水利水電邊坡施工技術(shù)論文
時(shí)間:2022-11-23 10:09:11
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[摘要]水利水電施工是一項(xiàng)較大型工程,為確保施工進(jìn)度及施工質(zhì)量,常采用邊坡開挖支護(hù)技術(shù)保障各材料可有效運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng),為整個(gè)工程質(zhì)量提供支撐。因水利水電工程所處位置關(guān)系,邊坡位置大多復(fù)雜多變,加大了施工難度,部分工程可能因邊坡施工不當(dāng)而延誤工期。邊坡是保障路基穩(wěn)定的坡狀結(jié)構(gòu),其施工質(zhì)量直接關(guān)系到施工人員能否利用邊坡實(shí)施后續(xù)操作。完整的邊坡開挖支護(hù)操作由前期支護(hù)、爆破、排水、邊坡支護(hù)幾個(gè)步驟組成,不同步驟涉及到的技巧及施工操作均存在差異性。以水利水電工程施工為主線,闡述邊坡開挖支護(hù)的意義,分析常見的邊坡開挖方式及支護(hù)技術(shù),并在此基礎(chǔ)上研究邊坡開挖支護(hù)技術(shù)的實(shí)施步驟。
[關(guān)鍵詞]水利水電;開挖方式;支護(hù)技術(shù)
在水利水電工程中,邊坡可確保路基的穩(wěn)定性,并使道路兩旁形成坡狀結(jié)構(gòu)。坡狀結(jié)構(gòu)不僅可使路基提升穩(wěn)定程度,還可迅速排走雨水,避免在路基上形成積水[1]。在邊坡開挖支護(hù)技術(shù)幫助下,邊坡上的支護(hù)挖掘得到了質(zhì)量保障,對(duì)水利水電工程建設(shè)質(zhì)量控制有益。現(xiàn)階段因相關(guān)技術(shù)及研究的不斷深入,邊坡開挖支護(hù)技術(shù)類型逐漸増多,在具體操作上可根據(jù)邊坡具體情況合理選擇[2]。本文以水利水電工程中邊坡開挖支護(hù)技術(shù)為主線,研宄邊坡開挖及支護(hù)技術(shù)的操作方式。
1邊坡開挖支護(hù)的意義
水利水電工程通常規(guī)模較大,與人們的日常生活緊密相關(guān),若存在隱患則無法確保工程質(zhì)量。在水利水電施工過程中,因多種因素影響,開挖支護(hù)在湍急的河道、陡峭的坡道施工中尤為重要[3]。邊坡開挖支護(hù)技術(shù)多應(yīng)用于處于特殊位置的邊坡地帶,通過特殊材料的支撐及相應(yīng)建筑結(jié)構(gòu)的調(diào)整,使該技術(shù)逐漸受到重視并廣泛應(yīng)用于水利水電工程中,為工程廣量保駕護(hù)航。在具體實(shí)施邊坡支護(hù)技術(shù)時(shí),施工人員應(yīng)了解邊坡位置、土層狀況,包含土層緊實(shí)程度、質(zhì)量、當(dāng)?shù)貧夂虻龋П苊獬霈F(xiàn)因地基不穩(wěn)定影響支護(hù)有效性情況。具體施工過程中也應(yīng)同時(shí)考慮支撐技術(shù)的選擇及挖掘深度的控制,合理選擇深層開挖支護(hù)和淺層邊坡開挖支護(hù)。
2常見開挖方式
2.1拉槽分層爆破方式。水利水電工程可通過拉槽分層爆破方式,在避免影響工程整體結(jié)構(gòu)的前提下實(shí)現(xiàn)對(duì)保護(hù)層的開挖。水利水電工程模位置的不同,其周邊生態(tài)環(huán)境的差異及土層的差異導(dǎo)致施工過程中須考慮土層狀況,綜合考量施工區(qū)域地址、環(huán)境、地理位置及周邊生態(tài)狀況,科學(xué)調(diào)整開挖操作,選擇施工質(zhì)量高、工期可控制的方法。開槽挖掘方式可讓水利水電工程在邊坡施工上劃分為不同子工程,在施工期間根據(jù)邊坡的特征及整體輪廓選擇挖槽操作,實(shí)施針對(duì)性分層開挖。