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【摘要】水利水电施工常常在特殊地质环境下进行，遇到地质条件较差情况对下边坡进行开挖及支护是水利水电工程的关键，也是难度较大的一个环节。該环节处理不好常常会造成不同的事故问题。文章分析了边坡开挖方式，支护施工工艺，边坡开挖的监测和物探分析。
【关键词】水利水电；边坡开挖；支护；技术
中图分类号： TV 文献标识码： A 文章编号：
本文所涉及的工程在开挖的过程中是平行流水作业，由外向里、分块、分区推进，在对边坡的外边线进行开挖时，采用的施工方式是定点推渣下江以及河床出渣，这使高陡边坡基坑出渣和开挖施工下渣之间的矛盾得到了有效的解决。为了保证工程安全，加强了开挖和支护工序的协调推进，浅层支护在施工过程中紧跟着开挖工作面，深层支护也迅速跟进。从安全监测的分析可以得出，边坡在开挖过程中产生了应力释放和变形，不过随着下挖及支护边坡施工的快速完成，整体上趋于收敛。
边坡开挖方式
开挖支护施工总体原则：开挖自上而下分层、分块进行，开挖一层、支护一层， 一层支护完成后才能进行下一层开挖施工。开挖过程中，马道成形后及时形成排水沟，将水引至坡外。边坡采用预裂爆破，马道预留1.5～2 m 的保护层，保护层采用手风钻造孔，水平光面爆破。严格控制单响药量，减少爆破对边坡岩体的震动。
1、土质边坡开挖
该工程水电站建设工程中，对土质边坡的开挖主要选择了“从上到下，层层削坡”的方式开展作业，每次削坡层的厚度控制在2～3 m。对各层的削坡作业需要配合运用CAT320B反铲挖掘机从主出渣道自行开挖出岔道进入作业面削坡，并且采取相关的措施辅助处理。CAT320B 反铲挖掘机对现场施工成一条道路之后，可在开挖范围里造成“之”字形道路，这样做的目的在于能显著优化集渣作业效率，省去了很多不必要的环节。不仅施工效率上升，且工程造价成本降低，而这一环节需要做好测量检查工作，对开挖的坡度严格控制。
2、岩质边坡开挖
该水电站岩质边坡开挖通常选择“钻爆法”进行施工处理，并且按照从上到下的方式分层开挖、喷锚支护及时跟进、毫秒微差梯段爆破。现场施工时要把握好各个环节之间的连贯性，每个环节互相配合好才能实现最佳工程效率。具体其操作包括以下:
（1）逐层爆破
岩质边坡应分层开挖时必须要结合工程图纸要求，采取梯段爆破，梯段开挖的高度控制需控制在6～10 m。由于岩质的边坡是一种薄层顺向坡，其开挖坡角要比岩层倾角大，施工时最好不要采取太大的切脚开挖。通过多方面的检测勘察后得出，本次工程的开挖爆破梯段高度需限制在6 m左右，局部破碎带方式包括了减少爆破装药量以及梯段开挖高度实现。
（2）台阶式分层爆破
对边坡采取了相关的施工作业后，发现边坡在多方面因素的影响下，造成其上层岩体无法完全支护，边坡上层岩体面临着开挖卸荷、爆破震动、岩层切脚等三大方面的作业。多项因素造成了局部不稳定岩体沿软弱夹层滑塌，使得建筑结构更加危险。经分析决定选择台阶式分层爆破开挖的方式，指的是每层距边坡开挖线预留12 m的平台滞后进行钻爆，将开挖爆破梯段的高度限制于6 m内。
（3）薄层爆破
爆破时需要根据水利水电工程的结构形式、电站间距等因素设计，对距边坡12 m内侧的岩体应选择薄层爆破的开挖方式，把开挖高度限制在3 m。薄层爆破是水利水电工程的难点，若间距、时间控制不好则会造成爆破失败，发挥不了工程作用。
二、支护施工工艺
1、超前支护: 主要采用超前锚筋桩和锁口砂浆锚杆进行支护施工。岩柱两侧面按梯段高度打设超前锚筋桩( L= 12m)和系统砂浆锚杆( L= 6m) ，1180 m 高程的锚筋桩在1180～1182 m 保护层开挖完成后施工，其他超前锚筋桩布置在每层马道处，锚筋桩间排距为1.5 m × 2.0 m，梅花形布置。顶部保护层开挖前，按照设计要求在开口线以下打安两排Ф25mm，L = 3 m 的锁口锚杆，间排距为1.5m × 1.5 m，第一排距开口线的距离为0.5 m。超前支护主要应用于进水口直立边坡开口部位、预留岩柱顶部周边及岩柱每个爆破梯段开挖的预留小马道上。直立边坡段开挖施工前，在距离开口线0.5 m 位置起按照2 m 间距布置超前锁口锚筋桩，确保马道的形成，也能有效地控制爆破对直立边坡的破坏; 预留岩柱拉槽开挖施工前，也在岩柱顶部周边布置超锚筋桩，同时，在每一梯段爆破开挖前，也在小马道上施工超前锚筋桩，以有效控制岩柱的形成和确保岩柱体型。
