淺析水利水電施工工程中邊坡開挖支護(hù)技術(shù)

1、<p>　　淺析水利水電施工工程中邊坡開挖支護(hù)技術(shù)</p><p>　　摘 要：水利水電工程經(jīng)常在較為特殊的地質(zhì)環(huán)境下進(jìn)行，開挖自上而下分層、分塊進(jìn)行，開挖一層、支護(hù)一層， 一層支護(hù)完成后才能進(jìn)行下一層開挖施工。由于施工所處區(qū)域地質(zhì)條件較為復(fù)雜，進(jìn)行邊坡開挖和支護(hù)時施工難度通常較大。本文簡單探討了水利水電施工工程中邊坡開挖支護(hù)相關(guān)技術(shù)。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：水利工程 水

2、電工程 工程施工 邊坡開挖 邊坡支護(hù) 施工技術(shù) </p><p>　　中圖分類號：TV文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A </p><p><b>　　引言 </b></p><p>　　水利水電工程利國利民，是一項重要的民生工程。在水利水電工程建設(shè)過程中，由于所處區(qū)域地質(zhì)條件較為特殊，進(jìn)行邊坡開挖和支護(hù)時施工難度較大，因此要作為重點(diǎn)控制項目來進(jìn)行管理。加強(qiáng)水利

3、水電工程邊坡開挖及支護(hù)技術(shù)，提高邊坡開挖支護(hù)水平，確保工程質(zhì)量。 </p><p><b>　　二、邊坡開挖方式 </b></p><p>　　開挖支護(hù)施工總體原則：開挖自上而下分層、分塊進(jìn)行，開挖一層、支護(hù)一層， 一層支護(hù)完成后才能進(jìn)行下一層開挖施工。開挖過程中，馬道成形后及時形成排水溝，將水引至坡外。邊坡采用預(yù)裂爆破，馬道預(yù)留1.5～2 m 的保護(hù)層，保護(hù)層采用手

4、風(fēng)鉆造孔，水平光面爆破。嚴(yán)格控制單響藥量，減少爆破對邊坡巖體的震動。 </p><p><b>　　1、土質(zhì)邊坡開挖 </b></p><p>　　水電站建設(shè)工程中，對土質(zhì)邊坡的開挖選擇“從上到下，層層削坡”的方式開展作業(yè)，每次削坡層的厚度控制在2～3 m。對各層的削坡作業(yè)需要配合運(yùn)用CAT320B反鏟挖掘機(jī)從主出渣道自行開挖出岔道進(jìn)入作業(yè)面削坡，并且采取相關(guān)的措施輔

5、助處理。CAT320B 反鏟挖掘機(jī)對現(xiàn)場施工成一條道路之后，可在開挖范圍里造成“之”字形道路，這樣做的目的在于能顯著優(yōu)化集渣作業(yè)效率，省去了很多不必要的環(huán)節(jié)。不僅施工效率上升，且工程造價成本降低，而這一環(huán)節(jié)需要做好測量檢查工作，對開挖的坡度嚴(yán)格控制。 </p><p><b>　　2、巖質(zhì)邊坡開挖 </b></p><p>　　水電站巖質(zhì)邊坡開挖通常選擇“鉆爆法”進(jìn)行

6、施工處理，并且按照從上到下的方式分層開挖、噴錨支護(hù)及時跟進(jìn)、毫秒微差梯段爆破?，F(xiàn)場施工時要把握好各個環(huán)節(jié)之間的連貫性，每個環(huán)節(jié)互相配合好才能實(shí)現(xiàn)最佳工程效率。巖質(zhì)邊坡應(yīng)分層開挖時必須要結(jié)合工程圖紙要求，采取梯段爆破，梯段開挖的高度控制需控制在6～10 m。由于巖質(zhì)的邊坡是一種薄層順向坡，其開挖坡角要比巖層傾角大，施工時最好不要采取太大的切腳開挖。爆破時需要根據(jù)水利水電工程的結(jié)構(gòu)形式、電站間距等因素設(shè)計，對距邊坡12 m內(nèi)側(cè)的巖體應(yīng)選擇薄

