水利水电工程边坡地质状况及支护施工技术

汪小明

（婺源县水利水电建筑工程有限公司，江西 婺源 333200）

兴建水利水电工程时，需全面考虑建设区域地质状况及地形等因素，科学选用相应的施工技术[1]。边坡开挖支护施工技术已经较为成熟，在水利水电工程建设实践中应用较为普遍。

1 水利水电工程边坡地质状况施工概述

水利水电工程以露天施工为主，是对自然环境的一种改造，在进行边坡施工的过程中，因边坡较为复杂、施工要求高，影响水利水电工程整体施工进度。针对某队里水电边坡进行研究，将坡脚看作坐标原点，构造直角坐标系如图1所示。

图1 边坡直角坐标系

图1中，C代表坡脚，E代表潜在拉裂点，E'代表 在坡地的投影点，F代表坡顶，H代表边坡高度，θ代表坡角，W代表边坡水平宽度，[c，c‘，e’，e]代表最危险滑动面圆心部分，G代表[c，c‘，e’，e]和边坡斜坡的交点。

水利水电工程边坡开挖支护施工技术的应用，可有效应对工程边坡复杂状况，稳定边坡并巩固岩体，加快工程后续施工速度，确保水利水电工程达到施工质量、施工进度、施工成本、施工安全等目标。

2 水利水电工程地质状况施工技术

2.1 土质边坡施工

一般情况下，开挖边坡都会涉及并应用到土质边坡开挖施工方法[2]。采用这一开挖技术时需要把握如下几点：

（1）开挖施工要遵循一定原则及步骤，开挖顺序为自上而下。

（2）土质边坡开挖应参照国家及地方标准规范进行，对边坡开挖进行全程监控。

（3）保护层开挖，根据设计要求进行，接近建基面时采用人工或小型机具挖除，不能扰动建基面以下原地基；在保证开挖面平整度的基础上，确保基坑断面的长宽均要大于10 m，严格执行设计要求标准，误差控制在20 cm以内；基坑坑底标高符合设计要求，斜面平整度偏差小于15 cm。

2.2 岩质边坡施工

岩质边坡开挖相比土质边坡开挖，技术要求要更高，由于在开挖岩质边坡时，可能会接触岩石材质边坡层，因此开挖方式的选择必须做到科学合理。相关要点如下：

（1）岩质边坡开挖可采用爆破方式，参考岩石硬度数值及岩石性质。

（2）开挖顺序依然为自上而下，注重做好专项技术监督，提高开挖效率。

（3）在岩质边坡爆破施工前，考虑到水利水电工程边坡岩层不具备较大的厚度[3]，需要确定其边坡稳定性，边坡稳定性系数可通过下式计算：

其中，Qi代表土条i的体积质量，代表土条i在滑动面上的内摩擦角，Si代表土条i在滑动面上的粘聚力，di代表i的弧长，γi表示土条i的厚度。

2.3 确定槽挖方式

进行水利水电工程边坡开挖施工时，施工人员及技术人员要充分考虑环境因素带来的影响，根据水利水电工程实际情况，科学确定工程槽挖施工工艺步骤及边坡开挖周期。在具体选择上把握以下要点：

（1）水利水电工程主体结构如果较为复杂,为避免边坡开挖支护对主体结构造成影响，宜采用拉槽分层爆破开挖方式。

（2）确定槽挖施工方式后，应对工程边坡参数及轮廓进行测量分析，根据边坡轮廓确定成本更低、周期更短的槽挖方式。

（3）确定采用拉槽分层爆破开挖方式后，施工技术人员要与爆破技术人员进行技术交底，准确确定爆破点位置，将爆破开挖支护纳入全过程管控中，满足水利水电工程预期设计及施工要求。

3 水利水电工程边坡支护施工要点

在水利水电工程边坡开挖及支护施工实践中，锚杆支护技术凭借技术的便捷性及低成本的优势，应用范围广泛，且应用频率极高。

由于水利水电工程施工环境复杂，为了使工程边坡开挖及支护时岩体始终保持安全稳定状态，消除工程边坡失稳甚至塌方隐患，在采用锚杆支护及钻爆技术的同时，可以辅助使用钢筋网支护方法提高边坡稳定程度。根据实际施工需求，配备脚手架等设施。

水利工程所处的运行环境比较复杂，极易受风蚀，采用混凝土喷涂支护，能充分发挥混凝土强度好的优势，巩固工程边坡防护结构，保护建基面基岩，提高工程使用寿命。

4 水利水电工程边坡支护技术的具体应用

水电站设置4台水轮发电机组，发电机组安装高程为58.6 m。施工人员根据工程建造要求及施工区域地质地貌，综合使用土质边坡开挖、岩质边坡开挖、槽挖、钻爆设计、锚杆施工、混凝土喷射等多种开挖支护方案。

根据勘察结果，确定爆破位置、孔内药量及爆破时间，对质点振动情况进行严密观测。根据工程需求调整起爆顺序，减少爆破振动造成的岩体损坏程度，通过该开挖支护技术，有效解决导流洞施工困难问题，加快施工进度。

5 结语

水力发电工程边坡开挖及支护施工技术专业性较强，在选择相应的开挖方式及支护技术时，应结合水力发电工程及其附属工程的实际情况，把握开挖及支护的技术要点，做好各工艺的衔接，以提高水力发电工程的经济效益和社会效益。