在爆破點(diǎn)的選擇上也應(yīng)符合施工設(shè)計(jì),提前規(guī)劃爆破點(diǎn)。2.2土質(zhì)邊坡開挖。水利水電工程中應(yīng)采用自上而下原則實(shí)施土質(zhì)邊坡開挖,并結(jié)合施工各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)及要求,在削坡層的厚度上嚴(yán)格控制,避免削坡層厚度過小和厚度過大影響到開挖質(zhì)量,造成開挖阻力。在處理削坡層過程中,可利用反鏟挖掘機(jī),通過機(jī)械化處理完成邊坡開挖操作。2.3施工爆破。通過鉆爆法實(shí)施水利水電工程的爆破需綜合考慮工程前期狀況,在爆破方案設(shè)計(jì)上須多方綜合討論。因鉆爆方式具有一定危險(xiǎn)性,因此在控制施工成本及施工周期基礎(chǔ)上應(yīng)盡可能確保施工爆破效率及邊坡開挖效率。爆破方案設(shè)計(jì)者首先應(yīng)深入施工現(xiàn)場(chǎng),了解爆破位置地質(zhì)情況及當(dāng)前施工進(jìn)度,詳細(xì)勘察現(xiàn)場(chǎng)并實(shí)施爆破試驗(yàn),不斷調(diào)整爆破參數(shù)??杀M量通過一次開挖成型方式,利用預(yù)裂爆破技術(shù)及微差爆破技術(shù)降低對(duì)邊坡巖體的損傷性破壞。具體實(shí)施爆破工作前,首先應(yīng)嚴(yán)格控制爆破的位置及時(shí)間,確?;鹚幜刻幱诤侠矸秶?,監(jiān)測(cè)爆破點(diǎn)震動(dòng)情況。爆破鉆孔采用液壓鉆操作,施工時(shí)鉆頭與鉆孔應(yīng)處于平衡狀態(tài)。嚴(yán)格控制預(yù)制孔直徑及爆破標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)具體施工情況選擇水平預(yù)制孔或坡面預(yù)制孔。2.4巖質(zhì)邊坡開挖。相對(duì)土質(zhì)邊坡開挖而言,巖質(zhì)邊坡開挖難度更大。因在施?工期間無法預(yù)見巖石材質(zhì),因此在開挖時(shí)應(yīng)根據(jù)當(dāng)前巖石硬度及巖石性質(zhì)選擇適合的爆破方法。與土質(zhì)邊坡開挖相同,均要在自上而下原則下完成。開挖設(shè)計(jì)者與爆破設(shè)計(jì)者應(yīng)根據(jù)巖層分布情況及巖層層次選擇合理爆破點(diǎn),注意控制爆破高度及角度。水利水電工程前期選址會(huì)注意邊坡巖層厚度,通常厚度并不大,因此爆破時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制并切角,選擇合適爆破點(diǎn),避免影響邊坡開挖結(jié)構(gòu)質(zhì)量。具體而言,可通過分層臺(tái)階式爆破方式,盡可能減小爆破范圍對(duì)邊坡結(jié)構(gòu)造成的不良影響,以保障邊坡穩(wěn)定性為前提實(shí)施巖質(zhì)邊坡開挖。
3常見支護(hù)技術(shù)
3.1使用錨桿支護(hù)。在邊坡支護(hù)相關(guān)技術(shù)中,錨桿技術(shù)屬于使用頻率較高,技術(shù)掌握難度較低的一項(xiàng)常見技術(shù)。這一技術(shù)具有實(shí)用性強(qiáng),安全性高,占地面積小的優(yōu)勢(shì),因此在實(shí)際施工中應(yīng)用廣泛。但錨桿技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用時(shí)也存在一定局限性,如在施工過程中錨桿質(zhì)量須確保達(dá)到預(yù)定要求,且在支護(hù)過程中須實(shí)施精細(xì)化管理,需投入相關(guān)人才,加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管[5’6]。