高陡边坡开挖支护技术在水利工程边坡处理中的应用研究

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　　摘 要：随着当今社会的发展，我国的水利工程进步巨大，众多的大国工程成功问世，但是随着水利工程项目的发展，其施工环境也是变得更加的复杂和危险了，特别是在处理高陡边坡时，更是其要控制的重中之重。而本文就是针对这一问题，对其进行了高陡边坡工程的实验探究，本文依托某水利工程为基础，详尽的介绍了高陡边坡的支护以及开挖工程技术，同时还详细的分析了其施工的关键环节、安全监测点，本文希望通过这些论述能促进边坡施工的稳定性以及安全性，进而提升水利工程的质量。并且本文中总结的实践方案具有一定的推广价值。
　　关键词：高陡边坡;开挖支护技术;关键环节;安全监测
　　随着我国国民经济的快速发展，我国的水利工程规模也在不断地增大。但是我国的大多数水利工程都修建于高山峻岭中，这些地方的地质条件大都不利于工程的施工，这不仅使工程施工变得异常困难，而且还会严重影响到工程的稳定以及安全性。同时水利工程施工的高陡边坡支护问题也是很突出的，如果疏忽大意极易造成工程塌方事故，所以我们为了确保工程的顺利进行，这就需要我们结合工程需要以及当地自然环境特点来有针对性的施工和防护。高陡边坡开挖支护工作基本上可以说是水利施工中比较危险的项目了，也是水利工程项目顺利进行的重要基石，所以其可以说是水利工程施工安全控制的关键点。当然了如果其出现施工质量问题，那么水利工程的整体质量是很难得到保证的，而且还会造成其相应的工程运营维护费用的增高，使投资者的投资风险增加，严重的还会造成经济的损失和不良的社会影响。所以本文就针对高陡边坡的开挖支护的问题，详细的介绍了其现行的最新技术，同时还借助作者已经亲身实践参与的峡江水利枢纽柘塘防护项目的高陡边坡处理工程，结合实际的工程从技术层面对支护、开挖施工的控制点以及关键点进行了详细的介绍，同时还有针对性的介绍了高陡边坡工程时其应注意的重点施工环节，而且还详细解释了其高陡边坡要如何进行监测，才能保证其工程的稳定以及安全性，希望本文的这些概述可以为我国未来水利项目的施工提供一定的参考。
　　一、工程概况
　　江西省峡江水利枢纽工程是集防洪、发电、航运、灌溉于一体的利国利民的国家级水利枢纽工程，而这其中其柘塘防护工程则是其中部地区的重点水利枢纽防护项目，但是这一段工程，其坝址区的断层很多并且断层的错动和节理裂缝问题还很突出，特别是其左岸的高陡边坡地区，其施工时的安全问题突出，而且该地区还受层内错动以及地质脆弱的影响，其结构的面力学参数以及强度都会有相应的降低，具体的情况我们可以从图1所示的剖面图力看出。由图一我们可以看出，该地区其多余错动和临空面较多，并且这两种地质特征还会交叉影响，在这种多种复杂荷载的作用下，柘塘防护项目的高陡边坡段其岩层错动带是极易发生较大规模滑移现象的，如果该段发生错位变形，那边坡失稳破坏的威胁还是很大的，因此我们必须做好这一问题的防护措施。
　　我们根据当时地质勘查的相关资料总结后，发现其边坡的第一主应力大小是 8到11 MPa，倾角是 15°。其边坡岩体部分力学参数如下表所示。
　　二、如何进行方案设计
　　（一）支护施工技术
　　1.高陡边坡施工时的支护技术
　　我们在面对高陡边坡施工时，其对应的支护工程也是很有必要的，只有这样我们才可以阻止或者减少其工程结构出现裂缝、渗水、塌陷等问题，减少工程因地质的变化而造成的质量问题。因此在水利工程时，高陡边坡的支护工作还是很必要的，因此现代施工过程中，需要对于高陡边坡支护工程给予足够的重视，而我们想要能够全面并且系统的保障高陡边坡支护工程其施工的质量。那么我们就必须了解其所有的支护和开挖技术的适应情况以及优缺点，这样我们才能做到有针对性去选择最适合的支护技术。
　　（1）深层搅拌桩。这一技术的核心就是插入深层的搅拌桩以及钢护板支护，我们通过这一技术可以充分发挥水泥的固化作用，具体操作就是我们利用机械搅拌设备将软土剂以及固化剂充分的搅拌混合均匀，之后二者会发生复杂的反应后变得坚硬，这样高陡边坡的支护保护结构就形成了，该技术在边坡支护施工中的应用还是很广的。
