关键词：边坡开挖；支护技术；水利水电工程；施工；应用
1边坡开挖支护技术的重要性
水利水电工程所处理的施工地质环境一般都相对恶劣，会给工程施工进度、施工质量和施工安全带来较多不良影响，尤其在进行边坡开挖施工时，更容易出现滑坡、滑塌等各种不良情况，严重影响工程的进度、质量和安全，所以在边坡开挖施工中需要结合具体边坡地质条件选择相应的开挖技术和支护技术。由于边坡开挖质量与整个工程的开展都直接相关，所以在具体的边坡开挖支护施工中，有效结合具体的地质条件和工程实际来开展技术方案的制定，并且进行全面验证，切实保证边坡开挖支护方案的有效性和科学性，确保技术方案能够起到稳固边坡、防止滑塌、防止渗漏裂缝等多方面的功能，不断提高水利水电工程结构的安全性和稳固性，避免出现工期延误、安全事故等不良事件。
2影响边坡开挖及支护的关键因素
2.1地质条件
边坡支护是确保水利水电工程有序开展的重要保障之一，所以在具体的边坡支护施工中应该充分考虑地质条件方面的因素，做好对地质环境的全面勘察和精准测量，以此为基础来开展相关边坡支护方案的设计和参数的确定。边坡地质环境包括了边坡地区所处区域的整个水文地质结构，水文地质结构的特征和特点直接影响着边坡支护的稳固性和安全性，因此在边坡效能综合分析时，必须做好对地形地貌的充分评估[1]。此外，地质结构特点等关联性影响因素，除了会直接影响边坡区域的地形地貌外，还会对边坡的力学性质产生一定影响，即地质构造会直接决定和影响边坡支护的效能和稳固性，如果没有做好对这一方面的考量评估就直接进行施工，就会影响既定工程施工进度计划的开展，容易留下安全隐患，导致工程在建设后期产生滑塌、危岩崩塌等安全事故。与此同时，水文条件对边坡结构的影响也非常大，水流会侵蚀和渗透边坡土质结构，一旦对边坡土质结构产生的破坏达到一定程度，就会大大降低支护结构的稳定性，导致支护结构难以发挥应有的作用，最终出现安全事故。所以在当下边坡支护施工中还需要与排水措施相结合，有效处理水文地质所带来的影响。
2.2变形失稳机理的因素
虽然边坡地质条件对边坡开挖支护会产生非常大的影响，但是为了进一步促进边坡支护效能的提升，就必须综合考虑和评估多方面因素的影响，比如边坡自身的结构性能和使用周期、土方开挖形式、边坡上方承载量等等，上述因素都会影响边坡支护结构的稳固性。通过分析上述因素可以发现，边坡支护方案的设计需要充分结合相关理论依据和参数数据，在设计分析相关细化内容时，需要从边坡应用效果和环境特点方面入手，科学合理的划分边坡等级，然后再设计出切实有效的鞭炮支护方案。然由于具体地质特点都存在较大差异性，所以边坡产生形变的原因也会有所不同，最终所产生的影响大小也会存在差异[2]。此外，由于引起边坡失稳变形的因素相对较多并且比较复杂，这就给相关参数计算带来了较大难度，同时还会导致所确定的支护设计和支护形式存在滞后性，因此在当下需要进一步强化对边坡变形问题的分析和研究，明确边坡变形失稳的原因，制定更加切实有效的措施和方案。
3.边坡开挖技术在水利水电工程施工中的具体应用
3.1土方明挖和石方明挖技术
土方明挖是当下最为常用的边坡开挖技术，其在具体应用中包括一般明挖和沟槽开挖两种，前者并不需要设置临时支撑，可以直接通过挖掘机在大断面上进行开挖，如图1所示；而后者则需要结合相关施工设计，通过机械设备在局部以不断面形式来展开开挖，并且在具体开挖过程中还需要预留相应余量在修坡位置，然后通过人工来进行进一步修整，确保坡度和平整度能够达到既定的工程设计和工程要求。在开挖过程中所产生的土料，一部分可用于围堰填筑，另一部分则必须按照工程要求进行集中堆积，运输到弃料场。石方明挖技术在工程开始前，需要全面细致的分析勘察边坡岩石的稳定性，评估在开挖中可能存在的风险，并制定和落实相关安全防护措施。如果坡度相对较大，则需要采用分梯度开挖的方式进行安全开挖；同时在深度较大时，也需要采用分层开挖方法，以此来降低开挖的难度和风险。需要注意的是垂直边坡梯度高度最大不能超过10米，并且必须做好每层支护设置，如果支护施工未完成，则不能进行开挖施工[3]。
