水利水电工程边坡开挖支护施工技术

水利水电工程边坡开挖支护施工技术

王硕 张钰娥

身份证:420381198509150618

身份证:420583198812062841

摘  要：在水利水电工程中，边坡开挖支护技术是指在进行边坡开挖时，采取适当的措施和方法，以防止土体失稳和边坡塌方的施工技术。因此，对于水利水电工程从业人员来说，掌握边坡开挖支护施工技术是至关重要的。

关键词：水利水电工程；边坡开挖支护；施工技术

水利水电工程中的边坡开挖支护施工是一个复杂而关键的过程，它直接影响着工程的安全性和长期使用性能。因此，合理的施工工艺控制和技术应用对于确保工程质量具有重要意义。本文旨在探讨水利水电工程边坡开挖支护施工技术的关键内容，并提供一些建设性的建议和经验总结。

一、水利水电工程边坡开挖存在的问题

1.边坡稳定性问题

边坡开挖后，由于土体的削减和失稳，可能导致边坡的不稳定，出现滑坡、坍塌等安全隐患。特别是在地质条件复杂或土体力学性质较差的情况下，边坡的稳定性问题更为突出。

2.地下水位问题

边坡开挖过程中，地下水位的变化可能对边坡稳定产生影响。如果地下水位过高或无法有效排除，会增加边坡坍塌的风险[1]。

3.施工振动问题

边坡开挖时，使用的爆破或机械设备可能会产生振动，这些振动有可能对周围环境和结构物造成损害，例如邻近房屋、桥梁等。

二、水利水电工程边坡开挖支护施工技术

1.土工支护技术

水利水电工程边坡开挖支护施工中的土工支护技术是非常重要的一种技术，它通过利用土壤的自身稳定性和强度来支撑边坡，保证工程的稳定性和安全性。具体来说，土工支护技术是基于对土壤力学性质的研究和分析，结合边坡的地质条件和工程要求，选择合适的土工结构和施工方式。其中，最常见和广泛应用的土工支护结构是挡土墙。挡土墙可以使用多种材料进行构筑，如混凝土、砖石等，也可以采用不同形式的结构，如重力挡土墙、压实土挡土墙等。挡土墙作为边坡的主要支护结构，其设计和施工需要充分考虑土壤的物理力学性质、边坡的稳定性要求以及施工工艺。在设计过程中，需要进行土壤力学参数测试和现场勘察，通过数值分析和稳定性计算，确定挡土墙的尺寸、倾角和埋设深度。在施工过程中，首先需要进行地表土壤的开挖，确保边坡的稳定和工作空间的充足。然后根据设计要求，进行挡土墙的构筑。混凝土挡土墙是常见的一种结构形式，需要进行混凝土浇筑、振捣和养护等工序。对于较高的边坡，还需要在挡土墙上设置护面板，进一步增加其稳定性。

2.钢筋混凝土支护技术

钢筋混凝土支护是通过构筑具有一定刚度和强度的混凝土结构来支撑边坡，确保边坡的稳定性和安全性。在设计和施工过程中，需要充分考虑边坡的地质条件、施工环境和工程要求，以确保支护结构的稳定性和耐久性。在施工过程中，钢筋混凝土支护需要进行以下工序：①土方开挖：根据设计要求，对边坡进行逐层开挖，控制开挖深度和坡度，保持边坡稳定。②钢筋布置：根据设计要求，将钢筋按照规定的间距、直径和层数进行布置。钢筋的选择应符合相关规范和工程要求。③混凝土浇筑：在钢筋布置完毕后，进行混凝土浇筑。浇筑时应控制浇筑速度和厚度，保证混凝土的均匀性和致密性。④养护：混凝土浇筑完成后，需要进行养护。养护时间和方法应根据混凝土强度发展和环境温度等因素确定，以确保混凝土的强度和耐久性。

3.锚杆支护技术

锚杆支护技术的原理是通过钢筋锚杆承担荷载，将边坡土体与锚固体系相连，形成一种稳定的整体结构。该技术主要包括预埋锚杆、注浆灌注以及锚杆与边坡土体的相互作用等关键环节。在设计阶段，需要对边坡进行现场勘察和地质调查，获取地质信息和土壤力学参数。根据这些数据，确定锚杆的数量、直径和深度，并进行稳定性计算和数值仿真分析，以确保支护结构的稳定性和可靠性。在施工过程中，锚杆支护技术需要进行以下工序：①钻孔：根据设计要求，在边坡上钻孔，并保证钻孔的位置、倾斜角度和深度。孔径应使锚杆能够顺利插入，并确保注浆充满孔道。②锚杆安装：将预埋锚杆插入钻孔中，并保证锚杆的水平度和垂直度。锚杆的插入深度应符合设计要求，同时要注意保护锚杆的表面，防止损坏。③注浆灌注：在锚杆安装完毕后，通过注浆管道向孔道中灌注浆液。浆液的注入应从底部逐渐向上进行，确保注浆充满钻孔内部，并形成一定的固结体。④灌浆固结：经过一定时间后，注浆固结体能够形成一定的强度，与边坡土体形成稳定的整体。此时可以对边坡进行下一步施工或维护[2]。