　　（2）锚索结构。锚索结构的核心就是借助锚索将边坡土体滑动所产生的拉力传递到稳固的岩层中去，这一结构基本上是由三部分组成的即锚头、锚杆、固定端。这其中锚头是固定锚杆以及起固定作用的结构;由注浆体和钢绞线组成的锚杆则是传递拉力的结构，最后的固定端则是将由锚杆传递过来的力稳定到岩体中去的结构，当然了，锚索结构还有很多的辅助结构的，像注浆泵、相应的钢支架等。锚索结构能够稳定高陡边坡是因为其将下滑的作用力通过锚杆传导到稳定岩体中去，从而使邊坡稳定，进而保证边坡施工的安全性。同时我们为了保证加固效果，锚索结构的安全质量检测也是必不可少的，我们可以通过超声检测法、磁通量检测法等去分析其是否存在安全隐患，这样我们就可以减少一些因工程材料不合格而造成的的安全问题，从而提高高陡边坡施工时的安全水平，进而保障工程建成后的使用效果。
　　（3）锚固桩、土钉墙联合支护。我们在面对一些复杂的高陡边坡情况时，单一的支护结构已经很难满足我们的需要了，这时我们往往就会采用锚固桩和土钉墙的联合支护技术，通俗的来讲，该技术就是通过锚固桩来加固边坡的开挖面，从而提升其自稳能力，之后再通过土钉墙作业，进一步的加强边坡的稳定性，从而达到联合支护保证边坡安全的目的。当然了，当我们遇到软土等不良地质时，其开挖的深度是要严格把握的，而且在开挖后我们也要做到能迅速喷射混凝土来封闭坡面，当然我们如果想要提高喷射的混凝土的凝固速度，早凝剂、加大水泥比例等方法都是可以采用的。
　　2.施工要点
　　（1）分段施工，先支护后开挖。我们在进行深基坑作业时，通常其施工的规模都是很大的，所以我们在施工时就要先支护后开挖，开槽先支撑，严禁为了追求速度而超挖快挖现象的发生，必须按照设计方案分层分段逐步开挖。这样我们才可以在开挖时降低其对土地的扰动，降低边坡无支护暴露时长，减少突发意外天气等的影响，从而能够对称均衡开挖，这样我们才可以控制好土体的移动性能，进而保证工程稳定。 　　（2）严格按照施工方案进行。我们在高陡边坡的开挖支护工作前还是要有很多工作要做的，像技术交底和施工图纸的审查就是重中之重，同时我我们还要现场勘查工地，了解其周边环境的情况，对存在安全隐患的地区要在做好防护工作，这些都是要体现在设计图纸中的。同时我们在施工时要保证按图纸设计和规范施工，这样我们才可以保证工程能顺利进行。当需变更设计时，必须经专家审核、复议通过后才可修改施工。
　　（3）控制好关键数据。我们在开挖高陡边坡的基坑时，像其基坑的尺寸，开挖的深度、坡度等数据都是异常关键的，必须要合理进行控制的，同时还要定期核实校准的。只有这样我们才可以避免因边坡松动而对水准点的影响，从而减少施工误差。
　　（二）高陡边坡开挖施工技术
　　我们在高陡边坡施工时，像其周边环境是要了解充分的，这样我们才可以根据边坡的实际情况来周密准备施工事宜，特别是水利工程施工时，其开挖基坑大，又加之施工地质环境复杂。所以其在高陡边坡施工时，其工程的准备、设计、施工、安全防护等工作的准备就要更加的重视了，只有这样才可以万无一失，而我们想要做到这一点可以从以下几个方面入手。
　　1.施工监测
　　（1）边坡安全监测。我们在进行与水利项目相关的高陡边坡工程时，我们要实时有效的检测其边坡开挖面的内部变形情况，及时处理反馈回来的相关数据，若监测数据稳定，则施工作业;如数据异常，我们则就要采取加 固措施了，待加固后的数据重新检测合格稳定后才可以继续施工。
　　（2）爆破振动监测。我们在进行与水利项目有关的高陡边坡工程时，爆破施工是肯定会有的，所以这就需要我们按爆破衰减规律来对边坡的稳定情况实时监测了，通过对比分析这些数据，确定边坡的实际情况，从而来确定后续如何去进行开挖和支护。
　　2.施工流程
　　（1）放样;我们在开挖前，按照轴线控制网来施工放样机会必不可少的步骤，我们要用安装的木桩来控制轴线，从而开挖施工。
　　（2）我们在开挖前，像软弱土层就需提前对其进行支护处理。
　　（3）我们在边坡施工时，其开挖和支护要同步协调进行。
　　（4）我们在边坡开挖施工时，会产生很多的土方，所以这就要求我们在支护完成后，还要修筑低于15%的坡道，以用来安全可靠的运输这些土方。
　　（5）我们在开挖工程中，要有专人进行相关的质量控制，这样我们的工程才可以满足施工和设计的要求。
