水利工程施工中高边坡支护与开挖技术的应用分析

水利工程施工中高边坡支护与开挖技术的应用分析
发布时间：2023-01-29T06:25:12.399Z 来源：《工程建设标准化》2022年第37卷16期作者：孟凡磊[导读] 基础开挖和边坡支护技术是水利工程施工的基础性工作，是施工工艺过程质量控制的关键节点，
孟凡磊
中铁二十局集团有限公司陕西西安 710000
摘要：基础开挖和边坡支护技术是水利工程施工的基础性工作，是施工工艺过程质量控制的关键节点，对保障建筑物的未来使用安全具有决定性作用。

本文据此进行研究并提出相关的建议,为从业者提供参考和理论上的借鉴。

关键词：水利工程边坡支护开挖技术应用研究
水利工程是我国基础设施建设的重中之重，边坡支护与开挖技术事关施工过程安全，事关工程建设质量好坏。

加强此方面的技术创新研究，对于提高水利工程整体质量，发挥水利工程在防洪防涝、调剂供水、改善民生，以及促进经济社会发展中的作用重大。

因此，加强水利工程施工中高边坡支护与开挖技术的应用，既是施工企业提高经济效益的重点，也是树立企业形象、展示核心竞争力的关键所在。

1开展高边坡开挖支护技术研究的意义作用
水利建设历来都是我国经济社会发展中的焦点，既影响着工业化社会发展进程，又对改善民众生活质量，合理调剂水力资源，提高防洪防涝能力具有宏观调控作用。

加强高边坡开挖支护技术研究以工程项目全过程为研究对象，设计及施工阶段要加强对于高山大泽险要地质环境高边护坡技术研究，实施严格质量控制，要把高边坡开挖支护技术作为反映水库工程施工质量全貌的重要标尺，以此夯实工程建设基础。

高边坡开挖支护设计伊始，就要进行精准的地勘探测，获取详实的地质数据、水文资料，为提高护坡质量、增强框支护强度、减少波段坍塌奠定基础[1]。

与此同时，实施高标准边坡开挖支护技术，是为解决我国地域广阔地质条件复杂多变而采取的专业性技术手段，能够有效解决施工中边坡所在的地质复杂、土质松软程度不一，施工难度大等现实矛盾，解决影响施工安全的“瓶颈”制约，在科学考察论证的基础上制定符合实际的边坡支护技术，为优化施工方案，避免工作失误，提供高建筑产品质量提供技术支撑。

2水利工程施工中高边坡开挖技术要点
2.1准备工作阶段
进行高边坡开挖施工，首先要将施工现场的杂草、碎石、松软土质及垃圾等进行彻底清理，为后期机器设备工作、增强地基的符合性打好基础。

通常情况下清理范围要距离挖掘位置五米左右，现场清理严禁将垃圾和杂物堆放成堆，目的是减少障碍物造成的误差，确保施工测量放线数据准确性。

在此过程中，施工技术管理人员要将施工流程、各作业环节与设计图纸进行比对，确保测量放线对开挖轮廓全覆盖，以满足测量放线高精度要求。

具体操作过程要利用强度检测仪，水准检测仪进行严格检测，精准控制开挖断面成型的几何尺寸，确保符合行业标准和国家规范要求。

如遇误差超出限度的质量问题必须停止施工，以免影响后续工作[2]。

以笔者从事过的引江济淮工程项目为例，在项目开始前有很多准备工作，包括实际施工策略的制定和相关方案的设计，就工程概况进行探索和研究，结合地区的自然条件，对气象资料和水文地质条件进行安排、设计等。

在此基础上，修改了护坡工程施工的总进度计划。

在实际准备中对于道路进行规划，对于交叉施工的组织也进行了安排。

这对于接下来业务、和各项工作展开都很有帮助。

在道路规划准备过程中对于实际的便道设计和组织安排规划，是很关键的，项目计划每隔500米-1000米设置一条由坡顶主便道下至渠底的坡面便道，这主要是为了提升整个工程的施工便利性，提升业务可靠度保证足够安全。

