1、关于水利工程中边坡开挖支护技术的探讨摘要：受到各种地质环境的影响,水利水电工程常常面临着诸多施工问题。地质条件下边坡的开挖及支护问题长期以来都是工程作业的重要环节,且也是施工问题的高发阶段,影响了整个水利水电工程的顺利实施。针对这一点,本文以具体的工程案例位置,具体分析了水利水电工程边坡开挖支护施工技术的相关问题。 关键词：水利水电工程；施工工程；边坡开挖支护；研究 Abstract: affected by a variety of geological environment, water conservancy and hydropower engineering is often fa
2、ced with many problems in construction. The geological conditions of slope excavation and support problem has long been important link of engineering work, and also is the high stage of construction problems, affects the smooth implementation of the water conservancy and Hydropower engineering. In v
3、iew of this, this paper takes the case for location specific, detailed analysis of the problems related to the supporting construction technology supported slope excavation of hydraulic engineering. Keywords: Water Conservancy and Hydropower Engineering; construction; excavation slope; research 中图分类
4、号：TV 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）04-0000-00 1、水利水电工程项目介绍 该水利水电站工程的厂房开挖及其边坡支护情况如下：明挖土方 25万立方米、明挖石方大约 56 万立方米、支护边坡的混凝土材料大约为0.8 万立方米，所有的锚筋数量可达 5000 根。从该工程的施工图纸来看，厂房边坡的设计最大开挖高度为 120 米，但是实际施工过程中的边坡开挖高度差可达到 140 米。厂房中一共设置了 4 台水轮式的发电机组，据测算其总装机容量可以达 880MW；水利工程的主厂房 136 米长、25 米宽，其高度可达 68 米，而且该机组的安装高程 在 359 米左右
5、。厂房 388 米高程以上的边坡都是按照按 1 比 0.5；1 比 1 以及 1 比 1.5 的坡比。进行操作和开挖；实践中我们可以看到，开挖的边坡每隔 15 米就要布置一个马道，其宽度大约在 2 至 3 米之间。这就是该水利水电工程的基本情况，以下笔者将从边坡的开挖爆破技术、边坡开挖及其支护程序以及边坡的开挖支护施工策略三个方面，对探讨水利水电施工工程中的边坡开挖支护技术。 边坡的开挖爆破技术 一般而言，水利水电工程边坡施工过程中有一个原则或者要求，即开挖是主线、支护是重点，同时还要对爆破工序进行严格的管控。 该水利水电工程建设过程中所使用的是微差爆破网络，其中的预裂孔起爆时间一般都大于 7
6、5ms；拱坝建基上的预裂孔单响药量一般应当控制在 20 千克左右， 且距建基面应当大于 30 米，单响药量也要保持在100 千克以内；如果是 15 米以内，则一定不要超过 25 千克；15 至 30 米，不能超过 75 千克，此时还要注意满足质点的振动要求。对于缓冲孔和爆破孔而言，二者主要使用了液压钻实施钻孔，且钻出的孔一定要保持平行，将缓冲孔与预裂孔间的距离保持在 1 至 1.5 米之间预裂孔与爆破孔之间的垂直距离应当大于 2.5 米。 同时，要将缓冲孔中的药卷半径控制在 25 毫米，并连续的不耦合将装药分成两段，其中堵塞的一段大约为1.0 至 1.5 米，密度为每米 2.5 克左右；第一段
7、要封堵住中间的部位，第二段则要封堵住孔口的位置。一般而言，爆破孔位置的药卷半径应当在35 毫米左右，而且还要保持不耦合的连续装药方式，其中单耗大约为每立方米 0.4 至 0.55 千克，孔口的堵塞长度一般也要控制在 2.0 至 2.5 米之间。 3、边坡开挖及其支护程序 首先是边坡的开挖工序。通常情况下都是采用的自上而下方式，对水利水电工程的边坡进行开挖作业，尤其在每一层的实际开挖操作过程中，都会沿着上、下游方向施工区域分成三个区，而且每一个施工区域均由外至内实施分块推进，据测算，每一块的区域面积大约都为三十见方，且每一个区快均是依据开挖作业工序的平行流水作业要求进行。 其次是边坡的支护程序。
