水利工程中高边坡开挖与支护工程的施工技术分析

陈卫东

【摘要】高边坡开挖与支护工程是以保护水利工程安全为目的，因此务必对水利工程高边坡开挖与支护工程施工给予足够的重视。为此，本文笔者结合实际案例，浅析水利工程高边坡开挖与支护工程施工技术，供同行借鉴。

【关键词】高边坡；开挖与支护工程；施工技术

一、引言

多数水利工程的建址具有地形复杂、易受外力或环境因素影响的特点，因此以控制工程施工质量来保障水利工程施工安全非常必要。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。與此同时，高边坡开挖与支护工程是以保护水利工程结构的工事。可见，重视对水利工程高边坡开挖与支护工程施工技术的研究具有现实意义。为此，本文笔者结合实际案例，浅析水利工程高边坡开挖与支护工程施工技术。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、水利工程高边坡开挖施工技术

据实践案例可知，当前国内的多数水利工程高边坡开挖均采取由上至下的挖掘顺序及挖掘原则，且从挖掘流程来看，多依次按下列顺序进行挖掘：清除表面植被、土方开挖、石方开挖，注意高边坡挖掘过程务必遵循先上后下的原则，即上一步挖掘项目完成后再开始下一步挖掘项目。

（一）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。

（二）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。

（三）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压钻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、水利工程高边坡支护施工技术

高边坡支护工程是保障水利工程边坡施工安全的重要工事，务必给予足够的重视，但支护前务必做好下列准备工作：根据岩体暴露时间、地质条件及结构形式等制定施工方案，同时组织施工人员进行技术交底；根据作业指导书的规定进行支护；检查施工区内边坡的稳定性，同时对需要处理的地方进行安全处理；根据永久支护的要求对不良地段进行临时支护。此水利工程高边坡支护采用锚喷支护+预应力锚索相结合的施工方法。

（一）锚喷支护施工技术。锚喷支护施工过程，务必落实好下列工作，即：1.以工程类比法或现场试验法确定锚喷支护参数。2.锚喷作业所需的机械设备布置在相对安全的地段。3.检查好喷射机等设备的安全性后，再投入使用。4.采取综合防尘的方法降低喷射作业面的粉尘浓度，如湿喷混凝土。5.岩石强渗水地段应先把渗水集中排出后，再喷射混凝土，注意喷后应钻排水孔，以防喷层脱落。6.若锚杆孔的直径比设计规定的数值大，则不予安装锚杆。7.砂浆锚杆灌注浆液过程，务必注意下列事项：a.检查注浆罐、注浆管、输料管的完好性；b.注浆罐的有效容积及耐力分别应≥0.02m3、≥0.8MPa，且应先做耐压试验，再投入使用；c.用水灰比为0.5～0.6的纯水泥浆或水润滑注浆罐及注浆管。

（二）预应力锚索施工技术。预应力锚索施工过程，务必落实好下列工作，即：1.设置专业的安全检查人员，以检查及解决发现的安全隐患；2.若以潜孔锤进行锚索造孔，则需进行必要的除尘处理，且开孔前，应清楚孔口松动的岩块，以免岩体掉块；3.钢绞线经特制的放料支架下料，同时由专人指挥完成孔内锚索的安装，以防钢绞线弹伤作业人员；4.锚索张拉过程，千斤顶伸长端应设警戒线，以防锚索张拉过程出现伤人事件；5.锚索施工过程，高压风管及高压油管的接头务必连接牢固，且造孔及张拉机械的转动与传动部位均应设防护罩。

四、结束语

此水利工程边坡具有弱应力、薄夹层、陡倾角、高顺向的特点，且复杂的地质地形条件对工程边坡的施工进度、施工安全、施工成本造成严重的制约。为此，施工方务必根据工程的客观实际及施工要求，采取适宜的高边坡开挖与支护施工技术，以加快施工进度及保障施工安全。此外，岩石开挖过程，务必重视对爆破开挖的把控，以保障施工质量及施工进度的同时，保障施工的安全性。

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