2、统锚喷支护: 直立边坡系统支护形式为Φ32 预应力锚杆( L = 12 m) 和Φ32 普通砂浆锚杆( L = 6.0 m) ，间排距为2． 5 m × 2 m，自马道下方1 m 起，按“2 排预应力锚杆+ 3 排普通砂浆锚杆+ 2 排预应力锚杆”的间隔顺序与原则布设；系统排水孔孔径为φ76 mm，间排距为6 m×6 m，孔深L = 4.0 m、仰角10°，深排水孔孔径为φ110 mm，间距为10 m，自马道上方1.0 m 布设1 排，孔深L = 20 m、仰角10；C20微纤维喷混凝土沿马道上方1 m 布设，层厚10 cm。
3、预应力锚索锚固支护。由于进水口正面直立边坡开挖高度达80 m，边坡开挖成型之后距进水塔混凝土浇筑时间较长，除在边坡坡面上采用系统锚喷支护之外，还在坡面布置大量预应力锚索对边坡进行锚固，锚索形式为1 000 KN、1 800KN 级全长无粘结锚索，锚固深度为25～35 m，正面边坡锚索在开挖面下卧之后在坡面设置悬空脚手架施工。在每个开挖爆破梯段施工完成后，利用蹬渣作业的办法，将大量系统锚杆施工完成，待出渣完成，下一梯段爆破前，将所有系统锚杆施工完成，包括预应力锚杆，在下一梯段开挖爆破前，上一梯段完成锚喷支护施工，依次循环直至施工支护完成。
三、边坡开挖的监测和物探分析
1、监测
(1)边坡安全监测。通过永久与临时相结合的方式对内部变形监测进行断面布置的监测。经过分析监测资料，高程M14多点位移计测量的是的14.27mm,逐渐呈现收敛趋势。总体上锚杆应力计的变化不大，1841.5m高程的Rf5、1855.5m高程的Rr1及1885.95m高程的Rr1的累计应力达到了150MPa之上，不过变化量不大，其他锚杆应力的总量较小。总体上锚索测力计呈现衰减的趋势，变化较小，边坡趋于收敛。
(2)爆破振动监测。按照衰减规律的经验公式和爆破振动速度的传播可以得知边坡爆破振动的衰减规律，用来对边坡开挖施工的爆破振动控制进行指导。
2、物探检测
开挖的过程中在左岸坝肩的边坡上布置了长观孔、变模孔及声波孔以用作物探检测分析。全部检测孔全孔段的声波都平均达到了4000～6000m/s，建基面以下3m范围内是边坡爆破松弛破坏的主要集中地,孔口段的岩体完整性较差、裂隙发育、岩体破碎、孔壁粗糙，且波速较低,其他孔段的岩体完整性较好、孔壁光滑。采用物探检测和分析，可以使开挖技术参数得到不断的优化，施工工艺得到改进，边坡的开挖质量得到不断的提高。
结束语
施工前期需要对工程的地理位置进行调查了解，主要是根据现场施工、勘察、调整等操作掌握相关的信息。若能够积极针对建筑部位边坡实施有效的施工技术，可以显著防止边坡岩体的顺层滑塌，让边坡开挖的轮廓尺寸维持正常的状态。另一方面，开挖后的坡面的完整性能保证工程施工达到理想状态。边坡开挖技术对水利水电施工有着重要的作用，为了保证工程项目达到理想的质量标准，维持施工作业的安全进行，我们需积极采取此项技术操作。同时，这也是未来项目施工技术的发展趋势。
参考文献
[1] 周江平.锦屏一级水电站特高边坡施工的安全控制[J].人民长江，2009(18).
[2] 彭驭涛.预裂爆破技术在锦屏一级水电站大坝右岸工程中的应用[J].水利水电技术，2008(11).
[3]张国栋. 小湾水电站右岸高边坡开挖支护施工技术[J]. 水利水电施工，2009.[5]
[4]陈一兵. 东深供水改造工程开挖边坡临时支护方案的选定[J].水利水电，2000.
[5]杨箫. 涌溪水电站高边坡开挖与支护快速施工方法研究[J].贵州水力发电，2008.