　　（三）施工注意事项
　　因为高陡边坡的地质环境十分复杂，所以我们在边坡施工作业时就要异常的谨慎和严格了，所以像以下两点就是我们需要特别注意的事项了。
　　1.开挖前的准备工作
　　我们在进行高陡边坡施工前，引起复杂的地质条件，所以我们要充分了解群其现场的施工环境，和设计方充分论证项目的可行性，并且还要合理的安排边坡施工的进度。
　　2.掌握季节变化的影响
　　我们在进行高陡边坡施工时，因为季节的变换，其边坡下的河道中其水位也是不同的。这种情况下想要做好高陡边坡的开挖工作，我们就要适时的掌握其水文情况，依据季节来计算河道中以及地下的水位变化，从而合理的进行施工和安排计划进度。
　　三、关键施工环节质量控制
　　本文就根据江西省峡江水利枢纽工程中柘塘防护项目中高陡边坡开挖支护所遇到的问题和突发情况，经过总结归纳后就如何对其关键环节进行质量控制进行了如下设计。
　　（一）钢筋网铺设
　　我们在高陡边坡施工时，为了避免发生落石、塌方等地质事故，所以在施工前对边坡进行相应的加固处理的，而铺设钢筋网加混凝土加固则就是最快的方式了。
　　（二）喷混凝土施工
　　当我们为了减少边坡基面的风化和冲蚀而需要对开挖好的边坡面强化封闭时。如图2所示的那样，喷射混凝土加钢筋加固的方式则就是最普遍的方式了。
　　（三）施工排水孔
　　在高陡边坡施工时，我们经常会遇见地下水位过高的问题，这时我们为了避免其对边坡安全造成影响，在支护和開挖时加装施工排水孔和排水设备则是较常见的行为了。
　　四、边坡开挖安全监测方案的优化
　　我们在进行高陡边坡工程开挖时，实时的施工监控是必须进行的，同时我们还要根据过程的进展结合实际工程需求而对监测方案进行同步的优化处理，这样才可以确保边坡开挖能安全顺畅进行。而且工程监测的数据也是提前预知边坡滑动情况的重要保障，这些数据对于我们深入分析边坡的动态变形情况是很有效的，同时也是我们指导预测后期施工的重要数据支持。这样我们就可以有效掌握边坡围岩的变形以及支护受力状况，随时对其进行加固和完善处理，继而保障边坡施工的安全稳定运行。当然了我们为了将边坡开挖支护的风险降到最低，那边坡断面的安全监测，特别是地质条件恶劣如断层、裂缝位置的安全监测就是很必要的了。同时我们为了保证监测的有效何高效性，根据实际边坡情况来实时调整、优化监测方案也是必不可少的工作，这样监测的参数才能真实反映我们对边坡的真实监测情况。
　　五、总结
　　当我们在进行水利项目中的高陡边坡开挖支护施工时，我们必须要控制好边坡的稳定性，坚决杜绝落石和塌方事故的发生，在其开挖 以及支护的过程中，高陡边坡的控制就对是这一项工程的施工关键点。而本文就通过总结和分析江西省峡江水利枢纽工程中柘塘防护项目中高陡边坡开挖支护工程所遇到的问题和突发事故，来总结了高陡边坡开挖支护施工时的技术重点，并且简介了支护重点环节的应怎样控制质量、掌握施工要点、控制关键数据、工程监控的，希望可以为我国未来类似的项目提供一些有价值的参考。
　　参考文献：
　　[1]黎桂林.高陡边坡开挖支护技术在水利工程边坡处理中的应用研究[J].水利技术监督，2019（03）：218-221.
　　[2]王海涛，张小浩，宋词，何永，闫帅，吴跃东.锚杆参数对预应力锚固边坡稳定性的影响研究[J].公路，2018（04）：18-24.
　　[3]王海涛，张小浩，宋词，何永，金慧，吴跃东.预应力锚杆加固高陡边坡的数值模拟[J].大连交通大学学报，2017（06）：98-102.
　　[4]张建清，陈勇.高陡边坡快速开挖与支护施工进度方案研究[J].水利水电施工，2015（03）：12-14+45.
　　[5]饶文杰.小盘岭岩质高陡边坡施工过程监测及稳定性分析[D].东北大学，2014.
　　[6]袁小飞.锦屏一级水电站泄洪洞出口覆盖层边坡开挖稳定性与处治技术[D].西南交通大学，2011.
　　[7]匡波.路堑高陡边坡的稳定性分析与开挖支护数值模拟[D].长沙理工大学，2019.
　　[8]薛翊国.锦屏一级水电站左岸渗流模型分析与高陡边坡稳定性评价[D].吉林大学，2016.
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