边坡支护技术在某水库边坡施工中的有效应用

张荣宇

摘要：边坡开挖支护工程在水利水电工程施工中占据较大比重，边坡开挖支护对于保障工程安全有序推进具有重大意义，科学选用边坡开挖与支护技术能够直接提升施工质量和保障施工进度。结合某水库工程导流洞边坡开挖支护，对边坡支护技术的应用进行了探讨，同时对支护后边坡进行稳定性计算，结果表明该项支护技术达到了设计要求，可供其他项目参考。

关键词：边坡施工；喷锚支护技术；有效应用

该工程建设地点位于较为偏远的野外，和其他项目相比施工环境具有不可预见性、复杂性等特点，使项目按照设计和施工组织计划实施带来了一定困难。水库沿线地形完整，进出口段坡度45～55°，洞身段地形变化较大，坡度30～55°，为斜坡。大部分地表覆盖1.35～12m厚的第四系残坡积含角砾粉质粘土～砂质粘土，局部在箐沟、坡脚处基岩出露，岩性为粉砂质泥岩，岩层走向北东，呈单斜倾向左岸偏上游，倾向58～76°、倾角20～29°，洞身范围内地层分布连续，岩性单一，无断裂构造、无软弱夹层。岩层走向与洞轴线近平行或斜交，夹角5～73°。沿线地表无基岩裂隙水、泉点溢出，地下水主要靠降雨补给。根据坝轴线钻探资料分析：导流泄洪输水放空隧洞进出口段底板高于地下水位5～7m，洞身段隧洞底板均处于地下水位以下，洞身围岩属弱透水层，含水微弱或不含水，边坡存在不稳定隐患。此背景下，采用科学的边坡支护为后续施工进度和质量提升奠定良好基础[1]。

1.边坡稳定初判

导流隧洞进口地形坡度45～55°，属峻坡。岩层倾向58°、倾角28°，由赤平极射投影分析：导流隧洞进口洞脸开挖边坡为斜向结构岩质边坡，开挖边坡高度26.2m，开挖范围内岩石为全、强风化带，岩石较破碎，节理裂隙发育，裂隙面多为泥质填充，局部为钙质、铁质填充或无填充，且层间泥化夹层局部发育，虽不连续分布，但层面贯穿至开挖坡面，对边坡稳定起控制作用，边坡不稳定或稳定性差。由于岩体软化系数小，容易受降雨和地表坡流的软化作用，易导致右岸开挖边坡顺层坍塌、滑坡、崩塌，影响进口开挖边坡稳定。

2.边坡稳定复判

（1）边坡类别

按照《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487-2008）的规定，工程边坡高度20≤H≤50m为中边坡，进口最大开挖边坡高约26.2m，为中边坡。

（2）边坡失稳模式

导流洞进口边坡开挖后，顶部有1～1.5m的第四系残破积层，下部为岩质边坡。开挖可能存在的破坏模式为上部残破积层易沿下伏基岩面滑动、土层局部坍塌等，下部岩体层面或软弱夹层易形成滑动面，坡脚切断后易产生滑动。

（3）边坡加固设计

导流洞进口采用分台开挖，戗台高程为1535.80m，戗台宽2m，设计开挖坡比1:0.75，采用预应力锚杆与系统锚杆间隔布置挂钢筋网喷砼护坡。开挖后的边坡及时喷0.1m厚C20砼，挂φ6.5的钢筋网（钢筋网间距0.2m），坡面设Φ22系统砂浆锚杆（单根长4.5m，间排距2.5m）和180KN的预应力锚杆（单根长9m，间排距5m）。坡顶外设置砼截水沟截断地表水。

