水利水电工程中高边坡开挖支护施工技术

水利水电工程中高边坡开挖支护施工技术

杨柱

中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司 西安 710065

摘要：研究高边坡开挖支护施工技术，旨在探索在特定的岩土力学条件下最优的施工方法和关键技术，提高施工效率和工程质量，保障水利水电工程的安全运行和顺利建设，并为相关领域的发展提供理论和实践支持。

关键词：水利水电工程；高边坡；边坡开挖支护；施工技术

0引言

水利水电工程中的高边坡开挖支护施工技术研究，是针对在水利水电工程建设中遇到的高陡边坡（如山区水库库区、沿江堤防等）的岩土力学问题所进行的研究。水利水电工程的建设需要在各种复杂地质条件下进行，而高边坡开挖施工往往涉及到岩石和土壤的切削、挖掘和支撑等问题，如果不加以合理的设计和施工，就会导致严重的安全事故和经济损失。

1边坡开挖过程中存在的问题

1.1地下水渗透

边坡开采过程中存在的问题包括支护不力、局部失稳、地质灾害等。而地下水渗透是其中一个非常重要的问题。

在边挖开采过程中，地下水会受到破坏影响，从而导致地下水位下降或者水流增加。这些变化可能会对周围环境产生重大影响，如引起地表沉降、地震和泥石流等自然灾害事故，同时也会给建筑物和设施带来威胁。

1.2施工技术风险

施工技术风险是指在建设过程中，由于设计和施工技术的限制或不足导致的可能出现的危害和损失。这种风险与工程建设的复杂性、新技术的应用、人员素质、管理水平等因素密切相关。

2边坡开挖过程中存在问题的解决对策

2.1采取支护措施

为了解决地下水渗透问题，通常需要采取一系列支护措施，如注浆、加固、防渗等，以稳定地下水位和减少渗漏。此外，还需要根据地下水情况合理规划开采方案，避免在水流汇集区或水源地进行开采。在实施开采过程中，需要加强水文地质监测和预警体系，及时发现和处理地下水渗透问题，确保工程建设安全和可持续发展。

2.2完善风险评估体系

为了降低施工技术风险，需要在设计和施工前进行详细的技术论证和风险评估，并采取相应的防范措施。这些措施包括提升施工人员的技能水平和安全意识，完善项目管理体系，确保工程规范化和可持续发展。同时，在施工过程中，还需要加强监测和检测控制，及时发现和处理存在的技术风险，确保工程建设质量和安全。

3工程概况

某大型水电站的尾水坝，在高达256.3 m的情况下，全坡面的岩层主要是软粘土，岩性极为复杂。本工程采用10级梯级开挖，梯级开挖层高5m。坡面上部岩石以泥质岩和灰砂岩为主，岩石硬，夹杂有少数尚未腐烂的根系。而坚在中段则以生物碎屑为主，以棕黄色为主，具一定的可塑性和高的水分含量。较低的地层被灰色的泥岩所覆盖，泥岩中含有较多的沙粒，且与沙粒状的泥岩相互交错。本项目的边坡岩性参数见下表1。

表1 边坡岩石特性参数

水库尾水出口有一个陡峭的坡面，其最大坡面高30.2m，平均坡面高15.6m，水平坡面宽254.4m。其下游是2号挡泥板后较缓的斜坡，在此基础上进行了公路建设。按照工程计划，在425.3m高的位置修建3.25km长的斜坡，并在487.4m高的位置上修建了一条斜坡式斜坡。在本项目中，所有在建的道路都是以本项目中由边坡支撑而产生的一块场地为起始地基。另外，在该工程中，可以进行基坑支护的基坑宽不超过4.2m，长不超过1.1km。并且在建设过程中不能用作交通工具。在此基础上，结合尾水出口处坡面的地貌特点，确定施工场地的布置方案是非常关键的。

4施工准备

4.1道路布置

在水工高边坡开挖和支护施工之前，要对道路进行合理的布局，以确保施工的安全，以防止大颗粒尘沙及其它残余对施工作业造成不利的影响。与此同时，在工程勘察和工程计划的基础上，按照工程设计的要求，对工程进行了合理的布局，并确定了工程的位置和方法。

4.2施工器械选择

针对该项目所涉及的斜坡构造形式较为复杂且倾斜程度较大的特点，进行了对比分析；最后，选择了MQT85风动式钻头，完成了该工程的施工。本设备具有钻进深50m，机械臂长度20.5m，作业平台最大载荷4.2t，作业模式为履带作业。而且，在进行孔位灌浆、浆液挂网和混凝土喷射等工艺时，钻机也可以作为可移动的施工平台，避免了平台的架设，简化了施工过程，加快了施工进度。表2列出了MQT85钻机的主要性能参数。通过对该井的设计，确定了该井的施工时间为3个工作日，最大钻探深度为1200m，每个钻头可连续进行300次钻井作业。

如果钻机的平均钻井效率是120m/台，那么在进行钻井的时候，就会有3个钻机，其中一个用来进行插入和钻井工作；其中一座用作注浆挂网的工作平台，另一座用作喷浇砼的工作平台。为了能在设计的施工周期中，成功地进行施工，并在电厂的尾水口布置了两个相同的型号的钻机。

表2 XC-1508护坡钻机性能参数

5结束语

高边坡基坑及支护是水利工程建设中的一个重要工序，它直接关系到整个工程的成败。本文以一项具体的水利水电工程为背景，对高边坡开挖支护施工方法展开了研究与设计，并且在实践中取得了很好的结果，大大地提升了边坡的稳定性；它可以作为类似的工程借鉴。

参考文献：

[1]柴伟福.水利工程中的管道基础高边坡开挖技术探究[J].四川建材,2023,49(04)；

[2]李磊.浅析水利水电工程中的边坡加固处理技术[J].四川建材,2023,49(01)；

[3]杨明辉,罗超.水利水电工程施工中边坡开挖支护技术的应用研究[J].工程建设与设计,2022,(24)；

作者简介： 杨柱 男 38周岁 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司水电与抽水蓄能工程院水工二所所长/高级工程师 水利水电水工设计 担任国内多个大中型水电工程坝拱专业设总 西安市丈八东路18号（710065）