1、浅谈水利工程高边坡开挖与支护技术摘要：由于不同地区地质环境的差异，给水利工程的施工带来了很多问题。其中高边坡开挖与支护的施工是最受重视的，本阶段比较容易出现施工问题，会影响整个水利工程顺利完成。结合广东省乐昌峡水利枢纽拦河坝工程施工，对水利工程高边坡开挖工艺及支护技术措施进行论述，以便同行参考。 关键词：水利工程；高边坡；开挖与支护 Abstract: because of the differences of geological environment in different regions, has brought many problems to the construction o
2、f water conservancy project. The high slope excavation and supporting construction is the most important, the more prone to problems in construction, will affect the whole water conservancy project successfully completed. Combination of Guangdong Province Lechang gorge hydro dam construction, discus
3、ses the process and supporting technical measures for high slope excavation project, for reference. Keywords: water conservancy engineering; high slope; excavation and support 中图分类号：U213.1+3 文献标识码：A 文章编号：2095-2104(2013) 0 前言 高边坡开挖与支护技术是水利工程施工中最关键的技术，水利工程项目的地理位置通常比较复杂，受外力影响多，施工稳定性是其关键之一。如果处理不好高边坡支护与开
4、挖的质量就会对施工进度造成影响，同时埋下很多的工程安全隐患，无形中也增加了施工成本。所以在水利工程行施工中，一定要对施工现场的具体情况进行勘察，充分了解周边的地质条件及掌握水文情况，可以避免高边坡岩体出现顺层滑塌现象，在设计中应严格控制开挖尺度，以确保水利工程施工的质量。 1 工程施工准备 1 . 1 工程施工安全因素分析 与广东省乐昌峡水利枢纽拦河坝工程的实际情况相结合，乐昌峡水利枢纽工程是以防洪为主，结合发电，兼顾航运和灌溉等综合利用的枢纽工程，选定正常蓄水位为 154.5m，校核洪水位为 164.4m，防洪库容为2.1129 亿 m3，总库容为 3.7358 亿 m3 ，电站装机容量为
5、132.0MW，上游过木码头年设计容材量为 5 万 m3。拦河坝为碾压混凝土重力坝，河床中央布置 5 孔溢流坝，每孔净宽 12m，堰顶高程 134. 8m，闸孔孔口尺寸为12mx10.7m。坝顶高程 164.6m，最大坝高 84.6m，坝顶长 256.0m，其中溢流坝段长 78.0m，左岸非溢流坝段长 96.0m，右岸非溢流坝段长 82.0m。大坝下游布置左、右岸上坝道路，与库周道路、左岸上游过木码头连接道路、滑石坑口过江大桥相接。对外交通道路采用左岸旧铁路改造部分双车道、右岸单车道与右岸防汛道路支线及坝下滑石坑口过江大桥连成的环形道路。土石方开挖约 100 万 m3，开挖高差平均为 65 米
6、，岩石级别为-级。 总结了影响边坡开挖与支护工程施工的安全因素有如下几点: 开挖线上部岩体结构出现不稳定时，会对下部作业安全产生直接的影响，应马上安排清除或加固支护处理。在高边坡的施工中，要充分的考虑岩石的各项指标性能，对岩石的硬度、抗风化能力和抗软化能力进行分析，还要充分的考虑强度、组成以及透水性等方面的指标。水利工程岩层结构的影响，即要综合考虑岩体的节理裂隙的发育程度以及岩体结构的基本分布情况。当地气候和水文环境的影响，主要是地下水的埋藏深度及动态变化，地表水的作用情况。当地地质地貌及坡度对施工质量的影响。施工过程中的风化作用的影响，会直接减弱岩石的强度。1 . 2 工程施工道路的布置 在
7、水利工程的施工过程中，道路的布置对于工程的施工效率的影响也是非常重要的，特别是高边坡的施工中，组织好工程的道路，对于施工的效率有大大的提高。通常会布置至少两条施工道路，左、右岸各布置一条，如果有临时的施工工程，还应该另外增设两条线路。 2 水利工程高边坡开挖时施工工艺 2.1 高边坡开挖流程 对于我国目前水利工程的高边坡的施工情况来看，一般情况下采取的“自上而下开挖”的挖掘顺序和原则，从具体的流程上看，通常按照以下顺序进行：即表面植被清除土方开挖石方开挖，值得注意的是，在挖掘的过程中，必须要完成上一步的挖掘项目，才能进行下一步的施工。 2.2 高边坡开挖施工工艺 （1）植被清理。在对高边坡进行
