水利工程施工中高边坡开挖与支护技术探究

水利工程施工中高边坡开挖与支护技术探究

高边坡开挖和支护施工是水利水电工程施工中较为常见的项目内容，把高度因素以及边坡病害对边坡稳定性的作用和影响降到最低，是本文所要探究的课题；作者结合亲历的岩质边坡开挖和支护施工，主要围绕边坡开挖控制爆破、边坡支护关键技术作重点阐述，以期为类似工程的施工提供一些借鉴。

标签：水利工程；高边坡；开挖爆破技术；支护技术

1、引言

随着近年来水利水电工程建设的蓬勃发展，高边坡开挖和支护施工关键技术已得到广泛运用，各种爆破施工工法应运而生，妥善处理边坡稳定是摆在每一个工程建设者面前不容小觑的问题，高边坡开挖和支护的质量优劣将直接影响到整个水利工程施工的进度、质量以及施工安全，一旦处理失当将会给工程埋下许多隐患，变相地会无端增加工程成本。所以必须要从专项施工方案的编制、操作手的遴选、试验段的实施以及现场全方位管控等诸方面给予高度的重视。

2、工程概况

中新广州知识城九龙湖项目由66.4396公顷的新开人工湖和从石迳水库引水的6008m河道所构成，在L0+975～1+300桩号间的河道右岸为竹仔山岩质边坡，开挖范围内的高度在23.5m左右，需明挖的石方量为58600m3，用来进行护坡的混凝土量需要1500m3，另外还需要不同规格型号的锚筋，总根数大约在1200根左右，由于其边坡高度因素将对边坡稳定性产生不可忽视的作用及影响，为避免因风化剥落、流石流泥、掉块落石、坍塌等边坡病害发生，需要进行边坡稳定性分析以及防护加固工程设计。

3、高边坡开挖的施工爆破技术

对照施工图，通过进一步勘察，发现现状岩质边坡浅表卸荷拉裂岩体和覆盖层边坡的稳定问题较为复杂和严峻。从初期边坡开挖的情况看，岩体的可爆性尚好，但爆破后极易在保留岩体中產生隐裂隙，预裂面效果控制较困难，为确保施工期爆破安全、施工质量和进度，需进行爆破试验及施工期的爆破安全控制。

3.1爆破网络的建立

岩质边坡开挖采用预裂爆破技术成型，因本工程的预裂面坡度缓于1：1，故采用YQ-100B潜孔钻造孔。使用非雷管孔间的具有微差顺序特征的爆破网络，预裂孔的起爆时间被控制在75～100m/s之间，预裂孔至少超前第二排缓冲孔100ms以上起爆，预裂爆破缓冲孔间排距、装药量较前排梯段爆破孔减少1/3～1/2。相关预裂爆破钻孔参数如下表所示。

3.2爆破孔和缓冲孔的钻孔

钻爆破孔和缓冲孔时要保持位置平行，保持相互间的距离在1～1.5m，还要将爆破孔孔底和预裂面的垂直距离控制在2.5m内，本项目中缓冲孔的药卷直径控制在50mm，采用连续不耦合两段式的形式进行装药，将堵塞段的长度控制在1.0～1.5m之间，装药密度控制在2～2.8kg/m，对第一段进行中部封堵，第二段则封堵孔口。爆破孔的药卷直径为70mm，不耦合连续装药，单耗在0.4～0.55kg/ m3之间，孔口堵塞2.0～2.5m。

3.3预裂孔尺寸的控制

预裂孔分作马道水平预裂孔和坡面预裂孔两种类型，两种钻孔施工的机械不一样，要控制好尺寸的大小，在钻马道水平预裂孔时，采用的是YT28型的手风钻，孔深在2m左右，各个孔之间的间距50cm，控制孔口堵塞的深度在0.5m范围内。

4、边坡开挖和支护的施工程序以及关键技术

4.1边坡开挖和支护施工程序

边坡开挖和支护遵循自上而下分层进行的施工程序。根据施工现场实际，顺水流方向依次排布有3台挖掘机采取平行作业、由外及内、分块开挖的方式进行。

4.2边坡支护关键技术

（1）锚杆支护。将锚杆布置成梅花形并呈30°倾角，选用标准钢管和扣件搭设施工作业平台，同步做好安全防护措施，包括满铺脚手板、布设安全网等。用YQ-100B潜孔钻钻孔，按岩石的纹理、走向及具体的倾角情况，及时调整锚杆孔的角度，选用的钻头比锚杆本体直径要大，尺度控制在18mm上下。当钻孔深度达到要求后，需要时利用高压风将孔内的杂质彻底清除，为后道工序施工提供便利条件。锚杆选用Ⅱ级螺纹钢筋，灌孔胶凝材料分别为Po42.5级普通硅酸盐水泥，细度模数MX小于2.3的中细砂，配制出M20的水泥砂浆，由人工注浆并安装锚杆。

（2）铺钢筋网。爆破开挖后对所形成的坡面进行认真细致的检查，在破碎区域我们还采取了加铺钢筋网的技术措施，通过选用Ф8mm钢筋并按纵横向各200mm的间距绑扎于斜坡面上，且与边坡上已安装到位的锚杆作牢固焊接，从而使钢筋网与边坡以及锚杆连成为一个有机的整体。

（3）排水孔埋设。为解决高边坡长时间排水问题，必须因势利导，主动削弱山体内部的水压力，以防日后发生坍塌。本项目中我们选用20m3/min的空压机和YT-28手风钻进行了永久排水孔施工，排水孔孔径为50mm，保持有10°左右的仰角，同样呈梅花形布置且保持与锚杆有一定距离；为避免排水孔在运行过程中出现塌孔现象，还在排水孔的内部安装有40mm的PVC排水盲管，这样更

利于排水。

（4）喷射混凝土。喷混凝土是早期高边坡支护施工中常用的方式，实施目的是强化封闭已经开挖成型的建基面，有效降低岩基面在阳光下曝晒的频率，并减少风吹雨淋的次数，避免风化。实际施工中，我们利用已搭建好的锚杆施工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，厚度为15cm，采用事先埋在边坡上的短钢筋来控制。

5、结语

综上所述，高边坡控制爆破开挖和支护技术得以在本工程上运用，既确保了施工工期，又有效地解决了河道临山体所直面的边坡稳定问题，在今后类似的工程施工中，我们一定要因地制宜，根据现场具体工况进行周密的施工组织，切不可盲目地照搬已取得的施工经验，而要充分注意到不同项目支护方案的适用性。

参考文献：

[1]刘秉金.水利施工中混凝土结构的施工技术和维护[J].城市建筑，2008（ 17） ： 99 - 103.