具體操作上通??赏ㄟ^人工注漿方式實(shí)施該技術(shù),在手工鉆幫助下采用人工施工法。確定使用錨桿技術(shù)后,首先施工人員應(yīng)觀察邊坡巖石的傾斜角度及走向情況,結(jié)合鉆頭直徑及施工現(xiàn)場(chǎng)狀況,合理調(diào)整錨桿。若鉆孔深度已達(dá)到施工深度,則在錨桿技術(shù)操作時(shí)還應(yīng)額外使用高壓風(fēng)將孔洞內(nèi)的雜質(zhì)完全清除干凈,避免孔洞堵塞影響錨桿支護(hù)穩(wěn)定性。3.2噴涂混凝土支護(hù)。在水利水電工程中,工程壽命尤為重要。通過在工程表面噴涂混凝土方式不僅可起到隔離功效,還可對(duì)風(fēng)雨侵蝕起到一定程度的抵御作用,盡可能減少外界人為因素及環(huán)境因素對(duì)工程質(zhì)量產(chǎn)生的不良影響。現(xiàn)階段因噴涂混凝土技術(shù)己經(jīng)逐漸普及且成本得到控制,因此在水利水電工程邊坡開挖支護(hù)中廣泛應(yīng)用。3.3排水減壓支護(hù)因水利水電工程需直接承受水頊的壓力,因此在減壓坡的質(zhì)量上須有所保障。在實(shí)際施工和使用過程中因滑坡體后緣會(huì)受到巖石層不同傾向的不良影響,加下水壩所造成的壓力,滑坡體后緣會(huì)朝著一定方向、角度緩慢滑動(dòng),影響到減壓坡的整體性及穩(wěn)固性。因此實(shí)際施工中可通過將滑坡體后緣覆蓋厚度最大的位置實(shí)施減壓操作,可對(duì)整體滑坡體到一定緩解作用,在減壓坡的質(zhì)量上給予支撐。當(dāng)滑坡體滲入地表水后,其負(fù)載也會(huì)有所增加,繼而提升滑動(dòng)發(fā)生率,影響到整體穩(wěn)定性。在解決措施上可通過填補(bǔ)、修建排水溝將地表水及時(shí)排出,如填平坡體內(nèi)低洼位置,確保坡體穩(wěn)定程度,或在暴雨時(shí)雨水可通過排水溝迅速流走而非積存于減壓坡上。以淺層支護(hù)為例,在水利水電工程上預(yù)制排水孔,有利于后期長(zhǎng)時(shí)間的排水,邊坡穩(wěn)定性得到保障。排水不僅限于雨水,山體排水危險(xiǎn)同樣可得到緩解。3.4鋼筋網(wǎng)輔助支護(hù)。使用鋼筋網(wǎng)作為支護(hù)操作,可在一定程度上降低塌方發(fā)生率,提升水利水電工程邊坡巖體的整體安全性及穩(wěn)定性。實(shí)施鋼筋網(wǎng)輔助施工時(shí),施工人員首先應(yīng)做好自身安全防護(hù),其次觀察破碎區(qū)域位置、大小及深度,合理設(shè)置鋼筋網(wǎng)。若為工程重點(diǎn)開挖區(qū)域,則應(yīng)使用多層鋼筋網(wǎng)加強(qiáng)防護(hù)。施工過程中腳手架的搭設(shè)應(yīng)使用鋼管,鋼管直徑為48mm左右,此時(shí)鋼筋網(wǎng)對(duì)應(yīng)選擇20cm的規(guī)格。人工綁扎鋼筋網(wǎng)時(shí)注意綁扎牢固。同時(shí)基于便捷運(yùn)輸因素,在鋼筋網(wǎng)的鋪設(shè)方面注重面積控制,緊密貼合巖石表面??蓪摻罹W(wǎng)與錨桿頭使用焊接方式形成整體性,可更有效提升邊坡安全性和穩(wěn)固性。
4邊坡開挖支護(hù)技術(shù)的實(shí)施