8、施工前，必须对其施工区域进行清理，清理的范围应涵盖开挖线外的五米左右，这样可以避免杂物进入施工区域。 （2）土方开挖。按照自上而下的顺序进行开挖，不仅有利于工程施工区域的地表水的排水，还能有效的避免施工过程中由于雨水冲刷导致边坡施工质量不格。 （3）石方开挖。石方开挖施工主要的内容有：左岸坝肩石方开挖、右岸坝肩石方开挖和河床石方开挖三个部分。左岸坝肩石方开挖。由于左岸坝肩的石方开挖的施工特点决定了主要的施工设备应选择露天液压钻 CM351 钻机和 ZQ100D 潜孔钻钻孔设备，并根据工程的实际岩体结构选择手风钻作为辅助。在左岸石方的挖掘过程中，采用分层的方式进行，避免以此开挖和爆破导致的岩体结
9、构破裂，而引发工程安全问题。右岸坝肩石方开挖。同左岸坝肩的石方开挖相似的是，在右岸坝肩石方开挖的过程中，仍然应该采用露天液压钻 CM351 钻机和 ZQ100D 潜孔钻设备为主，以手风钻钻孔为辅。但应注意，在石方开挖的过程中，应该采用自卸车将挖掘出的废料和岩碴按照指定的线路运送到工程上游的制定的弃碴场地。河床石方开挖。大坝河床基坑石方开挖采用自上而下全径向的顺序进行施工。河床开挖地面高程为 94m，相对深度约为 4m，基坑石方开挖首先从大坝中部下游一侧开始，先在该部位开挖出先锋槽，然后向上下游方向进行扩挖，待径向扩挖完成后，再利用先锋槽为临空面向大坝左右侧进行梯段爆破开挖。 3 水利工程高边坡
10、支护施工技术 对水利工程高边坡进行有效的支护可以保证区域内施工的质量，在支护施工中所用到的具体方法主要有以下几点: （1）采用锚杆支护的方式，这是比较常见的一种方式。一般情况下锚杆依照梅花的形状来进行布置，倾角控制在 30左右，要选择符合标准的焊管和扣件，还要搭建好临时的脚手架施工平台，做好安全防护的措施，最好在脚手架上面铺设比较结实的竹胶板，还要在支架周围安装安全网，切实保证施工人员的人身安全。在进行锚杆钻孔时，通常使用的工具是手风钻和 YQ-100B 简易潜孔钻，采用孔径为 48 cm 的焊管，搭设的脚手架高度在 2.2 m 上下，在实施钻孔时，要依据岩石的纹理和走向以及具体的倾角情况，及
11、时调整锚杆孔的角度大小，钻头的选择标准一般是要比锚杆本体的直径大些，程度控制在 18 cm 上下。当钻孔的深度达到标准需要时就可以利用高压风将内部的杂质彻底清除，为下一步的施工提供便利条件。工程中所采用的锚杆型号应为普通的螺纹钢筋，具有经济可靠性。使用的水泥强度要大于一般的硅酸盐水泥，砂粒的选择也要适中，通常比较青睐于直径2.5 cm 的中细砂，水泥砂浆的强度控制在 M20 的等级范围内。 （2）做好排水孔的施工工作。在水利工程的施工中，要充分考虑到高边坡的日常生产排水问题，如果排水工作没有做到位，山体中的水就会给水利工程的高边坡施工带来很大的影响，严重的时候会造成坍塌的事故。为了防止此类事故
12、的发生，在进行施工防护时经常使用的支护方式就是在高边坡坡上开挖永久的排水孔，这样就可以有效降低山体内部的水压力，保证施工工程的稳定性。此种方法在喷混凝土和贴坡混凝土的范围内广泛使用，并取得了明显的效果。 （3）做好喷混凝土和贴坡混凝土的支护工作 喷混凝土是早期的高边坡支护过程中经常使用的方式，主要的实施内容就是强化和封闭已经开挖好的基建面层，有效降低水利工程基建面在阳光下曝晒的频率，并减少风吹雨淋的次数，保证基建面的质量。此种方式广泛应用于厂房高边坡的开挖工程中、防空洞出口的开挖过程中、右坝肩开挖的过程中，可以起到良好的支护效果。在混凝土的供应过程中一般要配备 2 台 JSI 500 型的强制
13、式拌和机，混凝土运输车的容量一般为 6 m3 左右。在现场施工时要充分利用已经搭建好的脚手架平台来进行混凝土的喷射，在这一过程中要使用 TK961 型混凝土喷射机，依照湿喷法的步骤和程序来喷射混凝土，总厚度要控制在 10-20 cm 之间。还有一种常用的方法是贴坡混凝土，当施工厂房的后坡高度达到 390 m 时适宜采用。需要注意的问题是要保持贴坡混凝土的连续性，严格按照规定的程序施工。 4 结语 在水利工程中高边坡开挖与支护技术是非常重要的环节，高边坡开挖与支护工程的施工质量控制意义和作用重大，将直接决定整个水利工程施工的质量。采用科学合理的施工技术，认真计划其挖掘顺序，可以确保工程在预计的时间内完成施工项目，还可以提高混凝土的施工质量和边坡开挖的效果，为水利工程的最后完工提供有利的条件。 参考文献： 1赵克兴浅论水利工程施工安全的预防与管理措施J中国科技纵横，2011( 22) 2宋革中.浅析水利工程防渗成因及加固技术分析J.中国城市经济，2011（20） 3刘明薛水利工程大坝护坡混凝土施工方法质量控制J民营科技，2010( 35)