7、層爆破的開挖方式，把開挖高度限制在3 m。薄層爆破是水利水電工程的難點(diǎn)，若間距、時間控制不好則會造成爆破失敗，發(fā)揮不了工程作。 </p><p>　　爆破網(wǎng)絡(luò)使用的是非電雷管孔間的微差順序爆破網(wǎng)絡(luò)，要求控制拱壩建基面預(yù)裂孔的最大單響藥量小于20公斤，其中，30m～15m的要少于或等于75kg，預(yù)裂孔在相鄰梯段孔之前的起爆時間不得少于75ms～100ms?？刂乒皦谓ɑ骖A(yù)裂孔的最大單響藥量在20kg以內(nèi)，距離建基面

8、30m之外的單響藥量控制在100kg以內(nèi)，15m以內(nèi)的要少于或等于25kg，30m～15m的要少于或等于75kg，同時還要滿足質(zhì)點(diǎn)振動的速度要求。由于水利工程建設(shè)具有地域性、復(fù)雜性、長期性等，施工期間所涉及的地區(qū)較多，自然環(huán)境的影響因素主要包括施工現(xiàn)場的工程地質(zhì)、地形地貌、水文地質(zhì)等，天氣情況（下雪、下雨、暴風(fēng)或者地震）等，不同程度地影響到水利工程施工質(zhì)量與施工進(jìn)度。此外，還會影響到邊坡開挖控制爆破施工，因此，在緩沖孔和爆破孔施工時通常

9、采用液壓鉆進(jìn)行鉆孔。爆破孔和緩沖孔主要是使用液壓鉆進(jìn)行鉆孔，爆破孔和緩沖孔要平行，要控制預(yù)裂孔和緩沖孔之間的距離在1m～1.5m。預(yù)裂面和爆破孔孔底的垂直距離不得比2.5m小。緩沖孔的藥卷直徑為50mm，連續(xù)不耦合分兩段裝藥，堵塞段為1.0m～1.5m，線裝藥的密度是2.0～2.8kg/m，第</p><p>　　三、控制邊坡支護(hù)施工的技術(shù) </p><p><b>　?。ㄒ唬\

10、層支護(hù) </b></p><p>　　在水利水電施工工程中邊坡開挖支護(hù)施工中，邊坡淺層支護(hù)主要包括排水口、錨桿束以及噴混凝土等環(huán)節(jié)，在施工時采用專用的全液壓鉆機(jī)進(jìn)行錨桿束鉆孔。全液壓鉆機(jī)造孔施工一般采用施工平臺，這樣可以提高鉆孔的速度和效率，保證工程的穩(wěn)定性。當(dāng)排架搭設(shè)工作完成后，我們可以通過裁縫用鉆機(jī)對邊坡上部的孔位造孔。安裝錨桿的施工中，要先插桿注漿，這樣可以提高工程的施工效率。使用鉆機(jī)在邊坡排架

11、上進(jìn)行鉆孔時要及時的對孔節(jié)能型清理和安裝。等到鉆孔到富水層后在安裝過濾管。在進(jìn)行噴混凝土的施工時，要把水泥混凝土通過運(yùn)漿系統(tǒng)運(yùn)到工作的地點(diǎn)，這樣才能保障工程穩(wěn)定有效的進(jìn)行。控制淺層支護(hù)施工主要任務(wù)是控制好錨桿束、排水孔、噴混凝土。 </p><p>　　錨桿束鉆孔時應(yīng)使用實(shí)際適用的鉆機(jī)機(jī)型，利用全液壓鉆機(jī)造孔施工，能夠高效的開展鉆孔施工作業(yè)。完成排架的搭建后，使用XZ-30型號的鉆機(jī)針對邊坡面孔位造孔。錨桿束的安

