简论支护水利水电工程施工中边坡开挖支护技术要求

【摘要】水利水电工程是我国重要的经济增长行业，对国民经济的发展和人民生活水平的提高都有着十分重要的影响，本文以某水电站的左岸高陡边坡为例，该边坡的地质条件比较复杂，通过仔细研究边坡开挖支护技术，有效的加快了开挖的施工进度，使开挖和支护工序的协调推进得到了加强。
【关键词】水利水电 高陡边坡 边坡开挖支护 施工技术 分析
一、前言
本文所涉及的工程在开挖过程中是平行流水作业，由外向里、分块、分区推进，在对边坡的外边线进行开挖时，采用的施工方式是定点推渣下江以及河床出渣，这使高陡边坡基坑出渣和开挖施工下渣之间的矛盾得到了有效的解决。为了保证工程安全，加强了开挖和支护工序的协调推进，浅层支护在施工过程中紧跟着开挖工作面，深层支护也迅速跟进。从安全监测的分析可以得出，边坡在开挖过程中产生了应力释放和变形，不过随着下挖及支护边坡施工的快速完成，整体上趋于收敛。

二、边坡开挖控制爆破施工的技术

根据高陡边坡在复杂地质

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条件下的施工特点，开挖施工中遵循的原则是“以开挖作为主线，以支护作为重点，对爆破进行严格控制，保证开挖的质量”。

1.爆破控制和爆破网络

爆破网络使用的是非电孔间的微差顺序爆破网络，预裂孔在相邻梯段孔之前的起爆时间不得少于75ms—100ms。控制拱坝建基面预裂孔的最大单响药量在20kg以内，距离建基面30m之外的单响药量控制在lOOkg以内，l5m以内的要少于或等于25kg，30m—l5m的要少于或等于75kg，同时还要满足质点振动的速度要求。

2.爆破孔和缓冲孔

爆破孔和缓冲孔主要是使用液压钻进行钻孔，爆破孔和缓冲孔要平行，要控制预裂孔和缓冲孔之间的距离在1m～1.5m。预裂面和爆破孔孔底的垂直距离不得比2．5m小。缓冲孔的药卷直径为5Omm，连续不耦合分两段装药，堵塞段为1．Om～1．5m，线装药的密度是2.0～2.1kg／m，第二段封堵孔口，第一段封堵中部。爆破孔的药卷直径为70mm，不耦合连续装药，单耗为0.4～0.55kg／m ，孔口堵塞为2.0m～2.5m。

3.预裂孔

预裂孔分作马道水平预裂孔和坡面预裂孔。使用YT28手风钻钻马道水平预裂孔，孔深为2m，间距为50cm，孔口堵塞为0.5m，线装药的密度是15O～200g／m，药卷的直径为25raml坡面预裂孔的孔径为90mm，造孔使用的是XZ-30潜孔钻，孔深为17.28m，超深为0.5m，间距为60cm～80cm，根据2个爆破梯段进行预裂。药卷的直径为32mm，不耦合导爆索串联间隔装药，加强底部，孔口堵塞为1．0m～

1.5m，线装药的密度是260～350g／m。

三、边坡开挖和支护的施工程序

1.边坡开挖的施工程序

使用由上而下分层的方式进行边坡开挖，在开挖每一层的过程中，沿上、下游的方向分成了三个施工区，每个施工区都是由外向里分块推进，每块的面积约为30m x20m，每个区块都是根据开挖施工工序进行平行流水作业。

2.边坡支护的施工程序

随边坡下挖由上自下分层进行支护施工，紧跟着开挖工作面进行浅层支护，相对浅层支护，深层支护滞后一级马道(1 5m)。施工程序是：喷混凝土，锚杆束，排水孔，锚索。

3.控制边坡支护施工的技术

(一)深层支护

使用导向仪对锚素钻孔进行斜度控制，及时纠偏和测斜，使用轻型锚固钻机如xYZ-90或全液压锚固钻机等对锚索钻孔。使用灌浆对地质条件比较差的地方进行固壁。待编锚平台编制成束后把钢绞线绑扎牢固，而且和钢管导向帽的连接要稳固。下锚在探测锚索孔孔道合格后进行，要防止在下锚过程中整体扭转锚索体或使锚索体受到损坏。使用3SNS高压灌浆泵进行灌浆，使用溜槽入仓锚墩混凝土，待锚墩混凝土的强度达到设计要求后进行锚索张拉，对应油表采用YDC250-200型千斤顶对单根钢绞线进行对称循环张拉，根据设计值的90％控制初期张拉力，按照锚索的监测数据进行分析，以确定是否需要补偿张拉，锚素封锚最后进行。