左右岸则结合实际地理情况及水文考虑，设置出了12条的便道，暂时不进行坡刷作业，便道处的护坡工程由一级坡往顶级坡随便道的挖除逐级施工。

图1 坡面布置型式示意图
2.2 开挖前清理阶段
水利工程施工中的高边坡开挖支护施工是一项复杂的系统工程，特别强调将清理工作作为保障安全、提高质量的基本和前提。

所有施工的安全装置搭设、安全庇护场所设立，必须建立在不受杂物、植被、灰尘及碎石坠落物干扰的绝对安全环境之下，将减少环境污染、科学处置建筑废墟垃圾作为开挖前清理阶段的重要工作。

对于实际业务也可看作是重要保证；如果没有满足业务施工的地面清理需求，将会对接下来各项工作开展带来很多制约效应的。

这也是新时期各企业十分注意的工作关键点和业务的细节。

2.3土方开挖阶段
水利工程高边坡施工的重点就是以边坡土建水平设置面为基础，在图纸规定范围和施工方案指导下进行土方挖掘。

在雨季以及冰雪融化季节，要采取预设导流沟渠疏通等措施，减少雨水、融化雪水对边坡基床冲击带来的影响。

土方开挖时要保持上下土层之间的联系，确保每层切割厚度保持在规定范围之内。

无论采取机械化作业还是人工进行开挖都必须坚持高精度要求，确保土方开挖满足坡度几何尺寸条件，防止积水滞留边坡过多浸泡冲击造成安全影响，保证边坡地质结构、建筑材料之间的拉结坚固强度，确保土方开挖符合设计标准要求。

2.4岩石开挖阶段
岩石高边坡开挖地质条件的特殊性，决定了其施工复杂、过程组织、机械运用比土方开挖的难度更高、要求更严。

岩石开挖首先应该使用挖掘机清理、必要时可以钻孔爆破等特殊技术手段，清理护坡表面的泥土待岩石露出后再进行下一步施工。

在此过程中既要注意基础岩石不被机械过度粉碎丧失强度，又要注意操作工人必须将空压机和手持钻的冲击强度调到适中位置，实施爆破时要将炸药的使用量、爆破点、设置钻孔深度进行严格控制，同时做好人员疏散通道的前期设置，确保开挖过程安全作业距离空间[3]。