图1土方明挖
3.2岩石边坡开挖技术
对于岩石边坡的开挖，一般都需要采用钻爆法，从上到下有序进行开挖，通过有效应用爆破技术，能够有效促进边坡开挖效率和开挖质量的提升。但是由于爆破施工存在一定风险，必须结合岩层厚度来确定具体的爆破方法和爆破方案。由于水利水电工程项目规模相对较大，所以在施工中机械设备的活动区域也非常广，并且机械设备也会影响边坡的稳定性，这就会进一步增加边坡支护的难度，大大增加开挖体的滑移风险，所以在具体工程建设中，可以采用台阶型分层爆破开挖。该方法在应用过程中，并不会对边坡造成大面积破坏，这就有助于增强水利水电施工中的安全性，保证施工单位的经济效益。
3.3挖槽施工技术
在进行挖槽施工前，需要全面细致的勘察待施工现场的地质条件、地形地貌，然后再结合勘察结果来确定挖槽方案，选择相应的挖槽方式。在现阶段水利水电施工中常用的挖槽方式有两种，一种是分层爆破开挖，该开挖方式多适用于开挖不会大面积影响整个工程建设的边坡；另一种是基层保护层开挖，该开挖方式的在开挖中所产生的影响要小于分层爆破开挖，所以更适合会对工程建设产生较大影响的边坡开挖。
3.4钻爆施工技术
断报施工是边坡开挖中最为常用的一种方法，在开挖前先设置钻孔，然后再进行爆破。钻孔位置的确定极其重要，钻爆施工前，施工人员需要全面勘察钻豹现场，合理科学的进行各个钻孔位置的确定和钻爆参数的设置，并对所设置好的钻孔进行准确标记，设置好轮廓线，进而进一步促进开挖效率和开挖安全性的提高。但是如果在爆破中采用的是液压钻孔，钻孔人员需要控制好钻孔和钻头之间的平衡状态和间距。同时管控人员还必须严格根据既定的施工要求和施工标准详细细致的检验预制孔的直径和爆破参数。其中预制孔一般分为水平预制孔和坡面预制孔，二者所适用的标准和地质情况都是有所不同的，在施工中需要结合工程实况做好对孔型和尺寸的科学管控。
4水利水电工程施工中常用的边坡支护技术
4.1锚杆施工技术
在现阶段水利水电施工中常用的锚杆挡墙有下述几种：（1）混凝土搭配锚杆挡墙。该锚杆支护技术具备非常好的实用性和适用性，能够适用于各种地质条件和工程现场，因此在当下使用率非常高；（2）混凝土板肋式锚杆挡土墙。该锚杆挡墙的最大特点在于完整性强，具备非常好的抗震能力和结构强度，因此一般多用于对于边坡防护要求较高的支护施工中；（3）排桩式锚杆挡土墙和钢筋混凝土格架式锚杆挡土墙。以上两种挡土墙多用于临时性支护，虽然无法进行长期使用，但是其在成本方面非常低，并且工艺简单，能够为临时施工提供极大便利。
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4.2喷混凝土施工技术
喷混凝土施工能够有效应对边坡在使用过程中遇到的各种自然灾害，做好对开挖到位边坡建基面的有效封闭，避免外界环境对其产生破坏，有效保证边坡的稳固性。边坡施工整体工作量大，施工难度高，所以在具体工程建设中易受到各方面因素影响，而出现工程延期、工程质量、成本增加等多方面的问题。因此在具体的边坡支护建设中，会在其表面喷射10~20厘米的混凝土层，需要注意的是在具体喷涂前，必须事先清理干净待喷涂面上的浮石、堆积物等杂物，然后再通过混凝土喷射机按照施工计划将混凝土材料快速喷涂到岩层表面，以此来促进边坡层面整体防渗性能和耐久性的提高，增加边坡使用周期。