(二)浅层支护

边坡浅层支护的项目主要包括排水孔、锚杆束及喷混凝土等。
(1)使用XZ-30型钻机或QZJ1OOD(IOOB)潜孔钻机在边坡排架上进行排水孔钻孔，完成钻设后，及时进行清孔和安装。待钻孔到富水层后安装滤管。
(2)使用XZ-30钻机或全液压钻机进行锚杆束钻孔。采用开挖形成的施工平台进行全液压钻机造孔施工，可以高效、快速的进行钻孔施工。待完成排架搭设后，采用XZ-30钻机对边坡上部的孔位进行造孔。安装锚杆束的施工：使用后插杆先注浆的方式对岩层较完整的部位进行施工；使用后注浆先插杆的方式对岩层易塌孔、较破碎的部位进行施工。
(3)使用干喷法喷混凝土，通过滑道系统把水泥和骨料运到工作面。受喷面和混凝土喷射机的喷嘴要垂直，而且喷嘴要稍微偏向喷射的地方，且倾斜角不可大于l0度。

四、边坡开挖的监测和物探分析

1.监测
(一)边坡安全监测。通过永久与临时相结合的方式对内部变形监测进行断面布置的监测。经过分析监测资料，高程Ml4多点位移计测量的是的14.27mm，逐渐呈现收敛趋势。总体上锚杆应力计的变化不大，l841．5m高程的Rf5、1855.5m高程的Rr1及1885．95m高程的Rrl的累计应力达到了l50MPa之上，不过变化量不大，其他锚杆应力的总量较小。总体上锚索测力计呈现衰减的趋势，变化较小，边坡趋于收敛。
(二)爆破振动监测。按照衰减规律的经验公式和爆破振动速度的传播可以得知边坡爆破振动的衰减规律，用来对边坡开挖施工的爆破振动控制进行指导。

2.物探检测

开挖的过程中在左岸坝肩的边坡上布置了长观孔、变模孔及声波孔以用作物探检测分析。全部检测孔全孔段的声波都平均达到了4000～6000m／s，建基面以下3m范围内是边坡爆破松弛破坏的主要集中地，孔口段的岩体完整性较差、裂隙发育、岩体破碎、孔壁粗糙，且波速较低，其他孔段的岩体完整性较好、孔壁光滑。采用物探检测和分析，可以使开挖技术参数得到不断的优化，施工工艺得到改进，边坡的开挖质量得到不断的提高。

五、施工中关键环节控制

1.钢筋网铺设

水电站在边坡施工中为有效遏制边坡岩体遇水后发生塌滑、塌方等地质灾害．在边坡的破碎区域选用挂钢筋网的手段以进一步提高边坡的稳定性。

2.喷混凝土施工

喷混凝土是一期支护中常用的施工方法，其主要目的是将开挖到位的边坡建基面进行强化封闭。以减少和避免建基面基岩在风吹日晒下进一步风化的机会，该施工方法在厂房边坡开挖、放空洞出口边坡开挖、右坝肩开挖中普遍使用，并取得了良好的效果。

3.排水孔施工

考虑到边坡长时间的排水问题，避免山体中的水压力给边坡带来过大的损害，制定边坡永久排水孔布设方案则成为了支护施工较为常用的方法。永久排水孔在喷混凝土或贴坡混凝土区域中的运用广泛，其对于减轻山体内部的水压很有帮助。

4.贴坡混凝土支护

贴坡混凝土在边坡施工支护中是普遍采取的一种方式，该操作对水电站边坡施工的运用条件为厂房后坡高程达390m，该贴坡混凝土是厚度大40 cm的C20混凝土(二级配)，为保证顺向边坡的稳定性而在边坡局部陡峭的区域增加钢筋条带混凝土。选择贴坡混凝土时要确保良好的持续性。施工操作必须按照水工混凝土的标准严格控制。
六、结语
该工程通过对边坡开挖支护采取相应的技术措施，保证了施工工期，保证了混凝土和边坡开挖的质量，提前完成了预定工期，给各项施工都提供了有力的支持，同时也积累了一些非常宝贵的经验。
参考文献：
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