水利水电工程施工中的边坡防护技术及其应用

边坡失稳是水利水电工程的主要危险源之一，边坡失稳突发性和危害较为严重，科学有效的防护有利于降低滑坡、坍塌等地质灾害的发生率，是保障施工人员和周围居民生命安全的关键。边坡防护的前期投入和后期维护成本具有显著的经济杠杆效应，根据水利部测算：采用高标准边坡防护措施后，全国水利工程年度维修费用可降低23.6 亿元，材料损耗率下降 12.8% 。现代边坡防护已经超越单纯工程安全范畴，承担着水土保持与生态修复的双重使命，例如水电七局在深圳深汕合作区北坑水库项目中实施“完工即复绿”模式，植被存活率达到95%一上，体现了工程防护与生态修复的有机结合。本文以水利水电施工举例，分析边坡防护技术的应用对策。

1 工程概况

以某水电站项目举例，该工程为大型I 等工程，混凝土重力坝最大坝高185.62m，总库容为 155.25 亿m3，装机容量为5898MW，年发电量为 240.25 亿kW·h。大坝工程填筑量为 3400 万m3，心墙防渗体为110 万m3，帷幕灌浆46 万延米；泄洪系统溢洪道泄量为24152m3/s，消力塘为 350m×140m ；引水隧洞为6 条隧洞，单洞长1.1km，开挖直径为13m；边坡治理开挖边坡左岸/右岸的高度为 400m/350m ，锚索总量为10.3 万米，喷混凝土 22 万 m2。

2 水利水电工程施工中边坡防护技术应用对策

2.1 锚杆技术应用

首先，根据《水电工程锚杆技术规范》（DL/T5181-2024），锚杆选型要符合地质条件、荷载需求和变形控制目标，选型方法见表1。本工程采用砂浆锚杆+预应力锚索复合支护，锚杆倾角15°交错布置[1]。

表 1 锚杆选型方法

其次，施工工艺流程：（1）成孔施 根管钻进→孔深验收。孔径≥锚杆直径+20mm，孔斜偏差 ⩽2% 。 （2） 锚杆 压力注浆水灰比为 0.4～0.45 ，注浆压力为 0.5～1.0MPa ，采用袖阀管分段注浆防止堵管； 应力 级加载，20% 20%50%100% ，持荷时间 ⩾ 10min；防腐处理采用涂油脂+PE 套管的双重防护，现场抽查套管破损率 ⩽3% 。

2.2 安全辅助钢筋网

钢筋网的功能为表面整体性加固、喷射混凝土骨架、应力均匀传递、抗冲击防护。选型依据按照《水利工程质量检测技术规程》（SL/T737-2025），该工程为岩质高陡边坡，钢筋网采用 HPB300φ10@150×150mm。施工要点为：（1）安装流程。坡面处理→测量放线标定锚杆→铺设钢筋网（距岩面 30～50mm ）→与锚杆垫板焊接→喷射混凝土覆盖→养护检测[2]。（2）核心控制参数：网片搭接的纵向搭接需 ⩾ 300mm，横向搭接 ⩾200mm ，通过钢卷尺逐缝测量；保护层的厚度需喷混凝土覆盖超过50cm；焊接长度需≥50mm，高度 ⩾4mm ，采用锤击检查和10%超声波探伤；网片固定采用锚杆焊接头联合插筋辅助固定，手拉检查位移不可超过3mm。

该工程边坡高达 350～400m，风化、爆破开挖、卸荷等过程容易造成坡面局部松散岩体、碎石滚落，挂设钢筋网是锚固系统之后的第二道防线，能够保护浅层失稳体，避免直接滚落威胁下方施工人员、设备和建筑结构。破碎岩体或覆盖层堆积较厚的区域，钢筋网能够提供额外的支撑力，维持其暂时稳定，为后续喷射混凝土覆盖形成致密壳体创造条件。面对 400m/350m 极限高度，任何局部小范围的失稳都可能造成连锁反应，钢筋网与喷混凝土结合形成的是一层主动加固的柔性薄壳结构，紧贴坡面，对控制浅表层风化、卸荷和爆破松动区的稳定性有重要意义。22 万m2 的喷混凝土面积需要大致相当的钢筋网铺设面积，因此施工安全是第一要务，钢筋网的提前铺设有效减少了后续喷射混凝土作业期间工人头顶落石的风险，保障了大规模边坡支护施工的安全性[3]。

2.3 钻爆技术应用

该工程坝高 185.62m，左右岸边坡高度为400m/350m，钻爆技术是边坡开挖成型、保障后续支护安全和工程施工顺利最核心、最基础的关键技术，也是超高陡边坡开挖成型的唯一可行措施，左右岸边坡高度较高且治理范围较大，机械破碎效率较低、成本较高，因此钻爆是经济有效的开挖手段。钻爆的价值在于能够满足大范围、高效开挖的同时，最大程度的控制开挖轮廓面，形成平整、稳定、对岩体扰动最小的坡面，为后续锚索支护、挂网喷混凝土奠定基础。

首先，临近坝基区域的坝肩边坡对钻爆工艺要求较高，该区域连接大坝与山体，对岩体完整性和轮廓精度有极高要求。预裂爆破是首选，沿着最终设计开挖轮廓线，预先钻一排小直径、密间距和低装药的炮孔，在主爆孔起爆前起爆，形成光滑的预裂缝，将主爆区与保留岩体分隔开。控制好孔间距、装药结构、线装药密度等参数根据地层、岩石强度、结构面等进行精细设计与严格控制。其次，引水隧洞进出口及发电厂房区域边坡，涉及6 条直径 13m 引水隧洞的洞口和调压井、厂房等关键建筑物，边坡稳定性直接影响着建筑物的运行安全[4]。采用光面爆破与预裂爆破结合方式，在轮廓线附近采取光面爆破，通过空间定向裂纹贯通形成平整面。已经建成的结构物或已经完成支护的边坡附近爆破，采用毫秒微差爆破、分段装药、严格控制单段最大药量，将爆破振动速度控制在安全阈值内，避免破坏性损伤。最后，溢洪道、消力塘附近边坡。面临高速水流冲刷和脉动压力，对坡面平整度和岩体整体性要求较高。选择光面爆破后预裂爆破，注意要保证泄洪结构的两侧边坡形成高质量的过流表面，减少高速水流引起的空蚀、冲蚀问题。消力塘基坑周围的开挖需要严格计算精密的钻爆控制轮廓，保证爆破的精准度。

3 结束语

水利水电工程施工中边坡支护开挖技术应用有利于保障施工安全，提高水电站后续运行的安全性和稳定性，因此需要重视优化边坡防护技术的施工工艺，从而有利于加强施工现场管理与控制，保障施工顺利完工，促进水利水电工程的使用寿命。

参考文献：

1]肖霖.水利水电工程施工中的边坡防护技术及其应用[J].农村科学实验,2025(12):115-117.

[2]李波.水利水电工程施工中的边坡开挖与支护技术分析[J].中文科技期刊数据库(全文版)工程,2025(3):120-123.

[3]李奇.水利水电工程施工中的边坡开挖与支护技术研究[J].中文科技期刊数据库(文摘版)工程技术,2025(7):093-096.

[4]雷敏,龙小燕,蒲染.水利水电工程施工中边坡开挖支护技术的应用研究[J].区域治理,2025(16):0114-0116