4.3钢筋网辅助支护
通过钢筋网来辅助支护，能够进一步减少边坡产生塌方的风险，切实保证整个边坡岩体稳固性和安全性的提升。在具体钢筋网的铺设时，施工人员需要做好自身防护措施，然后详细细致的破碎区具体情况进行勘察，然后再进行钢筋网的设置。对于重点施工区，为了促进防护效果的提高，可以采用多层钢筋网来进行加固。在施工中需要用钢管来搭设脚手架，钢管直径一般为48毫米，钢筋网的规格为20厘米，采用人工进行钢筋网的绑扎，但是必须确保绑扎的牢固性，在绑扎完成后，还必须进行进一步检测。同时为了便利钢筋网的运输，需要控制好铺设中的钢筋面积，钢筋网需要和岩石表面紧密贴合在一起。此外，为了进一步促进边坡稳固安全性的提高，还需要把钢筋网和锚杆头牢固焊接到一起。
4.4浅层支护技术
在具体水利水电工程建设中，浅层支护措施的实施也是非常重要的，它可以进一步促进支护效果的提升，为工程建设营造良好的环境和条件。在完成对排架的搭设后，施工人员需要利用合适的钻机针按照施工计划在边坡上部孔位进行造孔，需要注意的是必须确保造孔位置的合理科学，这样才能起到应有的防护效果。与此同时，在具体的浅层支护技术应用中，还需要充分考量岩层的实际情况，合理选择先注浆后插杆或者是先插杆后注浆，保证各种支护技术的应用效果，以此来促进工程整体质量的提高。
4.5深层支护技术
深层支护的整体施工难度要大大超过浅层支护技术，施工人员必须全面细致的对工程具体情况进行调查分析，特别是要做好对边坡情况勘察，结合勘察数据以及相关技术规范和工程要求来制定出切实有效的深层支护技术方案，从而为后续工程建设的开展提供有效指导，切实保证深层支护质量的合格达标。在具体深层支护施工中，可以通过小型锚固钻机来钻设锚索钻孔，并且还需要通过导向仪实时测量锚索钻孔的垂直度，如果锚索钻孔倾斜度超过标准值，就需要迅速对其进行调整。在钻孔设置完成后就可以进行灌浆和锚索张拉。在进行锚索张拉时，施工人员必须完全依据既定的张拉计划和张拉要求来进行张拉，确保整个张拉过程的规范性和科学性，在张拉完成后还需要检验张拉结果，经检验合格后就可以锚索封锚。需要注意的是，如果在深层支护技术施工中，地质条件非常差，应该尽可能采用灌浆坡面，并用钢绞线来完成对锚索的固定，以此来进一步促进加固效果的提升。
4.6 边坡截排水技术
边坡结排水技术对于促进边坡稳定性的增强，提高边坡防渗性能，降低地下地表水对边坡的影响有着非常重要的作用。在具体施工中，需要综合考虑边坡施工范围内的地上地下水情况，结合具体水文地质情况来进行节排水方案的设置。在支护技术选择时，尽可能采用坡顶截水沟、边坡排水孔、坡脚排水沟，以此来避免边坡因为地表水侵蚀而出现稳定性下降，减少坍塌、滑坡等事故的出现率。并且每个边坡都必须按照要求进行永久排水孔的建设，保证边坡内水压可以被控制在一定范围内，避免对边坡结构产生不良影响，保证边坡的稳定性。此外，排水孔仰角的角度必须控制在10°左右，并且孔径也必须结合具体的地勘资料来进行科学计算，同时为了避免排水孔在使用中被堵塞，可以在排水孔内进行PVC排水管或透水盲管的安装，以此来进一步促进边坡稳固性的提升，为水利水电工程奠定良好的质量基础。
5边坡开挖支护技术在水利水电工程中的实际应用
