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  • 水利工程中高边坡支护的应用
  • 作者:FC          时间:2020-11-09          点击量:9
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    水利工程施工过程中,高边坡的开挖以及支护技术是重点内容,可保障工程质量。本文以实际工程为例,从工前准备、清理边坡、开挖土方、开挖石方等方面阐述了高边坡的开挖技术,从钢筋网敷设、锚喷支护、预应力锚索、排水施工等方面阐述了高边坡的支护技术。

    1工程概况

    1.1工程案例

    某工程在建设之前,由专业的地质勘测人员对水利工程施工地点土层应力、夹层以及倾斜角等进行仔细勘察,结果显示地质条件应力较弱、倾斜角度大、夹层薄。同时在大坝的右侧位置边坡开挖施工最高差超过100m,属于高陡边坡。由于工程周边地质条件的限制,导致高边坡的施工过程需要采取科学的开挖与支护技术,才能保障工程施工质量。

    1.2边坡特征

    本工程中,由于边坡陡,施工过程开挖工量以及支护工量较大,同时施工周期紧张。施工过程挖掘深度大、周边道路窄,导致大型机械不能到场施工,为工程建设增加难度。实际施工过程,涉及到不同作业的交叉施工,如果不能有效衔接,可对施工质量和效率产生影响。此外,工程地质条件多变,如果设计方案和实际地质不符,需要对施工方案及时调整,才可保障高边坡施工质量。

    2水利工程高边坡开挖技术应用

    2.1工前准备

    该水利工程施工之前主要应做好4项准备工作:①审核图纸与测量放线。当施工图纸下放到施工单位时,应立即组织技术员审核图纸,确认其合理性,保障后续施工顺利。审核结束之后对建筑轴线进行定位,将高程引入,当专业技术人员核对校准之后,才能展开放线测量。②施工队组织。按照工程要求,建立管理层,使用招投标方法,合理选择施工企业。按照每日施工量,安排施工人员进场,并落实安全、文明以及防火等方面培训工作。③现场准备。平整现场,明确障碍物位置,安排雨季排水施工。按照高边坡施工位置,合理设计供电、供水等线路,防止产生安全事故。按照施工计划,提前组织施工机械进场,仔细检查机械的工作状态,保障可正常施工。④制定高边坡的施工流程,此工程使用的是从上到下开挖顺序,先清除高边坡表层的植被,之后进行土方挖掘,最后开挖石方[1]。

    2.2清理边坡

    在开挖高边坡之前,对边坡外表全面清理,能够保障施工质量。首先,将高边坡开挖施工范围内的杂物清除,之后将边坡外表植被彻底清理,清理半径大于施工半径5m,清理过程还应注意树根的清理,将施工范围增加到8m,为高边坡顺利开挖奠定基础。清理过程,应注意施工区下方是否存在地下管线,如果有应做好保护措施,防止对管线造成破坏。此外,为防止开挖过程影响生态环境,应对施工区域周围植物采取保护措施。

    2.3开挖土方

    由于本工程土层结构相对复杂,同时施工过程处于雨季,为防止降水影响高边坡开挖过程的稳定性,导致工程施工质量受到影响。在上坡位置设置了排水设施,避免降水冲刷边坡,影响地质环境。土方开挖过程使用从上到下分层挖掘施工方式。实际开挖过程要保障施工厚度处于3~5m范围之内。当使用机械开挖施工时,应先挖掘和标高间距18~20m左右,之后使用人工开挖施工,防止出现超高挖掘或者挖掘不足的问题。实际挖掘过程,还应重点对挖掘土量以及挖掘坡度等展开全面检测,以便合理控制开挖质量,保障施工过程和设计标准相适应。

    2.4开挖石方

    本工程施工面积较大,在石方开挖过程中,涉及到两种不同类型。第一种是河床石方。在开挖过程使用的施工方法和土方开挖环节类似,同样采取从上至下的开挖方式。具体步骤为在大坝中间开挖出一个先锋槽,从此处分别向两侧开挖。当石方的开挖宽度与长度和标准相同时,使用阶梯爆破,在石方开挖过程使用爆破技术可提高施工速度。第二种是坝肩石方。在施工过程,此处的石方开挖属于难点,按照实际的开挖位置,将开挖区域划分出左坝肩与右坝肩,按照相应标准进行开挖施工。当开挖过程石方面积较大、质地坚硬的时候,可使用爆破施工方式。由于此施工方式存在安全风险,当施工过程某一环节的控制不规范时,可能产生严重后果。为此,在施工过程,施工人员应对施工机械进行检查,合理控制爆破施工作业面,避免破坏开挖区周围的岩层。在钻爆破孔时,应保障各个孔大小和间隔等均匀一致,深度控制在<50cm,间距控制在50cm,孔径<10cm,挖掘石方统一运输到指定位置,合理堆放。