4.喷锚支护技术

喷锚支护技术通过将钢筋与混凝土结合，形成一个强固的支撑体系来支护边坡，在保证边坡稳定的同时，提高施工效率和资源利用率。喷锚支护技术具有以下优点：第一、喷锚支护的施工过程相对简单，不需要大型机械设备，适用于狭小空间和复杂地形。第二、喷锚支护技术适用于各种边坡类型和地质条件，能够灵活调整设计方案，并可根据实际情况进行加固和修补。在施工过程中，喷锚支护技术需要进行以下工序：①预处理：根据设计要求，对边坡进行清理和处理，去除松散物和不稳定层，保持边坡的平整度和稳定性。②钻孔：在边坡上进行钻孔作业，钻孔的直径、深度和间距应符合设计要求。钻孔时需采用合适的技术和设备，确保孔壁的完整性和钻孔质量。③注浆：在钻孔完成后，进行注浆作业。注浆材料可根据实际情况选用水泥浆、化学浆液等。注浆作业需控制注浆压力和速度，保证注浆质量和均匀性。④锚杆安装：在注浆完成后，进行锚杆的安装。锚杆可采用钢筋、钢绞线等材料，并根据设计要求确定锚杆的长度和间距。锚杆的固定方式可以采用扭绳锚固、胶结锚固等。⑤喷射混凝土：锚杆安装完毕后，进行喷射混凝土作业。喷射混凝土具有高强度和良好的附着性能，能够形成一个坚固的支护体系。⑥养护：喷射混凝土完成后，需要进行适当的养护。养护时间和方法应根据混凝土强度发展和环境温度等因素确定，以确保混凝土的强度和耐久性。

三、水利水电工程边坡开挖支护施工质量控制

1.材料质量控制

在材料到达施工现场后，需要进行材料的检验和试验。对于钢筋来说，需要进行检查其外观是否完好、尺寸是否符合要求以及化学成分是否满足标准。对于混凝土来说，需要进行配合比试验，以保证混凝土的强度和流动性。同时，还需要对注浆材料进行性能试验，确保其注浆效果和固化时间满足要求。在施工过程中，需要对材料的储存和保管进行严格控制。钢筋应储存在干燥通风的仓库中，避免受潮和受污染。混凝土应进行合理的配制和搅拌，以保证混凝土的均匀性和质量稳定性。注浆材料应按照要求进行搅拌和使用，确保注浆效果和浆液的均匀性。

2.加强施工监测

在施工过程中，需要进行实时的监测与检测。主要包括以下几个方面：①地质与水文监测：通过地下水位、水位变化和降水等监测，了解边坡周围的水文环境以及地下水对边坡稳定性的影响。同时，对于边坡所处的地层、岩性、断裂带等地质因素也需进行监测，以及时发现异常情况。②支护结构监测：对喷锚锚杆、喷射混凝土等支护结构进行监测，包括锚杆的锚固力、混凝土的强度和厚度等参数的检测，以保证支护结构的稳定性和完整性。③边坡位移监测：通过设置监测点，使用位移传感器等设备，对边坡的位移情况进行实时监测。可以采用全站仪、GNSS等高精度测量设备进行边坡变形和位移的监测，以提前发现边坡变形趋势和潜在危险[3]。

3.施工工艺控制

水利水电工程边坡开挖支护施工质量控制中，施工工艺控制是确保工程顺利进行和保证边坡稳定的关键。合理的施工工艺控制能够有效地控制开挖过程中的土体变形和位移，保证边坡的稳定性和工程质量。在施工过程中，需要注重以下几个方面的工艺控制：①合理的开挖顺序和分段控制：根据边坡的不同情况，采用合理的开挖顺序和分段控制原则。一般来说，从边缘向内逐步开挖，避免大面积的开挖产生较大的土体变形。同时，对于边坡的不同部位，如高度差较大或受水流冲刷严重的区域，需要采用适当的分段开挖控制，以减小开挖引起的边坡变形和破坏的风险。②控制开挖速度和工序进度：在开挖过程中，需要控制开挖速度，避免过快的开挖导致土体失稳和边坡塌方。同时，要合理安排工序进度，确保支护结构的及时施工和完整性。特别是在水文地质条件较差的情况下，更应注意控制开挖速度，适时采取加固和支护措施，以保证工程的稳定性。

结束语：

水利水电工程边坡开挖支护施工技术的正确应用和工艺控制对于工程质量和边坡稳定性至关重要。为了提高施工技术的水平和确保工程的可持续发展，有必要加强经验交流和技术创新，不断总结和分享边坡开挖支护施工技术的实践经验和应用效果，促进行业的进步和发展。

参考文献：

[1]李敏.水利水电工程边坡开挖与支护施工技术研究[J].四川水泥,2023(08):143-145.

[2]曹钢进,黄志华.水利水电工程中高边坡开挖支护施工技术[J].珠江水运,2023(07):9-11.

[3]赵本玉.水利水电工程边坡开挖支护施工技术探究[J].四川水泥,2021(05):49-50.