水利工程建设中的边坡开挖支护技术及其应用分析

摘要：在我国水利基础设施建设的快速发展进程中，人们逐渐认识到边坡开挖与支护技术对于水利工程施工作业的重要性。所谓边坡开挖支护技术，是在进行土建工程中对挖掘出的边坡或深坑采取的防护和固定手段，它能显著增强工程的安全系数和施工品质。鉴于此，本文将深入探讨水利工程施工中边坡开挖支护技术应用的几个关键环节。

关键词：水利工程；边坡开挖；支护技术

在水利建设领域，边坡的开挖与支护技术不仅关乎施工人员的安全，也涉及环境保护及工程质量的稳定，同时对周边自然环境的维护也起到积极作用。鉴于此，针对具体工程情况和地质特点，选定适宜的边坡开挖支护方法，对推动我国水利建设的稳步进步具有重大意义。

1.边坡开挖技术

1.1 边坡开挖前的准备工作

1.1.1 地形地貌勘测

在开展边坡挖掘作业之前，必须对地形和地貌进行彻底的调查。地形和地貌决定着挖掘区的高度、倾斜度和界限，这些因素直接关系到挖掘工作的难度和潜在风险。经过实地调查，可以更准确地了解山体结构、坡度变化以及潜在的地质缺陷，如断层和裂隙。在调查过程中，借助如激光雷达扫描和无人机航空测量，来收集地形信息。这些信息通过专业软件处理后，能够绘制出详尽的三维地形图，为挖掘作业提供了坚实的参考。同时，根据不同的地形地貌特征，选取恰当的调查技术和设备。

1.1.2 地质结构分析

在开展边坡挖掘作业之前，对地质构造的深入探究是关键步骤。由地质专家组成的队伍会亲临施工现场，采取诸如钻探、开凿探测沟槽等方法，以掌握地层的组成、石质种类以及节理和裂隙的分布情况。这些收集到的资料可判断地质状况对边坡稳固性的潜在作用。根据各类地质构造的特性，制订出适宜的挖掘方案。

1.2 边坡开挖方法

1.2.1 土方开挖

在进行土方挖掘作业时，须挑选恰当的挖掘设备。依据土壤的种类、挖掘的深度以及项目的规模来决定最合适的机型。采取逐层剥离的方式，按照自上而下的顺序，将挖方区域划分为多个层级逐一施工，确保每一层的挖掘厚度不超过规定的限度。合理控制挖掘速度，防止因挖掘速度过快而对边坡造成不必要的影响。在挖掘过程中，实时调整挖掘机械的斗速和姿态，以维持边坡的平滑与稳固。密切关注气候条件和地下水文状况，预防因降雨或地下水位上升引起的边坡不稳。工程收尾阶段，应立即对边坡进行支撑与加固，避免发生边坡塌陷或滑动。

1.2.2 石方开挖

（1）机械破碎法：该设备搭载有高效率的破碎锤，专用于对岩石进行高效击碎。自斜坡顶端着手，逐层向下进行破碎，以保障施工过程中不会发生石块滑落造成人员伤害或设备损坏的风险。碎石在破碎后需立即进行清理，并可作为填缝材料或其他建设项目的原料。（2）控制爆破法：依据岩石的性质及挖掘深度设计炮孔的位置。针对不同硬度的岩石，选用适宜的炸药种类及剂量。在实施爆破前，务必确保所有人员及设备都撤退至安全区域，并对周边环境设置防护措施。爆破作业结束后，对坡面的稳固性和安全状况进行检查，并根据需要采取加固措施。（3）人工开凿法：挑选合适的凿岩工具，例如气动凿岩机或便携式钻机等。顺序由简入繁，先从较大岩石开始凿除，随后再对较小石块进行处理。

2.边坡支护技术

2.1浆砌石施工

2.1.1工艺流程

在执行工程项目的过程中，承建单位必须精通各项关键施工步骤，以确保项目能够顺畅进行。具体可以将建设流程细化为以下几个阶段：前期筹备；对斜坡及地基进行处理；砂砾、片石的砌筑、抹面。

