水利水电工程施工中边坡开挖支护技术要点及实践价值探讨

1 引言

大石峡水利枢纽工程位于新疆阿克苏地区，是塔里木河综合治理的关键项目，具有高坝、大库容、复杂地质条件等特点。其左岸坝肩及库区边坡最大高度达 200 米，且岩体风化强烈、节理裂隙发育，施工中面临高陡边坡稳定性和复杂地质适应性的双重挑战。本文以该工程为背景，系统分析工程施工中边坡开挖支护技术要点及实践价值探讨，凸显其在大型水利工程中的实践价值。

2 边坡开挖前的准备工作

2.1 地质勘察

展开全面且精细的地质勘察，是开启边坡开挖作业的前置要件。运用地质测绘、钻探、物探等多元手段，精准把控边坡岩体的架构、岩性特质、风化层级、地下水的分布态势等核心信息。以钻探为例，通过钻取不同深度的岩芯样本，能够深入剖析岩石的强度指标与完整程度；借助物探技术里的地震波法，则可有效探测岩体内部节理、裂隙的发育状况。这些详实的地质勘察成果，将为后续的边坡设计、开挖方案的拟定以及支护举措的抉择，筑牢科学根基。

2.2 边坡设计

依据地质勘察所获取的一手资料，紧密结合工程的规模体量、功能预设，精心规划边坡设计蓝图。明确边坡的坡度、高度、外观形状等关键参数，同时对开挖与支护的施工流程次序合理编排。

2.3 施工方案编制

参照边坡设计规划，编制详细周全的施工方案。这涵盖施工机械设备的选型适配与科学配置，诸如挖掘机、装载机、钻孔机等的数量确定与型号甄选；施工人员的组织架构搭建与分工细化，清晰界定各工种的职责任务；施工进度计划的缜密铺排，妥善敲定各阶段的工期节点，力保工程依时推进、如期竣工。除此之外，施工方案还需针对诸如暴雨诱发边坡失稳之类的突发状况，制定完备的应急预案。

3 边坡开挖方式的选择

3.1 分层分段开挖

针对那些地势高耸或延展较长的边坡，分层分段开挖堪称常用且高效的策略。将边坡依循特定的高度或长度尺度，拆分为若干个施工段落，按部就班地循序推进开挖流程。每层的开挖深度，通常会依据岩体的固有特性、支护作业的需求以及现场施工设备的实操能力来综合判定。大石峡水利枢纽工程左岸坝头料场边坡开挖是分层分段技术的典型应用。该边坡总高度达 100 米，地质条件复杂，局部夹有软弱夹层。现场施工将每层开挖高度严格控制在 3-5 米，并采用“开挖一层、支护一层”的同步作业模式，每层开挖完成后立即实施“锚杆+挂网喷混”支护，有效避免了岩体因长时间暴露引发的风化与失稳问题。

3.2 控制爆破开挖

当遭遇边坡岩体硬度偏高，对爆破参数的严苛管控便成为重中之重。积极采用预裂爆破、光面爆破等前沿技术，最大程度削减爆破作业对周边岩体造成的扰动冲击。预裂爆破的精妙之处在于，在主爆区起爆之前，沿着预设的轮廓线率先炸出一条具备一定宽度的连贯裂缝，借此缓冲、反射开挖爆破所产生的振动波，为保留岩体的完整性保驾护航。光面爆破则是通过对周边眼的合理布局、装药量的精细调控等操作，确保爆破后的边坡壁面平整顺滑，有效削减超欠挖现象，为后续的支护施工作业清扫障碍、铺平道路。

4 支护技术的类型与应用

4.1 锚杆支护

锚杆支护通过将锚杆植入岩体内部，增强岩体的稳定性。锚杆类型多样，常见的有普通砂浆锚杆和中空注浆锚杆。在施工过程中，首先严格按照设计要求钻孔，确保孔径和孔深符合标准。然后，将锚杆安装并注入液体锚固剂，以提高锚杆与岩体之间的粘结能力。在某水电站的边坡加固项目中，使用中空注浆锚杆在注浆过程中充分填充岩体裂缝，显著增强了锚杆与岩体的粘结强度。

4.2 锚索支护

针对高陡边坡或承受较大下滑力的边坡问题，采用锚索支护能够有效提高稳定性。

锚索通过钻孔安置于岩体深处，借助张拉力对岩体施加预应力。大石峡水水利枢纽工程中，因 1#变形体边坡与下部河面高度差超过 120 米，超高边坡带来的施工困难及传统支护方法效果有限，因此采用预应力锚索支护，施加的预应力峰值达 1000kN ，为边坡的长期稳定提供了保障。

4.3 混凝土挡墙支护

混凝土挡墙作为刚性支护构造，主要用于阻挡坡体滑动。挡墙的设计需要考虑边坡的推力与地基承载强度，以确定墙身厚度和基础深度。在施工过程中，需要确保混凝土浇筑质量，包括原材料的选择、配比及施工细节。在大石峡水利枢纽工程中，为避免趾板基础开挖对Ⅰ#变形体下部切脚，河床部位设计高趾墩混凝土重力式挡墙，墩高 50m ，横河向长度 176m 。保障了上部坝体及左右岸趾板的施工安全。

4.4 喷锚支护

喷锚支护结合了喷射混凝土和锚杆的优点，有效提升了支护效果。首先在坡面喷射混凝土形成防护层，然后安装锚杆并再次喷射混凝土，使三者形成一个整体。如在某灌溉工程边坡施工中，喷锚支护显著提高了边坡的抗风化、抗滑能力，且施工周期符合工程进度要求。

5 水利水电工程边坡开挖支护技术的实践价值

5.1 确保工程质量

大石峡水利枢纽建设过程中，边坡开挖支护方案的成功实施确保了大坝基础、仓房后边坡及库区内后续运营期间的稳定性，未出现任何因边坡隐患引发的质量问题。

5.2 提高施工效率

优化的开挖与支护流程有效减少了施工过程中的互相干扰，提高了工序之间的衔接。分层分段开挖与及时支护的结合，既为支护提供了方便的作业面，也避免了因等待支护而造成的停工。

5.3 降低安全风险

有效的边坡支护措施能够显著降低滑坡和坍塌等地质灾害的发生几率，保障施工人员的生命安全。尤其在高边坡和复杂地质条件下，严格遵循支护技术标准并配备必要的安全防护措施，创造出安全的作业环境。大石峡水利枢纽工程自开工以来，严格实施边坡支护管理，未发生过边坡垮塌及其他因支护不及时导致安全风险，没有因边坡事故导致的人员伤亡。

6 结论

水利水电工程施工中的边坡开挖支护技术是一项复杂的系统工程，涵盖了前期的地质勘察、设计规划和施工操作等多个环节。通过科学的勘察、合理的设计及精准的实施，边坡开挖支护技术在确保工程质量、提高施工效率、降低安全风险、保护生态环境等方面展现出重要的实践价值。展望未来，随着新技术和新材料的不断进步，边坡开挖支护技术将持续发展，进一步为水利水电工程的可持续发展保驾护航。在此过程中，工程技术人员应关注技术前沿，不断优化施工方案，以应对不断变化的工程建设挑战，推动水利水电工程建设的进步与发展。

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