12、裝要求：對巖層比較完好地方按照先注漿后插桿形式施工，對巖層不完好（如易塌孔或較破碎）地方按照先插桿后注漿形式施工。邊坡的排架上利用孔鉆機(jī)鉆排水孔，完成后對排水孔進(jìn)行及時的清孔與安裝，到富水層的鉆孔須安裝濾管。噴混凝土的方式一般采用干噴法，采用滑道系統(tǒng)將水泥、骨料輸送到作業(yè)坡面。在噴灑時要注意保持噴射機(jī)與受噴面90度垂直，對于噴嘴應(yīng)稍偏向噴射方向，但傾斜度小于10度。 </p><p><b>　?。ǘ?/p>

13、深層支護(hù) </b></p><p>　　使用導(dǎo)向儀對錨索鉆孔進(jìn)行斜度控制，及時糾偏和測斜，使用輕型錨固鉆機(jī)如XYZ-90或全液壓錨固鉆機(jī)等對錨索鉆孔。使用灌漿對地質(zhì)條件比較差的地方進(jìn)行固壁。待編錨平臺編制成束后把鋼絞線綁扎牢固，而且和鋼管導(dǎo)向帽的連接要穩(wěn)固。下錨在探測錨索孔孔道合格后進(jìn)行，要防止在下錨過程中整體扭轉(zhuǎn)錨索體或使錨索體受到損壞。使用3SNS高壓灌漿泵進(jìn)行灌漿，使用溜槽入倉錨墩混凝土，待錨墩

14、混凝土的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計要求后進(jìn)行錨索張拉，對應(yīng)油表采用YDC250-200型千斤頂對單根鋼絞線進(jìn)行對稱循環(huán)張拉，根據(jù)設(shè)計值的90％控制初期張拉力，按照錨索的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以確定是否需要補(bǔ)償張拉，錨索封錨最后進(jìn)行。深層支護(hù)是水利水電施工中非常重要的工程技術(shù)，它關(guān)系著整個工程的穩(wěn)定的實(shí)施。在深層支護(hù)施工中要使用到輕型錨固鉆機(jī)進(jìn)行錨索鉆孔，下一個步驟可以采用導(dǎo)向儀對錨索孔的傾斜度進(jìn)行控制，并且要對其進(jìn)行詳細(xì)的觀察以糾正其傾斜。對于使用高壓灌

15、漿泵進(jìn)行灌漿的深層支護(hù)施工，采用溜槽入倉錨墩混凝土，等到錨墩混凝土凝結(jié)并達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后進(jìn)行錨索張拉。根據(jù)我國的相關(guān)設(shè)計值的調(diào)查顯示要控制初期階段的張力，要采用專門設(shè)備對單根鋼絞線進(jìn)行對稱循環(huán)張拉，</p><p>　?。ㄈ┻吰麻_挖和支護(hù)的施工方法。 </p><p>　　邊坡開挖施工，根據(jù)由上而下分層的方式進(jìn)行邊坡開挖，對水利水電工程的邊坡進(jìn)行開挖作業(yè)，尤其在每一層的實(shí)際開挖操作過程中，

16、都會沿著上、下游方向施工區(qū)域分成三個區(qū)，每個施工區(qū)都是由外向里分塊推進(jìn)，每塊的面積約為30m×20m，每個區(qū)塊都是根據(jù)開挖施工工序進(jìn)行平行流水作業(yè)。邊坡支護(hù)的施工，通常情況下，水利水電工程的邊坡支護(hù)工程均是自下而上將其進(jìn)行分層和施工，緊跟著開挖工作面進(jìn)行淺層支護(hù)。相對淺層支護(hù)，深層支護(hù)滯后一級馬道(15m)。從實(shí)踐來看，施工程序是:噴混凝土，錨桿束，排水孔，錨索。水電站邊坡支護(hù)施工緊跟開挖作業(yè)面并滯后于開挖作業(yè)面1個臺階進(jìn)行，

17、這樣既可避免開挖區(qū)域出現(xiàn)塌方，同時又加快施工進(jìn)度、保證了施工安全。具體采用如下施工方法: </p><p><b>　　1.錨桿施工 </b></p><p>　　水利水電工程建設(shè)中的另一個邊坡支護(hù)技術(shù)就是錨桿，通水電站結(jié)合邊坡錨桿開展一期支護(hù)的方面較多，比如廠房位置處的后邊坡580米的高程下、放空洞的出口位置570米的高程下以及右壩肩的620米高程下，都可以采用該技

