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水利水电边坡施工技术论文

[摘要]水利水电施工是一项较大型工程,为确保施工进度及施工质量,常采用边坡开挖支护技术保障各材料可有效运输到施工现场,为整个工程质量提供支撑。因水利水电工程所处位置关系,边坡位置大多复杂多变,加大了施工难度,部分工程可能因边坡施工不当而延误工期。边坡是保障路基稳定的坡状结构,其施工质量直接关系到施工人员能否利用边坡实施后续操作。完整的边坡开挖支护操作由前期支护、爆破、排水、边坡支护几个步骤组成,不同步骤涉及到的技巧及施工操作均存在差异性。以水利水电工程施工为主线,阐述边坡开挖支护的意义,分析常见的边坡开挖方式及支护技术,并在此基础上研究边坡开挖支护技术的实施步骤。

[关键词]水利水电;开挖方式;支护技术

在水利水电工程中,边坡可确保路基的稳定性,并使道路两旁形成坡状结构。坡状结构不仅可使路基提升稳定程度,还可迅速排走雨水,避免在路基上形成积水[1]。在边坡开挖支护技术帮助下,边坡上的支护挖掘得到了质量保障,对水利水电工程建设质量控制有益。现阶段因相关技术及研究的不断深入,边坡开挖支护技术类型逐渐増多,在具体操作上可根据边坡具体情况合理选择[2]。本文以水利水电工程中边坡开挖支护技术为主线,研宄边坡开挖及支护技术的操作方式。

1边坡开挖支护的意义

水利水电工程通常规模较大,与人们的日常生活紧密相关,若存在隐患则无法确保工程质量。在水利水电施工过程中,因多种因素影响,开挖支护在湍急的河道、陡峭的坡道施工中尤为重要[3]。边坡开挖支护技术多应用于处于特殊位置的边坡地带,通过特殊材料的支撑及相应建筑结构的调整,使该技术逐渐受到重视并广泛应用于水利水电工程中,为工程廣量保驾护航。在具体实施边坡支护技术时,施工人员应了解边坡位置、土层状况,包含土层紧实程度、质量、当地气候等'避免出现因地基不稳定影响支护有效性情况。具体施工过程中也应同时考虑支撑技术的选择及挖掘深度的控制,合理选择深层开挖支护和浅层边坡开挖支护。

2常见开挖方式

2.1拉槽分层爆破方式。水利水电工程可通过拉槽分层爆破方式,在避免影响工程整体结构的前提下实现对保护层的开挖。水利水电工程模位置的不同,其周边生态环境的差异及土层的差异导致施工过程中须考虑土层状况,综合考量施工区域地址、环境、地理位置及周边生态状况,科学调整开挖操作,选择施工质量高、工期可控制的方法。开槽挖掘方式可让水利水电工程在边坡施工上划分为不同子工程,在施工期间根据边坡的特征及整体轮廓选择挖槽操作,实施针对性分层开挖。在爆破点的选择上也应符合施工设计,提前规划爆破点。2.2土质边坡开挖。水利水电工程中应采用自上而下原则实施土质边坡开挖,并结合施工各项标准及要求,在削坡层的厚度上严格控制,避免削坡层厚度过小和厚度过大影响到开挖质量,造成开挖阻力。在处理削坡层过程中,可利用反铲挖掘机,通过机械化处理完成边坡开挖操作。2.3施工爆破。通过钻爆法实施水利水电工程的爆破需综合考虑工程前期状况,在爆破方案设计上须多方综合讨论。因钻爆方式具有一定危险性,因此在控制施工成本及施工周期基础上应尽可能确保施工爆破效率及边坡开挖效率。爆破方案设计者首先应深入施工现场,了解爆破位置地质情况及当前施工进度,详细勘察现场并实施爆破试验,不断调整爆破参数。可尽量通过一次开挖成型方式,利用预裂爆破技术及微差爆破技术降低对边坡岩体的损伤性破坏。具体实施爆破工作前,首先应严格控制爆破的位置及时间,确保火药量处于合理范围,监测爆破点震动情况。爆破钻孔采用液压钻操作,施工时钻头与钻孔应处于平衡状态。严格控制预制孔直径及爆破标准,根据具体施工情况选择水平预制孔或坡面预制孔。2.4岩质边坡开挖。相对土质边坡开挖而言,岩质边坡开挖难度更大。因在施?工期间无法预见岩石材质,因此在开挖时应根据当前岩石硬度及岩石性质选择适合的爆破方法。与土质边坡开挖相同,均要在自上而下原则下完成。开挖设计者与爆破设计者应根据岩层分布情况及岩层层次选择合理爆破点,注意控制爆破高度及角度。水利水电工程前期选址会注意边坡岩层厚度,通常厚度并不大,因此爆破时应严格控制并切角,选择合适爆破点,避免影响边坡开挖结构质量。具体而言,可通过分层台阶式爆破方式,尽可能减小爆破范围对边坡结构造成的不良影响,以保障边坡稳定性为前提实施岩质边坡开挖。