4.1錨桿支護(hù)。首先通過錨桿支護(hù)操作對(duì)水利水電工程邊坡實(shí)施基礎(chǔ)支護(hù)。為錨桿鉆孔操作鉆孔可采用手風(fēng)鉆實(shí)施簡(jiǎn)易潛孔穿孔,焊管選擇直徑為48cm左右并搭設(shè)腳手架,通常腳手架高度在2.2m上下。觀察邊坡巖石狀況,査看其走向及紋理,以此作為錨桿傾角的確定因素。使用常規(guī)螺紋鋼筋作為錨桿型號(hào)即可,及時(shí)調(diào)整錨桿孔直徑,確保銷桿在插入鉆孔后穩(wěn)固固定。4.2爆破。爆破的目的在于改變?cè)歼吰碌奈镔|(zhì)結(jié)構(gòu)、硬度和高度,使其符合水利水電工程要求。具體操作是,首先應(yīng)預(yù)估炸藥量及爆破范圍,根據(jù)工程量、工程規(guī)模、巖石硬度的不同,爆破程度也應(yīng)有所差異。規(guī)劃中應(yīng)確保爆破能去除邊坡多余部分,并避免影響到正常邊坡穩(wěn)固性,避免炸藥量使用量過小需二次爆破或使用量過多引起不必要損毀。嚴(yán)格規(guī)定爆破時(shí)間及爆破點(diǎn),確定爆破點(diǎn)時(shí)需根據(jù)爆破要求合理規(guī)劃,并將爆破時(shí)間精確至毫秒單位。預(yù)估爆破范圍,通過控制質(zhì)點(diǎn)震蕩范圍降低危險(xiǎn)發(fā)生率。最后需控制預(yù)制孔直徑,根據(jù)預(yù)制孔形式的不同選擇水平和坡面預(yù)制孔,提高爆破效果。4.3開挖排水孔。水利水電邊坡上的排水孔為永久性,應(yīng)充分考慮坡面排水問題。若水利水電工程所處位置雨量充足,需向氣象部門獲取數(shù)據(jù)資料,了解雨量,避免排水孔堵塞。若施工過程中出現(xiàn)地下水,應(yīng)根據(jù)周邊環(huán)境,利用鋼筋混凝土樁、混凝土粧和沖孔樁實(shí)施支護(hù),避免邊坡穩(wěn)定性下滑。采用穩(wěn)定粧作為支護(hù)還可避免地下水逐漸滲透而造成邊坡松散導(dǎo)致坍塌。永久性排水孔的設(shè)定可降低身體內(nèi)部水壓,在確保施工安全的前提下保障工程穩(wěn)定性。通常設(shè)排水孔孔徑為5cm,仰角約10°,且與錨桿保持固定距離。排水孔內(nèi)部可通過PVC管材加固,避免泥沙和泥土滲入排水孔引發(fā)堵塞。4.4邊坡支護(hù)??赏ㄟ^貼坡混凝土和噴混凝土兩種方式維護(hù)邊坡狀態(tài)。可通過混凝土噴射機(jī),采用噴涂方式將混凝土厚度控制在15cm左右,并保障貼緊坡面,通過連續(xù)性噴涂施工達(dá)到良好的質(zhì)量級(jí)別。邊坡支護(hù)采用混凝土噴涂方式,可對(duì)開挖好的基礎(chǔ)建筑面層實(shí)現(xiàn)良好封閉及強(qiáng)化,避免在施工完成后因太陽暴曬而弓丨發(fā)質(zhì)量下滑。在支護(hù)前需注意詳細(xì)了解水利水電工程邊坡狀況,査看是否存在巖體塌落、土質(zhì)松散情況。同時(shí)需多方詳細(xì)討論、仔細(xì)觀察,檢查是否存在邊坡質(zhì)量隱患。
5結(jié)語
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及相關(guān)研宄的不斷投入,水利水電施工各項(xiàng)技術(shù)逐漸成熟并廣泛應(yīng)用?,F(xiàn)階段邊坡開挖支護(hù)技術(shù)類型較多,施工人員需根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)邊坡狀況合理選擇。受到自然條件影響,水利水電工程邊坡在巖石質(zhì)地、土層結(jié)構(gòu)、硬度、巖石走向等方面均存在不同之處,在自然的復(fù)雜性下施工難度客觀存在。影響邊坡開挖支護(hù)有效性的因素較多,施工人員需在施工進(jìn)度及施工質(zhì)量的考量下合理應(yīng)用各項(xiàng)邊坡開挖支護(hù)技術(shù)及工藝操作,靈活應(yīng)用錨桿固定施工、施工導(dǎo)流、施工爆破等技術(shù),嚴(yán)格控制工程質(zhì)量,把握質(zhì)量關(guān)卡。
作者:王凱 單位:山東省水利工程局有限公司
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