18、術(shù)進(jìn)行施工。通常情況下，錨桿鉆孔都是選擇那些技術(shù)相對比較成熟的手風(fēng)鉆，整個操作過程利用Φ48mm焊管和扣件搭設(shè)腳手架結(jié)構(gòu)，腳手架層高在2.2m左右，鉆孔需參照巖石走向、傾角等情況對錨桿孔角度調(diào)整，鉆頭直徑要比桿體直徑大18mm左右，鉆孔鉆到標(biāo)準(zhǔn)深度之后，需采用高壓風(fēng)清理干凈，把孔內(nèi)雜質(zhì)去除。通常情況下，選用的錨桿應(yīng)當(dāng)為II級的螺紋鋼筋，而且水泥的強(qiáng)度等級也要以P.042.5以上的硅酸鹽水泥為宜；砂石的選擇主要是注意其最大的粒徑，一般應(yīng)當(dāng)

19、小于2.5毫米，即以細(xì)砂為最佳，而且水泥砂漿的強(qiáng)度等級應(yīng)當(dāng)在M20以上，最后采用人工注漿的方式，并對錨桿進(jìn)行純手工安裝。 </p><p>　　2. 噴混凝土施工 </p><p>　　噴混凝土是一期支護(hù)中常用的施工方法，其主要目的是將開挖到位的邊坡建基面進(jìn)行強(qiáng)化封閉，以減少和避免建基面基巖在風(fēng)吹日曬下進(jìn)一步風(fēng)化的機(jī)會。該施工方法在廠房邊坡開挖、放空洞出口邊坡開挖、右壩肩開挖中普遍使用，并

20、取得了良好的效果。在該工程項目建設(shè)過程中，所采用的是放空洞出口配置的兩臺強(qiáng)制攪拌機(jī)，通過這一機(jī)械供應(yīng)混凝土材料，通常采用的是6立方米的混凝土攪拌運(yùn)輸車，將該材料運(yùn)至現(xiàn)場；再通過錨桿施工鋼管腳手架平臺，通過混凝土噴射機(jī)利用濕噴工藝將C20的混凝土材料噴射到所需的位置。一般而言，其厚度大約在10至20厘米左右，噴混凝土施工時由預(yù)先埋設(shè)的鋼筋條進(jìn)行控制，采用鉆孔法檢查其噴射厚度。 </p><p>　　3. 支護(hù)施工工

21、藝 </p><p>　?。?）、超前支護(hù): 主要采用超前錨筋樁和鎖口砂漿錨桿進(jìn)行支護(hù)施工。巖柱兩側(cè)面按梯段高度打設(shè)超前錨筋樁( L= 12m)和系統(tǒng)砂漿錨桿( L= 6m) ，1180 m 高程的錨筋樁在1180～1182 m 保護(hù)層開挖完成后施工，其他超前錨筋樁布置在每層馬道處，錨筋樁間排距為1.5 m × 2.0 m，梅花形布置。頂部保護(hù)層開挖前，按照設(shè)計要求在開口線以下打安兩排Ф25mm，L =

22、 3 m 的鎖口錨桿，間排距為1.5m × 1.5 m，第一排距開口線的距離為0.5 m。超前支護(hù)主要應(yīng)用于進(jìn)水口直立邊坡開口部位、預(yù)留巖柱頂部周邊及巖柱每個爆破梯段開挖的預(yù)留小馬道上。直立邊坡段開挖施工前，在距離開口線0.5 m 位置起按照2 m 間距布置超前鎖口錨筋樁，確保馬道的形成，也能有效地控制爆破對直立邊坡的破壞; 預(yù)留巖柱拉槽開挖施工前，也在巖柱頂部周邊布置超錨筋樁，同時，在每一梯段爆破開挖前，也在小馬道上施工超前