8、通常情况下，水利水电工程的边坡支护工程均是自下而上将其进行分层和施工，且都是紧随开挖作业面实施浅层支护。从实践来看，其施工程序主要表现为：喷混凝土锚杆束排水孔锚索。 边坡的开挖支护施工策略 （1）喷混凝土 在喷水利水电工程的一期支护施工过程中，喷混凝土是最常用的一种施工方法，该施工的主要目的在于使开挖后的边坡建基面更加的坚固和封闭，以免建基面的基岩因长期暴露在自然环境下而出现风化现象。喷混凝土法在当前水利水电工程的厂房边坡开挖以及放空洞的出口边坡开挖过程中比较常用，效果也非常的明显。在该工程项目建设过程中，所采用的是放空洞出口配置的两台 S1500 型号的强制搅拌机，通过这一机械供应混凝土材料
9、，通常采用的是 6 立方米的混凝土搅拌运输车，将该材料运至现场；再通过锚杆施工钢管脚手架平台，通过混凝土喷射机利用湿喷工艺将 C20 的混凝土材料喷射到所需的位置，一般而言，其厚度大约在 10 至 20 厘米左右。 锚杆束 水利水电工程建设中的另一个边坡支护技术就是锚杆，通常情况下边坡锚杆施工方法在一期支护过程中使用的比较多，比如厂房位置处的后边坡 470 米的高程下、放空洞的出口位置 460 米的高程下以及右坝肩的 530 米高程下，都可以采用该技术进行施工。其中锚杆的绝对参数是253 米3 米；L=6.1 米/6.5 米/9 米，其中外露 1 米；若按照预设的梅花形布局，则其倾角大约在 3
10、0 度，而且其所灌注的水泥浆为 M20；实际施工过程中所选择的是型号为 483.5 毫米的焊管和扣件，因此需要认真做好水利水电工程施工前的脚手架临时设置工作；如果想创立一个新的安全平台，则应当在其上面铺设一个满竹的胶板，同时还要在相关的支架周围布设适量的安全网。通常情况下，锚杆钻孔都是选择那些技术相对比较成熟的手风钻，实际上整个操作过程都是利用了型号为48 毫米的焊管及扣件，同时还搭设了一些脚手架，一般其层高都在两米以上，且钻孔时一定要严格按照岩石的自然走向及其倾斜角度，对锚杆孔位置的角度进行适当的调整；一般而言，其钻头的直径一定要超过杆体的直径，其数值大约为 18 毫米，待钻孔钻至预设的标准
11、深度后立即停止，用高压风将钻孔处清理干净，尽量除去孔内的杂质。通常情况下，选用的锚杆应当为 II 级的螺纹钢筋，而且水泥的强度等级也要以P.042.5 以上的硅酸盐水泥为宜；砂石的选择主要是注意其最大的粒径，一般应当小于 2.5 毫米，即以细砂为最佳，而且水泥砂浆的强度等级应当在 M20 以上，最后采用人工注浆的方式，并对锚杆进行纯手工安装。 排水孔 由于水利水电工程的边坡长排水时间比较长，为避免周围的山体因长期受水压的冲击可能给边坡造成损害，所有在边坡支护方案制定过程中，多采用了排水孔作为常用方法。目前来看，永久性的排水孔施工方案在混凝土结构较多的区域应用的最为广泛，这对于降低山体中的水压强
12、度具有重要的作用。针对该水利水电工程建设项目，笔者选择了每分钟 20 立方米的空压机，并配备相关设备，其排水孔径达到了 50 毫米，孔深是 4 米；该排水孔的布设形式是梅花形状，排水孔的仰视角度大约为 10 度。实践中我们也充分地考虑到了排水孔实际运行过程中可能会出现严重的塌孔现象，因此我们可以在排水孔的中间位置插上一个直径为 0.4毫米的 PVC 盲管，从而可以获得良好的排水效果。 除以上外，还要铺设适量的钢筋网，为使边坡施工过程中能够有效地遏制岩体的滑、塌病害，可在边坡破碎处选择挂钢筋网的策略提高边坡自身的牢固性与稳定性。比如，可在厂房的边坡 470 米高程或者空洞出口 465 米高程开挖
13、区域全部用钢筋网对边坡进行维护。实际施工过程中采用 48 毫米的钢管，搭设一个牢固的脚手架平台，绑扎的钢筋网铺设面积大约为两米见方，这样可以方便运输。将钢筋网运至施工现场并进行了铺设以后，一定要保证钢筋网能够严密地紧贴于岩面之上，并且要与边坡中的原始锚杆头仅仅地连接在一起，使其成为一个不可分割的整体。 参考文献： 1 陈峰,陈银生.有限元法在边坡锚杆优化设计中的应用J. 资源环境与工程. 2009(S1) 2 陆马兰.锦屏一级高拱坝边坡开挖支护设计左岸拱肩槽1885m 高程以上边坡J. 水电站设计. 2009(02) 3 张国栋.小湾水电站右岸高边坡开挖支护施工技术J. 水利水电施工. 2009(01) 4 杨箫.高顺向边坡开挖与支护快速施工方法研究J. 贵州水力发电. 2008(02)