3 水利工程施工中高边坡支护技术应用
3.1抗滑桩支护技术
抗滑桩支护技术是在边坡中选择合适的位置打桩，桩体会穿过岩层并稳定基面。

抗滑桩支护技术需要注意进行全面具体的安全技术交底之后，需要在现场进行相应的安全管理。

在施工钻孔灌注桩时确定具体的负责人，并注意加强对于人员、机械的管理，在对施工图纸进行认真研读之后，了解施工现场可能会出现的安全事故，并提前做好预案。

在施工中首先需要进行测量放样、土方挖掘，在完成这一系列工作之后则进行抗滑桩的施工与安装，随后进行成孔验收工作，确保抗滑桩支护技术的应用效果。

在进行施工的过程当中，需要考虑到边坡的稳定性，并进行逐级开挖，尤其是注意高边坡下会存在地下水，需要在施工时完善综合排水设施。

3.2锚杆支护技术
锚杆支护技术在进行施工时需要使用潜孔钻来进行钻孔，并在斜坡上搭建三角支架，支架上搭设木板，并将其作为施工平台。

锚杆支护技术需要先进行注浆，随后再进行插杆施工。

在注浆机进行注浆时锚杆需要在钢筋加工厂进行集中加工之后再运输到现场进行安装，最后则进行拉拨试验[4]。

图2 锚杆布置图
在笔者从事的实际项目中，施工流程开始第一步，主要是开挖至建基面。

在此基础上，推进对边坡处理各项业务，保证足够的平整。

随后，要开始对钻孔定位放样，及支架搭设钻机就位，和钻孔及清孔业务。

这是保证业务可靠性和接续性的关键环节。

钻孔验收各个细节，也必须足够关注保证细节满足实际业务设计。

随后的注浆工作、锚杆制作与安放工作展开、则对实际施工人个人技术有着较高的要求。

在全部完成后则可验收，结束。

在钻孔定位放样业务推进中，钻孔前必须要有专业的测量人员，按着图纸实际设计，在锚杆施工范围
中，进行放点工作。

起止点需要用仪器来放出，同时安装固定桩来保证严密。

对于中间则需按着实际工作的需求，和细节要求来设计是不是要加密，必须保证足够完整，不可将其损坏或者出现位置的偏差。

对于别的则需要按着固定的桩作为根本的数据上的基准；在数据的测量中也要使用钢尺统一放样。

对于测定的孔位则需要埋入永久性的标志，这是基本要求。

特别需要注意的是，有的施工人员会按着边施工、边放样的方式来进行工作。

这是错误的，是必须要禁止的[5]。

在数据的保证上需按着钻点放样的要求，由项目监理工程人员来验收通过的，，保证数据误差可在100毫米里。

在此基础上，再来开展支架搭设钻机就位工作。

支架搭设钻机就位，需要在准确性有保证，锚杆孔放样完成后才可继续的展开。

要根据具实际的情况在坡面上搭设三角形钢管支架，这是接下来安装各类钻孔设备的基础。

在锚杆的位置选择上，注意将其保证在支架中间。

笔者参与项目引入了内径42毫米的钢管搭设，支架上铺设了5厘米的厚木板，来保证其业务安稳提供工作平台的。

在满足了上述需求之后的、再安装钻机，保证严格将机位都控制调整好，钻机一端可抵住坡面，而另外的一端则安装在支架水平横杆上，结合对水平杆高度来实际调整孔位置角度和各项数据的，保证可垂直于可靠角度，在偏差的数据上不大于2°的，三角样式的支架和平台、基建面如下图示意的。