23、錨筋樁，以有效控制巖柱的形成和確保巖柱體型。 </p><p>　?。?）. 錨桿、錨筋樁造孔 </p><p>　　現(xiàn)場施工作業(yè)人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)設(shè)計圖紙所標(biāo)注的位置和參數(shù)布置錨桿、錨筋樁孔位。與此同時，還要按照施工技術(shù)規(guī)范繪制錨桿、錨筋樁孔位布置圖。其中，孔位偏差不能大于100mm，孔軸方向偏差不能大于5°，孔深偏差不能大于50mm。完成錨桿、錨筋樁鉆孔工作后，務(wù)必將孔內(nèi)殘留碎石渣

24、清理干凈，并保證沒有巖粉和積水。 </p><p>　?。?）. 錨桿、錨筋樁注樁。 </p><p>　　錨桿、錨筋樁造孔完成后，孔洞經(jīng)相關(guān)單位監(jiān)理驗收合格后才能進(jìn)行注漿和安插錨桿工作。其中，作業(yè)人員一定要嚴(yán)格按照事前實(shí)驗得到的配合比配置錨桿砂漿，并采選用實(shí)驗室開具的配料進(jìn)行拌制。拌制砂漿用的水泥和砂子也要經(jīng)過相關(guān)檢驗合格后才能使用。檢驗的主要內(nèi)容包括水泥的強(qiáng)度、砂子的形狀、大小尺寸、光

25、滑程度等。在施工現(xiàn)場還要具備稱量設(shè)備等器具，以保證砂漿的拌制質(zhì)量和強(qiáng)度，然后將砂漿緩慢注入空洞中。在安插錨桿之前要檢查錨桿的規(guī)格及尺寸是否符合設(shè)計要求，檢查錨桿注漿是否飽滿。安插錨桿后，空洞中的砂漿可能會有所溢出，必要時應(yīng)當(dāng)采取補(bǔ)漿措施。補(bǔ)漿中嚴(yán)禁采用對錨桿孔口抹漿的方式來掩飾孔內(nèi)砂漿不飽滿的問題。在一切準(zhǔn)備工作完成后，作業(yè)人員便可將錨桿緩慢插入孔內(nèi)。為了保證錨桿具有一定的強(qiáng)度，應(yīng)當(dāng)持續(xù)養(yǎng)護(hù)一個月左右時間。在養(yǎng)護(hù)期間，有關(guān)技術(shù)人員還要定

26、期或不定期地檢測錨桿的密實(shí)程度。一旦發(fā)現(xiàn)未能達(dá)到設(shè)計要求，一定要對不合格的錨桿采取補(bǔ)救措施，嚴(yán)格追查相關(guān)負(fù)責(zé)人的責(zé)任，并對其進(jìn)行處罰。 </p><p><b>　　四．結(jié)束語 </b></p><p>　　隨著我國水利水電工程項目建設(shè)的不斷增多，邊坡開挖及支護(hù)技術(shù)應(yīng)用越來越多，其質(zhì)量要求越來越高。開展水利水電工程施工時，要將邊坡開挖支護(hù)技術(shù)作為重點(diǎn)控制項目，加強(qiáng)施工

27、技術(shù)管理，不斷進(jìn)行技術(shù)改革，努力提高開挖、支護(hù)技術(shù)水平，確保工程質(zhì)量。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]楊波.水利水電施工工程中邊坡開挖支護(hù)技術(shù)分析[J].城市建設(shè)理論研究（電子版）,2013,(9). </p><p>　　[2]黎舟.水利水電施工工程中邊坡開挖支護(hù)技術(shù)分析[J].房地產(chǎn)導(dǎo)刊 ,2

28、013,(3):156-156. </p><p>　　[3]王朋輝,韓曉燕,孫建新等.水利水電施工工程中邊坡開挖支護(hù)技術(shù)分析[J].科技資訊,2012,(4):133-133. </p><p>　　[4]馮建堂.水利水電施工工程中邊坡開挖支護(hù)技術(shù)分析[J].世界家苑 ,2013,(8):60-60. </p><p>　　[5]胡維平.水利水電施工工程中邊坡開挖