1、水利水电施工工程中的边坡开挖支护技术摘要：随着我国经济的不断飞速发展，社会的各个领域也随之发生了翻天覆地的变化。水利水电工程也如雨后春笋般在国内不断兴起，然而水利水电工程的施工质量却不尽人意，近年来也倍受人们的关注，并不断对其提出新的要求，尤其是对边坡的开挖和支护技术。本文从边坡的开挖和支护技术进行了阐述，就此进行详细的介绍以供大家互相学习。关键词：水利水电工程边坡开挖技术支护技术 中图分类号：TV74 文献标识码：A 本文所涉及的工程在开挖的过程中是平行流水作业,由外向里、分块、分区推进,在对边坡的外边线进行开挖时,采用的施工方式是定点推渣下江以及河床出渣,这使高陡边坡基坑出渣和开挖施工下渣
2、之间的矛盾得到了有效的解决。为保证工程施工安全,加强了边坡开挖和支护工序的协调推进,浅层支护在施工过程中紧跟着开挖工作面,深层支护也迅速跟进。从安全监测的分析可以得出,边坡在开挖过程中产生了应力释放和变形,不过随着下挖及支护边坡施工的快速完成,整体上趋于收敛。 一、边坡开挖控制爆破施工的技术 根据高陡边坡在复杂地质条件下的施工特点,开挖施工中遵循的原则是“以开挖作为主线,以支护作为重点,对爆破进行严格控制,保证开挖的质量” 。 （一） 、土质边坡的开挖方式 在修建水电站时要开挖土质边坡，在施工时必须要保证一定的施工顺序，即由上至下进行。另外要确保每一次削坡层的厚度要控制在 3 米之内，削坡结束
3、之后要使用反铲挖掘机进行作业面的削坡操作，另外在削坡的同时要进行修坡，要安排专业的施工人员进行。在施工过程中反铲挖掘机要通过已经修筑好的施工道路，并且建立起“之”字形的道路，这种形式有很多优点，最主要的是可以在作业过程中减少集渣环节，这样就可以有效的提高施工效率，降低施工成本。另外，在施工过程中还要加强检查力度。 （二） 、爆破控制和爆破网络 爆破网络使用的是非电雷管孔间的微差顺序爆破网络,预裂孔在相邻梯段孔之前的起爆时间不得少于 75ms100ms，控制拱坝建基面预裂孔的最大单响药量在 20kg 以内,距离建基面 30m 之外的单响药量控制在 100kg以内,15m 以内的要少于或等于 25
4、kg,30m 15m 的要少于或等于 75kg,同时还要满足质点振动的速度要求。 （三） 、爆破孔和缓冲孔 爆破孔和缓冲孔主要是使用液压钻进行钻孔,爆破孔和缓冲孔要平行,要控制预裂孔和缓冲孔之间的距离在 1m1.5m。预裂面和爆破孔孔底的垂直距离不得比 2.5m 小，缓冲孔的药卷直径为 50mm，连续不耦合分两段装药,堵塞段为 1.0m1.5m,线装药的密度是 2.02.8kg/m,第二段封堵孔口,第一段封堵中部。爆破孔的药卷直径为 70mm,不耦合连续装药,单耗为0.40.55kg/m3,孔口堵塞为 2.0m2.5m。 （四） 、预裂孔 预裂孔分作马道水平预裂孔和坡面预裂孔，使用 YT28
5、手风钻钻马道水平预裂孔,孔深为 2m,间距为 50cm,孔口堵塞为 0.5m,线装药的密度是150200g/m,药卷的直径为 25mm;坡面预裂孔的孔径为 90mm,造孔使用的是 XZ-30 潜孔钻,孔深为 17.28m,超深为 0.5m,间距为 60cm80cm,根据 2个爆破梯段进行预裂。药卷的直径为 32mm,不耦合导爆索串联间隔装药,加强底部,孔口堵塞为 1.0m1.5m,线装药的密度是 260350g/m。 二、边坡开挖和支护的施工程序 （一） 、边坡开挖的施工程序 边坡开挖采取由上而下分层的方式进行,在开挖每一层的过程中,沿上、下游的方向分成了三个施工区,每个施工区都是由外向里分块
6、推进,每块的面积约为 30m20m,每个区块都是根据开挖施工工序进行平行流水作业。 （二） 、边坡支护的施工程序 随边坡下挖由上自下分层进行支护施工,紧跟着开挖工作面进行浅层支护,相对浅层支护,深层支护滞后一级马道(15m)。施工程序是:喷混凝土,锚杆束,排水孔,锚索。 三、控制边坡支护施工的技术 （一） 、锚杆施工方法 锚杆是边坡支护施工中常用的方法，水电站结合边坡锚杆开展一期支护的方面较多。整个操作过程利用焊管和扣件搭设脚手架结构，脚手架层高在 2.2m 左右，钻孔需参照岩石走向、倾角等情况对锚杆孔角度调整，钻头直径要比杆体直径大 18mm 左右，钻孔钻到标准深度之后，需采用高压风清理干净
