的作用，需要全面排查施工建设区域场地地质因素，确保边坡支护工程质量得以符合水利水电工程建设质量的要求。一般而言，在水利边坡开挖支护技术使用的过程中，需要对施工区域内的地形地貌、地质构造、水文地质等指标进行全面审查，以检测结果作为基础判断该施工区域是否能够有效地满足边坡开挖支护技术的使用需求。第二，变形失稳因素。水利水电工程内部水工建筑物出现的变形失稳情况将会直接影响到边坡支护工程的效果，相关施工企业在制定边坡支护施工建设方案之前，需要对水工建筑物可能会出现变形事故问题的概率进行计算，并在全面结合施工现场状况的前提下，制定出较为完善的边坡支护施工方案。

2.边坡开挖支护技术在水利水电工程施工中的应用分析

2.1 锚杆技术应用

在水利水电工程施工建设的过程中，锚杆技术通常被用于边坡岩体的巩固，以此来提高后续注浆工作阶段的效率。作为当下水利水电工程施工建设环节中应用频率最高的边坡开挖支护技术，锚杆技术不但在施工便捷性有着较大的优势，并且施工所需的占地面积相对较小，安全系数相对较高，并且可以由施工人员通过手动施工方式完成施工操作。即便锚杆施工技术具备着较大的优势，但同样也存在一定的不足，该项技术在使用的过程中，对于所运用的材料以及施工设备有着相对较高的要求，这就要求施工建设人员需要以锚杆技术作用最大化为出发点，选择合理的施工建设材料、机器设施，并实施精细化管理，全面发挥该项技术的实际作用。在工程实践的过程中，施工人员需要以自身的工程经验以及判断能力作为出发点，仔细分析施工现场中的各类岩体状况，并在确定施工地点岩石走向和倾角的前提下，对施工设备及时进行调整，确保钻头和岩石之间的距离、位置达到工程施工建设质量的最优质量要求。在钻孔已经达到施工规定深度的前提下，需要对钻孔内部的杂物及时进行清除，有效避免堵塞问题的发生。

2.2 安全辅助钢筋网

边坡开挖支护技术在水利水电工程建设中的应用，是为了在巩固工程边坡施工定性的同时，为水利水电工程施工提供安全方面的保障。安全辅助钢筋网则是边坡开挖支护技术能够显著提升工程施工安全和稳定性的技术，是利用钢筋网对施工破损区域进行有效的保护。水利水电工程因为自身工程施工建设范围相对较广，在岩体脆弱的地区进行施工，很容易出现滑坡、塌方等问题。在这种情况下，便可使用安全辅助钢筋网来维护水利水电工程的安全建设。通常而言，安全辅助钢筋网需要采用48毫米mm的钢管和20cm×20cm规格的钢筋网。一旦勘察人员发现工程施工建设区域出现破碎区域，则需要在全面采集区域各项地质参数的前提下，放置数量合理的脚手架开展钢筋网安装工作。由于钢筋网的绑扎工作需要大量的施工建设材料，需要为运输车辆提供足够大的材料运输空间。在维护周边施工场地安全的过程中，需要尽可能增加钢筋网绑扎的面积，确保钢筋网面能与破碎岩石的表面紧密贴合。

2.3 钻爆技术应用

对于水利水电工程施工建设区域中质地较硬的部分区域，通常会使用钻爆施工技术为边坡开挖提供所需的基础条件，现阶段的钻爆施工技术能够为边坡开挖工程提供稳定安全的施工环境，现代化的钻爆技术将传统钻爆法的理论与岩体力学等内容进行继承，并同时将锚杆、喷射混凝土进行组合，在组合运用三者的前提下，形成了全新的边坡开挖支护结构。通常在属于水利水电工程施工建设的环节中，需要在隧道的内部使用支护技术，钻爆施工技术可以在全面利用隧道岩体自身承重作用的前提下，通过与锚杆密切结合形成稳定的支护，以此为隧道工程施工提供安全稳定的环境。这一技术在选择使用的过程中，需要与施工区域的实际土质特点进行选择，一般而言，遇到边坡开挖岩层倾角较小的情况，开挖也需要维持一个较小的倾角，钻爆施工技术可以根据岩层的具体级别进行优选，具体如表1所示。