文章结合某水利水电工程建设，进一步分析了边坡开挖支护技术的具体应用。本文所列举的水利水电工程整体边坡开挖量为6.18万m3，同时在具体施工中还需要使用0.84万m3的混凝土材料以及各种各样的锚筋。在具体工程建设中，相关技术人员和施工人员都必须完全结合既定的工程设计、施工要求来开展各个环节的规范施工。施工人员通过分析整个工程现场和具体施工要求发现，工程边坡最大开挖限度为120米，然而在具体工程建设中，开挖程度明显超过该标准，所以为了避免影响工程质量和施工安全，必须由相关设计人员进行精准计算，科学合理的对整个工程现场进行布设规划。
（1）做好工作交接，保证交接的完整性和详细性。施工部门需要与相关技术单位展开对于高边坡开挖技术的技术交接，保证相关施工人员都能够准确有效的掌握施工图、施工计划、施工要求等相关内容。同时对于施工计划或者技术存在异议或者建议，则需要及时上报，由建设、设计以及技术部门共同商讨分析。
（2）勘察工程现场，精准测量放线。施工人员需要结合设计图纸，有序的进行工程现场的测量放线，保证分台开挖高程、坡比都满足既定的施工设计。（3）浅层支护施工。在本次工程中所用的浅层支护包括锚杆束、排水孔、喷混凝土等方面的建设。与此同时施工人员还需要强化在排水孔方面的施工，结合边坡具体情况，构建相应的排水体系，保证排水的及时性和通畅性，以此来进一步促进边坡结构稳固安全性的提升。（4）深层支护施工。深层支护能够进一步提高边坡在开挖中的稳固性，确保排水通畅，为整个水利水电工程建设营造良好环境，因此必须进行强化管控，保证深层支护施工方案的完全落实。
通过分析水利水电工程实力能够得知边坡开挖施工技术，既能够有效促进水利水电工程建设质量和施工水平的提高，还有助于加快工程进度，降低工程投入，为水利水电施工企业的可持续发展做出有效贡献。
6水利水电边坡开挖支护施工技术注意事项
6.1技术交底
边坡开挖支护与后续水利水电工程建设密切相关，所以为了确保边坡开挖支护环节施工质量目标和进度目标的有效达成，降低施工风险，必须强化对技术交底环节的严格管控。首先，施工单位需要依据工程图纸来有序进行各方面工作的科学安排，并有效制定和落实相应的管控制度；其次，明确各个环节的工程要求、进度计划和工程注意事项，保证所有相关人员都能够有效掌握。同时还需要做好对施工环境的勘察分析，增强参建人员责任意识，有效规范其在工程中的行为，确保既定进度目标、安全目标和质量目标的实现。
6.2做好施工规划
在水利水电工程土方开挖中，危险性相对较大，容易对周边地质造成严重破坏，所以在具体施工中必须结合具体工程情况和地质特点进行施工规划的详细制定，明确各种潜在因素的影响，并制定切实有效的防控措施，以此来为边坡开挖支护施工的开展奠定良好基础。
结语
总而言之，边坡开挖支护技术是水利水电工程建设中最为重要的技术之一，因此相关施工单位必须有效掌握该方面技术在应用中的重点和关键，不断对其进行创新优化，并加强在施工中的管理控制，这样才能够建设出高质量高水准的水利水电工程。
参考文献
[1]王金龙.试论边坡开挖支护技术在水利水电工程施工中的应用[J].中国科技投资,2016(28)：23.
[2]刘迪.边坡开挖支护技术在水利水电工程施工中的应用[J].建筑工程技术与设计,2017(16)：35.
[3]陈敬鑫.水利水电工程施工中的边坡开挖及防护技术［J］.珠江水运，2019（03）：88-89.
论文作者:田芳 刘川川,肖亮
论文发表刊物:《建筑实践》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/27
标签：技术论文; 工程论文; 钻孔论文; 水利水电论文; 地质论文; 水利水电工程论文; 钢筋论文; 《建筑实践》2020年第1期论文;