（4）边坡稳定分析

导流洞进口永久开挖边坡为岩、土体组合边坡，边坡稳定计算分析时先分析上层土质边坡，后再对下部岩质边坡进行分析，分析岩质边坡时，将上部土体重量加到岩质上。

（5）导流洞进口边坡岩、土体物理力学参数表

表2.1导流洞进口边坡岩、土体物理力学参数表
岩层	天然容重（KN/m3）	饱和容重（KN/m3）	凝聚力C(kpa)	内摩擦角φ（°）
残破积层	186	21	16	22
强风化岩体	25	265	65	28
弱风化岩体	25.5	26	120	32

3、土体稳定分析

土体滑动面呈圆弧形，采用简化毕肖普法，计算采用软件STAB2018，分开挖后和支护后两个阶段进行分析。各工况下的稳定计算成果如下：

表3.1导流洞进口土质边坡抗滑稳定性计算成果表

计算工况		开挖后（未支护）稳定系数	进行支护后稳定系数	规范安全系数
正常运用条件	正常蓄水位	0.46	1.25	1.15-1.1
非常运用条件1	施工期	2.45	2.65	1.1-1.05
	校核洪水位	0.47	1.21
非常运用条件2	正常运用+地震	0.62	1.25	1.05-1.00

计算结果表明：在各种工况下，导流洞进口土体在开挖后抗滑稳定安全系数不满足规范要求，在增加支护后，抗滑稳定安全系数满足规范要求,说明采用的支护方式符合实际地质要求。

4、开挖与支护技术选择

（1）边坡开挖

土质边坡作为水利水电工程施工中是十分常见的类型[2]，在实际施工中还需根据不同类型的土质采取不同的开挖方式，严格执行自上而下开挖，同时开挖边坡应当根据设计方案和施工工艺按照工序流程开展，才能确保土质边坡开挖的安全与质量。土质边坡开挖之前要严格按照设计方案进行测量放线，要求施工人员有一定的专业能力，不仅仅掌握简单的开挖技术，还需按照规范和技术标准严格进行作业。还要有及时处理不良地质开挖技术的能力，严格把控每次削坡的厚度，

同时还要加强施工管理人员安全教育培训，避免边坡出现滑坡和垮塌。土方采用机械配以人工自上而下进行削坡处理，1.0m³挖掘机开挖，石方由Y30型风钻钻孔。无用渣料采用1m³挖掘机装10t自卸汽车运至1#渣场弃置（运距1.0km）

（2）预应力锚索和锚杆支护技术

本项目中采用预应力锚杆与系统锚杆间隔布置挂钢筋网喷砼护坡。为保证该技术施工质量，施工人员需全面了解岩层特性与锚杆质量，在完成钻孔清理工作后，及时完成锚杆锚固，避免锚孔内部坍塌。在施工过程中要严格按照设计施工，不得出现随意打孔或者打孔不到位的情况，如发现岩层与设计不符时要及时向技术人员反馈，及时调整设计方案。锚索安装后要及时安装锚墩，避免锚索锈蚀，完成锚索、锚杆安装后及时悬挂钢筋网，在锚杆与钢筋网连接处采用焊接连接，使锚索、锚杆、钢筋网、边坡形成一个整体。

3结语

综上所述，边坡支护技术在水利水电项目中的重要性尤为显著，科学有效应用边坡支护技术对于水利水电项目安全有序推进具有重大意义，对实现水网建设和科学用水起到重大支撑作用。该水库导流洞边坡较为复杂，科学采用预应力锚杆与系统锚杆间隔布置挂钢筋网喷砼护坡对提升工程安全与质量效果显著。水利水电工程边坡较陡、危险性较大，需要每一位施工人员加强边坡支护技术学习，在改进现有施工技术的基础上，为后续基础建设工作的推进奠定良好基础，实现社会经济水平与科学技术水平的共同发展。

参考文献

[1]王鹏.水利水电施工过程中边坡开挖支护技术施工技术[J].建材发展导向,2022,20(12):133-135

[2]李滋超. 水利水电施工工程中边坡开挖支护技术分析[J]. 建筑与预算, 2022(6):3.