表1 钻爆施工技术方式及其进度指标

2.4 喷射混凝土支护应用

图1显示了喷射混凝土施工的基本工作流程。在进行混凝土喷射操作之前，需要对水利水电工程飙破表面的全部杂物进行彻底的清理，并在经过全面检测发现表面不存在崩裂等现象之后，使用高压冲毛机进行岩体表面的处理，并严格遵照既定的施工设计图纸进行支护。在混凝土分层喷射的过程中，可以对优先喷射的混凝土表面使用风水枪进行清理，确保施工面状况能够达到既定的工程要求。在混凝土喷射的过程中，需要使用既定规格的钢筋在施工部位建设钢筋网，其具体的间距数据需遵循工程质量的实际要求，随后使用人工操作的方式，借助销钉连接坡面和钢筋网，并在遵循遇弯则弯原则的前提下，对于局部到钢筋网位置使用重锤进行击打，直至彻底与岩体表面彻底固定。在正式喷射混凝土的过程中，通常都会采用分层施工法，在清洁完成施工岩体表面之后，可以选择对应型号的混凝土喷射机，配合人工操作方式，遵循自上而下的施工原则，完成混凝土的喷射操作，如果无法在60分钟内使用完毕全部的湿拌混凝土，剩余的混凝土则需要实施废弃处理。同时需要注意的是，一次喷射的混凝土厚度需要将之前的钢筋网彻底覆盖，并且喷射成型之后的混凝土不出现滑移等情况。如果两次喷射混凝土的时间间隔超过60分钟，必须先使用高压风水枪对表面杂物进行清理。在混凝土喷射终凝两小时后需要进行养护处理，一般都使用喷水养护的方式，并且养护工作具体时间需要超过14天，新喷射的混凝土表面在养护工作期间严禁遭受雨淋损害。

图1 喷射混凝土基本工作流程

3.边坡开挖支护技术在水利水电工程施工中应用效果提升的策略

3.1 勘测工作的全面落实

在水利水电工程边坡开挖支护施工正式开始前，需要对施工的区域进行科学合理的划分，并针对各个区域的环境进行全面勘察、检测，可以使用物探检测的方式，对边坡结构及其变形的具体状况进行全面了解。一般而言，在检测边坡施工区域的过程中，破断面的现状是影响整个边坡开挖支护施工的重要因素，施工人员需要在检测的过程中对破断面的断层位置及其裂缝长度、宽度等数值进行精准检测，并结合断面的实际高度数值做出合理预判。从边坡传输孔道角度来看，可以使用边坡技术，结合定点爆破的工作方式，详细记录传输孔道的区域变化，这也为后期边坡滑坡问题的预防提供了最为精准、全面的数据支撑。

3.2 施工现场的科学管理

对于水利水电工程边坡开挖支护施工而言，因为施工和管理人员数量相对较多，且需要运用到为数众多的施工机械设备，管理工作难度自然就有所提升。但为了维护施工质量，管理人员必须要在施工之前将与施工环节无关的人员和设备全面清除，并严格把控各岗位工作人员和建设施工材料的进场资质。而在土方开挖的过程中，需要遵循自上而下，并将土方和石方开挖环节分开进行，结合机械和人工手动操作的方式，极大提升土方开挖工作的效率和质量。因为削坡是影响土方开挖施工安全的重要因素，相关管理人员需要对削坡的高度进行有效控制。安全检查工作需要与边坡开挖工作同步进行，针对土方开发的角度、深度进行严格控制，并可以适当地使用分层开挖掘进技术，将土方开挖的整体工作进度和效率进行提升。

4.总结

边坡开挖支护施工技术对于提升水利水电工程边坡的稳定性，提供良好的施工作业环境有着十分重要的价值。就目前的情况来看，锚杆技术、安全辅助钢筋网、钻爆技术等是边坡开挖支护技术中最为常用的几种，为了提升这类技术的实际应用效果，相关人员需要在工程开始之前针对施工区域进行全面勘察，并且强化施工现场的管理工作力度，以此来保障工程的安全顺利进行。