图3 三角支架平台示意图
钻孔机清孔工作，在钻孔部分则按着潜孔钻样式，钻进成孔按着干钻的要求来推进。

在实际业务推进中是严格避免水钻的，这会保证岩体在地质条件上足够的粘接，和孔壁的粘结性能也可满足实际要求。

钻孔速度需要按着使用钻机的性能实际的选择，也要按着层次设计，严格的控制防止出现扭曲和变径的问题，这会规避因此而出现其他事故，保证业务安全可靠。

在钻井过程中也必须对每个孔的地质变化有足够的观察，对于实际状态和特殊的情况，必须及时地给出记录。

结合笔者的实际积累来看，大体上的特殊问题包括反渣的颜色问题、卡钻的问题、掉钻的问题、返水的问题等细节和现象[6]。

而对于塌孔问题则必须立刻停止下，再按着灌浆处理好，可注入0.5浓泥浆按着实际情况匀速的推进，直到看出在孔口有返泥浆。

而在实际达到设计深度时，不可立刻停止业务，保持1分钟左右足够稳定，规避孔底尖灭问题出现而不可满足设计要求。

可加高压空气来将存在的各类孔内岩粉等都清理孔外面的，保证在孔壁外足够清洁不能有沉渣、或者是水体粘滞出现，也不可太省事引入高压水枪冲洗。

在高压气数据上保证风压在0.2MP是相对较可靠的。

3.3喷射混凝土贴坡支护技术
混凝土支护喷射作为建筑工程的常规技术之一，在高边坡支护中具有广泛应用。

主要技术要求是在土方开挖阶段对护坡地表进行加固和封闭处理，在爆破影响、风雨侵蚀的情况下，要保持支护范围的几何尺寸、表面硬度及外观质量达到规范要求。

此项支护技术因其方法简易、操作便捷、效果良好，在基础地基建设、房屋楼宇建设，以及防空工程、隧道工程建设中广泛应用。

进行边坡施工一般以两台强制式挖掘机为基本动力，配以一定容量强度的混凝土运输车辅助施工。

施工现场通过预先搭设脚手架、预设喷射平台等，使喷射流程步骤始终与边坡喷射总厚度相一致，为保持混凝土强度连续性、保证边坡的整体效果发挥的作用。

现浇混凝土面板施工，则按着机械设施实际情况，保证有振捣系统而不会出现过振、漏振的问题，达到实际的效果之后则可抹面和整平。

如果出现了露石、蜂窝等问题需立刻修正，或者修理保证处理混凝土满足实际需求。

如果有缺或漏问题则必须及时地补充材料设计，满足实际业务设计。

3.4预制格式护坡
预制格式生态护坡的预制砌块指的是钢筋砼制品，混凝土预制块需要使用固定的产品，并且要求厂家提供生产许可证以及合格证。

定制产品必须要符合图纸中的标号、尺寸，当报送监理同意之后才可以进行使用。

预制格式护坡在进行施工时首先要进行坡面清理，清除基面上的杂物，随后则进行测量放样，安装之前需要根据设计的位置来进行精准测量，并进行放样。

随后需要进行预制块的铺设，在铺设之前必须要进针对混凝土预制块的外形、尺寸进行检查，确保合格之后再进行施工。

铺装时需要人工辅助铺设结合吊车来进行吊装，严格控制基础的施工质量，确保预制格式块能够与基层进行牢固结合，在进行砌块连接时，需要采取对角连接的方式，保证外形美观，在完成预制块的铺设工作之后则需要进行种植土以及草皮的回填生态混凝土预制格，随后进行人工均匀的铺开，并确保草皮附着土壤，定期的进行施肥养护。

3.5柔性生态护坡
柔性生态护坡的施工需要从施工准备到测量放样、坡面整理、开槽、水土保护毯铺设、播撒草种、完工清理以及管理养护等各个环节。

在施工之前需要进行精准测量放样，并进行坡面整理，随后则进行铺设耕植土，施工之前需要由人工来进行坡面的整理，确保边坡符合设计的要求，并清除工作范围内的积水、树根、树桩以及其他的垃圾，由人工来铺设100毫米的厚植耕土层。

当这一土层铺设完成，并检查合格之后再进行开槽。

开槽需要在坡顶和坡底各设沟槽，如果沟槽内出现积水，则需要做好排水作业，并避免出现槽面软化的问题。

在柔性生态保护毯铺设工作中，需要使用小型运输车，将柔性生态保护毯运输到现场，在装卸过程中避免对于材料产生的损害。

柔性生态保护毯的长度需要高于坡面长度以及两端沟槽的深度，使用铆钉来进行固定。

在柔性生态保护层之后需要撒草籽施工，草籽必须要适合当地的气候，当铺设之后也需要迅速覆盖耕植土，厚度达到3~5厘米。

当完成这一系列工作之后，则需要进行养护，确保发芽期所需要的水分，并避免水土流失对于种子所产生的破坏。

4结语
高边坡支护和开挖技术是水利工程建设的重点所在，技术质量好坏，施工方案是否科学，直接影响水利工程整体质量。

为此，建设方、设计方、施工单位要加强水利工程施工中高边坡支护技术应用研究，形成以锚喷支护技术、预应力锚索支护技术、喷射混凝土贴坡支护技术为核心的完整技术体系，为确保水利施工中高边坡支护与开挖质量提供技术的支撑。

参考文献：
[1]王可可,李梦雅.浅谈基坑支护在水利工程中的应用[J].治淮,2022(11):37-38.
[2]姚红霞.水利工程施工中高边坡开挖与支护技术的应用[J].建材发展导向,2022,20(20):160-162.DOI:10.16673/ki.jcfzdx.2022.0282.
[3]王泽源.水利工程施工中边坡开挖支护技术的应用[J].产业与科技论坛,2022,21(16):45-46.
[4]万振威. 水利工程施工中边坡开挖支护技术的运用[C]//.Proceedings of 2022 Shanghai Forum on Engineering Technology and New Materials(ETM2022)(VOL.3).,2022:153-154.DOI:10.26914/kihy.2022.040337.
[5]彭慧敏,范敏.水利工程项目中边坡开挖支护施工技术分析[J].江西建材,2022(06):266-267+270.
[6]王旭鑫.水利工程施工中的边坡开挖支护技术分析[J].新型工业化,2022,12(05):128-132.DOI:10.19335/ki.2095-6649.2022.5.031.
[7]马丽.边坡开挖支护技术在水利工程施工中的有效应用[J].产业创新研究,2022(02):121-123.。