2.1.2施工要点

（1）启动工程建设项目之前，必须彻底清除石料，确保其表面洁净且湿润，同时备足砂浆。在施工中采取逐层砌筑的方法来处理水平缝隙，随后填充砂浆使之密实，并对产生的缝隙进行修补。

（2）现场施工时要完成拉线砌筑的操作。需定期检查施工成效，确保形成流畅的线条，同时砌体应与斜面紧密贴合，避免出现贯穿缝隙等缺陷。施工人员应严格依照设计规范确定砌缝的宽度，并确保沉降缝符合设计要求。

（3）可选用M10级别的砂浆进行勾缝处理。在施工前，可适当增加砂浆的含水量[1]。

（4）砂浆固化后，可喷水提升浆砌石的质量效果，养护时间控制在7至14天之间。

2.2锚杆施工

2.2.1材料选择

（1）选取HRB400级钢筋作为锚杆的材料，并通过焊接技术进行加工。（2）选用42.5标号的水泥，优先采用细腻砂料，粒径须控制在2.5毫米以下，细度模数不超过2.0，从而使得拌制的砂浆强度能够达到M25级别。

2.2.2施工要点

（1）在边坡区域搭建脚手架，并铺设踏板，作为施工的操作面。在对钢筋进行加工的过程中，必须依照设计方案中的规定对锚杆等部件进行加工，确保投入工程中的材料品质符合标准。

（2）依据设计规范来明确锚孔的准确定位，采用风动钻机进行打孔，保证钻孔方向与岩石表面保持垂直，精确控制孔位偏差，确保其倾斜度不超出2度。

（3）在具体施工过程中，可以参照试验室提供的配比在现场调配砂浆，并通过注浆泵进行灌注。目前普遍采用的注浆技术是锚杆支护工艺，在锚杆孔灌满砂浆之后，应立刻进行锚杆植入。此时砂浆的强度尚未达到规定标准，避免对锚杆进行敲击或拔除。施工方需确保锚杆的植入深度超过95%。在注浆过程中，还需注意将注浆管与孔底的距离保持在50cm上下。注浆完成后缓缓抽出注浆管。

2.3挂网喷射混凝土

2.3.1工艺流程

执行混凝土的喷射作业挂网流程较为繁琐，承建单位必须合理规划施工作业步骤，确保工程项目的顺畅推进。具体操作步骤包括先行搭建支架体系，紧接着彻底清除喷射面层的杂质，然后依次进行混凝土的基层喷射和表层喷射作业，最终应用恰当的保养措施。

2.3.2施工要点

（1）在喷射混凝土之前，须搭建一个稳固的操作台，严格检验合格后才能在工程建筑中使用。随后彻底清理施工面上的悬浮石块和堆积的杂物，依照设计方案确定合理的喷射混凝土厚度标准。

（2）喷射混凝土可选用干喷设备进行。在喷射作业启动前，必须确保设备功能满足施工标准，进行彻底的设备检查。喷射过程中，要确保原料的连续供给，使料斗始终保持满载状态。原料避免与规定直径的颗粒混入。

（3）混凝土的喷射应采取分区段的方法，按照从上至下的顺序依次进行，喷射厚度不得超过5cm，待上层混凝土凝固后方可继续喷射作业。喷射时，喷嘴与喷射面的距离应控制在80cm左右，喷射角度需大于75度。

3.总结

水利工程建设现场环境复杂，安全隐患重重。恰当的坡面挖掘与固定方法是减少建设期间安全隐患的有效途径，它为作业人员创造了一个较为可靠的作业空间。伴随着技术革新与工程经验的丰富，有必要对坡面挖掘与固定技术进行更深入的优化与提升，使其能够应对更为复杂的地质状况和工程挑战。此外，应当加大对先进技术的研究力度和普及工作，促进水利工程技术的创新与进步。

参考文献：

[1]邹莎.水利工程施工中的边坡开挖支护技术分析[J].中文科技期刊数据库（引文版）工程技术，2024（10）：158-161.