3常见支护技术

3.1使用锚杆支护。在边坡支护相关技术中,锚杆技术属于使用频率较高,技术掌握难度较低的一项常见技术。这一技术具有实用性强,安全性高,占地面积小的优势,因此在实际施工中应用广泛。但锚杆技术在实际应用时也存在一定局限性,如在施工过程中锚杆质量须确保达到预定要求,且在支护过程中须实施精细化管理,需投入相关人才,加强施工现场监管[5’6]。具体操作上通常可通过人工注浆方式实施该技术,在手工钻帮助下采用人工施工法。确定使用锚杆技术后,首先施工人员应观察边坡岩石的倾斜角度及走向情况,结合钻头直径及施工现场状况,合理调整锚杆。若钻孔深度已达到施工深度,则在锚杆技术操作时还应额外使用高压风将孔洞内的杂质完全清除干净,避免孔洞堵塞影响锚杆支护稳定性。3.2喷涂混凝土支护。在水利水电工程中,工程寿命尤为重要。通过在工程表面喷涂混凝土方式不仅可起到隔离功效,还可对风雨侵蚀起到一定程度的抵御作用,尽可能减少外界人为因素及环境因素对工程质量产生的不良影响。现阶段因喷涂混凝土技术己经逐渐普及且成本得到控制,因此在水利水电工程边坡开挖支护中广泛应用。3.3排水减压支护因水利水电工程需直接承受水顼的压力,因此在减压坡的质量上须有所保障。在实际施工和使用过程中因滑坡体后缘会受到岩石层不同倾向的不良影响,加下水坝所造成的压力,滑坡体后缘会朝着一定方向、角度缓慢滑动,影响到减压坡的整体性及稳固性。因此实际施工中可通过将滑坡体后缘覆盖厚度最大的位置实施减压操作,可对整体滑坡体到一定缓解作用,在减压坡的质量上给予支撑。当滑坡体渗入地表水后,其负载也会有所增加,继而提升滑动发生率,影响到整体稳定性。在解决措施上可通过填补、修建排水沟将地表水及时排出,如填平坡体内低洼位置,确保坡体稳定程度,或在暴雨时雨水可通过排水沟迅速流走而非积存于减压坡上。以浅层支护为例,在水利水电工程上预制排水孔,有利于后期长时间的排水,边坡稳定性得到保障。排水不仅限于雨水,山体排水危险同样可得到缓解。3.4钢筋网辅助支护。使用钢筋网作为支护操作,可在一定程度上降低塌方发生率,提升水利水电工程边坡岩体的整体安全性及稳定性。实施钢筋网辅助施工时,施工人员首先应做好自身安全防护,其次观察破碎区域位置、大小及深度,合理设置钢筋网。若为工程重点开挖区域,则应使用多层钢筋网加强防护。施工过程中脚手架的搭设应使用钢管,钢管直径为48mm左右,此时钢筋网对应选择20cm的规格。人工绑扎钢筋网时注意绑扎牢固。同时基于便捷运输因素,在钢筋网的铺设方面注重面积控制,紧密贴合岩石表面。可将钢筋网与锚杆头使用焊接方式形成整体性,可更有效提升边坡安全性和稳固性。