    3水利工程高边坡支护技术应用

    3.1敷设钢筋网

    此工程位置特殊,施工过程受到雨水的侵蚀以及冲刷,导致边坡土方位置出现位移,或者导致塌方问题。因此在施工环节,为防止这种情况发生,使用钢筋网对边坡的破碎区域进行支护加固,以提高支护施工质量和稳定性。施工方按照边坡高度,对钢筋网规格进行合理选择,使用20cm×20cm规格,敷设面积为200cm×200cm。因为这种类型的钢筋网支护效果好、便于运输和施工。在实际铺设时,应保障钢筋网与支护岩体之间连接紧密,并牢固固定钢筋网。

    3.2锚喷支护

    应用此支护技术时,应结合现场实际情况,对施工过程各项参数、设备放置地点等合理确定,仔细检查施工设备以及注浆器等设备抗压性能。合理选择锚杆原料、科学配比砂浆。灌浆孔应按照施工图纸进行设置,锚杆孔径大于其直径15cm。在钻孔施工过程,应保障和岩面之间互相平行。施工过程为防止产生粉尘污染,可使用湿喷混凝土方式进行施工。当边坡土层渗透能力较强时,应在喷射之前保障内部的积水被全部排出,喷射混凝土之后,设置水孔,防止喷层发生脱落的问题,影响施工人员安全。

    在对锚杆进行灌浆之前,应先将灌浆孔清洗干净,在灌浆环节注意灌浆量的控制,保障灌浆压力>0.8MPa,灌浆体积超出锚杆0.02m3。灌浆过程应连续施工,同时保障灌中的浆料不得小于其体积1/3。要保障锚喷支护质量,灌浆施工结束之后应进行试验,检验施工效果。在锚杆安装过程,应在安装口把锚杆头对准,之后将锚杆迅速插入岩体中,安装之后,应养护3d,期间不可悬挂物体,保障锚杆结构的稳定性[2]。

    3.3预应力锚索

    在高边坡支护过程,常使用预应力锚索技术。在具体施工过程,应先落实锚孔的测量以及放线工作,按照锚孔规格,使用钻机对岩体进行钻孔,之后进行清孔和检验,将预应力锚索制作并安装之后,再进行注浆。在预应力锚索的施工过程,应重点完成以下步骤、施工前落实对施工位置的勘察工作,保障符合施工标准。如果存在潜在隐患,应及时制定出改进措施,防止施工环节产生各类问题。在施工过程落实安全管理各项工作。例如:施工时使用潜孔锤进行钻孔时,应在施工之前对钻孔面进行清理,保障孔中没有灰尘以及松动的石块。否则在钻孔过程,产生较大的冲击力,会导致石块发生脱落问题,对施工人员的安全产生威胁。同时安装锚索过程,为防止钢绞线发生弹出问题,对人员安全产生影响,应使用特制支架将钢绞线固定。在锚索张拉环节,应在伸长位置设置警戒线,防止张拉过程对人员安全造成威胁。

    3.4排水施工

    实践表明,水利工程施工过程,使用开挖排水孔的作业方式也可起到良好的支护作用。由于挖掘排水孔之后,可及时将边坡底部水排除,避免受到水的压力影响,导致边坡稳定性不足。在排水施工过程,要控制开挖水孔的直径小于50mm,开挖倾斜角处于10°~15°之间,并在孔中设置PVC管,防止在排水系统应用过程出现坍塌问题。

    4水利工程边坡开挖和支护过程爆破技术应用

    此工程在高边坡施工过程应用到力爆破技术,在应用过程应注意以下要点:①合理控制爆破时间,在高边坡开挖过程,应将预裂孔爆破时间控制在75-100s时间范围内,并对炸药使用量合理控制。在基面位置大于30m处药量<100kg,距离基面位置小于15m位置,药量<25kg,基面裂孔中的药量<20kg。②控制两孔钻探施工。主要是爆破孔以及缓冲孔。施工时,先使用液压钻向两孔中钻入,保障两孔的位置和孔距等和施工要求相符。在缓冲孔中药卷长度<60mm。在爆破孔中,不能使用耦合方式进行装药,避免产生封口困难问题。除此之外,还应注意保障爆破孔周围的空地和预裂面之间的垂向间距>2.5m。使用手风钻在水平预裂孔上进行钻孔,施工深度在2m左右,相邻孔间距<50cm,阻塞深度<50cm[3]。

    5结束语

    总而言之,水利工程中,开挖高边坡以及支护高边坡属于施工过程重要技术。同时施工过程难度系数高、操作流程复杂,因此,相关人员在实际的施工过程,应注意高边坡开挖环节的准备、清理与开挖顺序,以及支护过程的各项施工流程,保障技术应用的规范性,控制爆破环节时间和药量,促使水利工程在高边坡的开挖和支护施工过程质量更高。