7、，把孔内杂质去除。锚杆选用级普通螺纹钢筋，水泥采用强度等级不低于 P. 42.5 的普通硅酸盐水泥，砂选用最大粒径小于 2.5mm 的中细砂，水泥砂浆强度等级为 M20，采用人工注浆并安装锚杆。 （二） 、深层支护 使用导向仪对锚索钻孔进行斜度控制,并及时纠偏和测斜,使用轻型锚固钻机如 XYZ-90 或全液压锚固钻机等对锚索钻孔。使用灌浆对地质条件比较差的地方进行固壁，待编锚平台编制成束后把钢绞线绑扎牢固,而且和钢管导向帽的连接要稳固。下锚在探测锚索孔孔道合格后进行,要防止在下锚过程中整体扭转锚索体或使锚索体受到损坏。使用 3SNS 高压灌浆泵进行灌浆,使用溜槽入仓锚墩混凝土,待锚墩混凝土的强
8、度达到设计要求后进行锚索张拉,对应油表采用 YDC250-200 型千斤顶对单根钢绞线进行对称循环张拉,根据设计值的 90%控制初期张拉力,按照锚索的监测数据进行分析,以确定是否需要补偿张拉,锚索封锚最后进行。 （三） 、浅层支护 边坡浅层支护的项目主要包括排水孔、锚杆束及喷混凝土等。 1、使用 XZ-30 型钻机或 QZJ100D(100B)潜孔钻机在边坡排架上进行排水孔钻孔,完成钻设后,及时进行清孔和安装，待钻孔到富水层后安装滤管。 2、使用 XZ-30 钻机或全液压钻机进行锚杆束钻孔。采用开挖形成的施工平台进行全液压钻机造孔施工,可以高效、快速的进行钻孔施工。待完成排架搭设后,采用 XZ
9、-30 钻机对边坡上部的孔位进行造孔。安装锚杆束的施工:使用后插杆先注浆的方式对岩层较完整的部位进行施工;使用后注浆先插杆的方式对岩层易塌孔、较破碎的部位进行施工。 3、使用干喷法喷混凝土 ,通过滑道系统把水泥和骨料运到工作面。受喷面和混凝土喷射机的喷嘴要垂直,而且喷嘴要稍微偏向喷射的地方,且倾斜角不可大于 10。 （四） 、钢筋网铺设 水电站在边坡施工中为有效遏制边坡岩体遇水后发生塌滑、塌方等地质灾害，在边坡的破碎区域选用挂钢筋网的手段以进一步提高边坡的稳定性。 （五） 、喷混凝土施工 喷混凝土是一期支护中常用的施工方法，其主要目的是将开挖到位的边坡建基面进行强化封闭，以减少和避免建基面基岩
10、在风吹日晒下进一步风化的机会。该施工方法是在边坡开挖、放空洞出口边坡开挖、右坝肩开挖中普遍使用，并取得了良好的效果。 （六） 、排水孔施工 考虑到边坡长时间的排水问题，避免山体中的水压力给边坡带来过大的损害，制定边坡永久排水孔布设方案则成为了支护施工较为常用的方法。永久排水孔在喷混凝土或贴坡混凝土区域中的运用广泛，其对于减轻山体内部的水压很有帮助。 四、边坡开挖的监测和物探分析 （一） 、监测 1、边坡安全监测 根据边坡变形观测资料，以每月开挖深度、气温和时间为影响因素建立回归模型进行分析，分析结果表明，影响边坡变形的主要因素是边坡开挖速度，其次是时效，再次是气温影响。开挖对边坡变形的影响主要
11、发生在边坡开挖时，随着开挖的结束，开挖引起的边坡变形也随之趋于稳定。由于蠕变等复杂原因引起的边坡时效变形呈对数曲线变化，其变形速率在初期较大，后期有所减小，温度变形分量具有明显的年周期。2、爆破振动监测 按照衰减规律的经验公式和爆破振动速度的传播可以得知边坡爆破振动的衰减规律,用来对边坡开挖施工的爆破振动控制进行指导。 （二） 、物探检测 开挖的过程中在边坡上布置了长观孔、变模孔及声波孔以用作物探检测分析，全部检测孔全孔段的声波都平均达到了 40006000m/s,建基面以下 3m 范围内是边坡爆破松弛破坏的主要集中地,孔口段的岩体完整性较差、裂隙发育、岩体破碎、孔壁粗糙,且波速较低,其他孔段的岩体完整性较好、孔壁光滑。采用物探检测和分析,可以使开挖技术参数得到不断的优化,施工工艺得到改进,边坡的开挖质量得到不断的提高。 总之，水利水电工程质量控制是整个工程建设的重点，边坡开挖支护技术也是水利水电工程的施工难点，这就需要施工单位倍加重视，并不断引进新技术理念完善自己的不足，才能保证施工工期,保证施工质量。参考文献 1 彭驭涛.预裂爆破技术在锦屏一级水电站大坝右岸工程中的应用J.水利水电技术,2008(11). 2 周江平.锦屏一级水电站特高边坡施工的安全控制J.人民长江,2009(18).