4边坡开挖支护技术的实施

4.1锚杆支护。首先通过锚杆支护操作对水利水电工程边坡实施基础支护。为锚杆钻孔操作钻孔可采用手风钻实施简易潜孔穿孔,焊管选择直径为48cm左右并搭设脚手架,通常脚手架高度在2.2m上下。观察边坡岩石状况,査看其走向及纹理,以此作为锚杆倾角的确定因素。使用常规螺纹钢筋作为锚杆型号即可,及时调整锚杆孔直径,确保销杆在插入钻孔后稳固固定。4.2爆破。爆破的目的在于改变原始边坡的物质结构、硬度和高度,使其符合水利水电工程要求。具体操作是,首先应预估炸药量及爆破范围,根据工程量、工程规模、岩石硬度的不同,爆破程度也应有所差异。规划中应确保爆破能去除边坡多余部分,并避免影响到正常边坡稳固性,避免炸药量使用量过小需二次爆破或使用量过多引起不必要损毁。严格规定爆破时间及爆破点,确定爆破点时需根据爆破要求合理规划,并将爆破时间精确至毫秒单位。预估爆破范围,通过控制质点震荡范围降低危险发生率。最后需控制预制孔直径,根据预制孔形式的不同选择水平和坡面预制孔,提高爆破效果。4.3开挖排水孔。水利水电边坡上的排水孔为永久性,应充分考虑坡面排水问题。若水利水电工程所处位置雨量充足,需向气象部门获取数据资料,了解雨量,避免排水孔堵塞。若施工过程中出现地下水,应根据周边环境,利用钢筋混凝土桩、混凝土粧和冲孔桩实施支护,避免边坡稳定性下滑。采用稳定粧作为支护还可避免地下水逐渐渗透而造成边坡松散导致坍塌。永久性排水孔的设定可降低身体内部水压,在确保施工安全的前提下保障工程稳定性。通常设排水孔孔径为5cm,仰角约10°,且与锚杆保持固定距离。排水孔内部可通过PVC管材加固,避免泥沙和泥土渗入排水孔引发堵塞。4.4边坡支护。可通过贴坡混凝土和喷混凝土两种方式维护边坡状态。可通过混凝土喷射机,采用喷涂方式将混凝土厚度控制在15cm左右,并保障贴紧坡面,通过连续性喷涂施工达到良好的质量级别。边坡支护采用混凝土喷涂方式,可对开挖好的基础建筑面层实现良好封闭及强化,避免在施工完成后因太阳暴晒而弓丨发质量下滑。在支护前需注意详细了解水利水电工程边坡状况,査看是否存在岩体塌落、土质松散情况。同时需多方详细讨论、仔细观察,检查是否存在边坡质量隐患。

5结语

随着社会经济的发展及相关研宄的不断投入,水利水电施工各项技术逐渐成熟并广泛应用。现阶段边坡开挖支护技术类型较多,施工人员需根据施工现场边坡状况合理选择。受到自然条件影响,水利水电工程边坡在岩石质地、土层结构、硬度、岩石走向等方面均存在不同之处,在自然的复杂性下施工难度客观存在。影响边坡开挖支护有效性的因素较多,施工人员需在施工进度及施工质量的考量下合理应用各项边坡开挖支护技术及工艺操作,灵活应用锚杆固定施工、施工导流、施工爆破等技术,严格控制工程质量,把握质量关卡。

作者:王凯 单位:山东省水利工程局有限公司

参考文献

[1]朱连伟.浅析边坡开挖与支护技术在水利水电工程施工中的应用m.科技展望,2016(2):95.

[2]张安斌.试论水利水电工程施工中边坡开挖支护技术的应用[J].建材与装饰,2016(32):270-271.

[3]周勇,朱彦鹏,叶帅华.框架预应力锚杆柔性边坡支护结构设计和施工中的若干问题探讨[J]?岩土力学,2011(S2):437443.

[4]程光磊,孙营.水利水电施工工程中边坡开挖支护技术分析[J].黑龙江科技信息,2013(27):172.

[5]王朋辉,韩晓燕,孙建新.水利水电施工工程中边坡开挖支护技术分析[J].科技资讯,2012(4):133.

[6]任锦龙,毛路,荣慕宁.BIM技术在工程中的综合应用[J].建筑技术,2012,43(11):971-974.

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