【关键词】水利水电；边坡开挖；支护；技术
中图分类号： TV 文献标识码： A 文章编号：
本文所涉及的工程在开挖的过程中是平行流水作业，由外向里、分块、分区推进，在对边坡的外边线进行开挖时，采用的施工方式是定点推渣下江以及河床出渣，这使高陡边坡基坑出渣和开挖施工下渣之间的矛盾得到了有效的解决。为了保证工程安全，加强了开挖和支护工序的协调推进，浅层支护在施工过程中紧跟着开挖工作面，深层支护也迅速跟进。从安全监测的分析可以得出，边坡在开挖过程中产生了应力释放和变形，不过随着下挖及支护边坡施工的快速完成，整体上趋于收敛。
边坡开挖方式
开挖支护施工总体原则：开挖自上而下分层、分块进行，开挖一层、支护一层， 一层支护完成后才能进行下一层开挖施工。开挖过程中，马道成形后及时形成排水沟，将水引至坡外。边坡采用预裂爆破，马道预留1.5～2 m 的保护层，保护层采用手风钻造孔，水平光面爆破。严格控制单响药量，减少爆破对边坡岩体的震动。
1、土质边坡开挖
该工程水电站建设工程中，对土质边坡的开挖主要选择了“从上到下，层层削坡”的方式开展作业，每次削坡层的厚度控制在2～3 m。对各层的削坡作业需要配合运用CAT320B反铲挖掘机从主出渣道自行开挖出岔道进入作业面削坡，并且采取相关的措施辅助处理。CAT320B 反铲挖掘机对现场施工成一条道路之后，可在开挖范围里造成“之”字形道路，这样做的目的在于能显著优化集渣作业效率，省去了很多不必要的环节。不仅施工效率上升，且工程造价成本降低，而这一环节需要做好测量检查工作，对开挖的坡度严格控制。
2、岩质边坡开挖
该水电站岩质边坡开挖通常选择“钻爆法”进行施工处理，并且按照从上到下的方式分层开挖、喷锚支护及时跟进、毫秒微差梯段爆破。现场施工时要把握好各个环节之间的连贯性，每个环节互相配合好才能实现最佳工程效率。具体其操作包括以下:
（1）逐层爆破
岩质边坡应分层开挖时必须要结合工程图纸要求，采取梯段爆破，梯段开挖的高度控制需控制在6～10 m。由于岩质的边坡是一种薄层顺向坡，其开挖坡角要比岩层倾角大，施工时最好不要采取太大的切脚开挖。通过多方面的检测勘察后得出，本次工程的开挖爆破梯段高度需限制在6 m左右，局部破碎带方式包括了减少爆破装药量以及梯段开挖高度实现。
（2）台阶式分层爆破
对边坡采取了相关的施工作业后，发现边坡在多方面因素的影响下，造成其上层岩体无法完全支护，边坡上层岩体面临着开挖卸荷、爆破震动、岩层切脚等三大方面的作业。多项因素造成了局部不稳定岩体沿软弱夹层滑塌，使得建筑结构更加危险。经分析决定选择台阶式分层爆破开挖的方式，指的是每层距边坡开挖线预留12 m的平台滞后进行钻爆，将开挖爆破梯段的高度限制于6 m内。
（3）薄层爆破
爆破时需要根据水利水电工程的结构形式、电站间距等因素设计，对距边坡12 m内侧的岩体应选择薄层爆破的开挖方式，把开挖高度限制在3 m。薄层爆破是水利水电工程的难点，若间距、时间控制不好则会造成爆破失败，发挥不了工程作用。
二、支护施工工艺
1、超前支护: 主要采用超前锚筋桩和锁口砂浆锚杆进行支护施工。岩柱两侧面按梯段高度打设超前锚筋桩( L= 12m)和系统砂浆锚杆( L= 6m) ，1180 m 高程的锚筋桩在1180～1182 m 保护层开挖完成后施工，其他超前锚筋桩布置在每层马道处，锚筋桩间排距为1.5 m × 2.0 m，梅花形布置。顶部保护层开挖前，按照设计要求在开口线以下打安两排Ф25mm，L = 3 m 的锁口锚杆，间排距为1.5m × 1.5 m，第一排距开口线的距离为0.5 m。超前支护主要应用于进水口直立边坡开口部位、预留岩柱顶部周边及岩柱每个爆破梯段开挖的预留小马道上。直立边坡段开挖施工前，在距离开口线0.5 m 位置起按照2 m 间距布置超前锁口锚筋桩，确保马道的形成，也能有效地控制爆破对直立边坡的破坏; 预留岩柱拉槽开挖施工前，也在岩柱顶部周边布置超锚筋桩，同时，在每一梯段爆破开挖前，也在小马道上施工超前锚筋桩，以有效控制岩柱的形成和确保岩柱体型。
2、统锚喷支护: 直立边坡系统支护形式为Φ32 预应力锚杆( L = 12 m) 和Φ32 普通砂浆锚杆( L = 6.0 m) ，间排距为2． 5 m × 2 m，自马道下方1 m 起，按“2 排预应力锚杆+ 3 排普通砂浆锚杆+ 2 排预应力锚杆”的间隔顺序与原则布设；系统排水孔孔径为φ76 mm，间排距为6 m×6 m，孔深L = 4.0 m、仰角10°，深排水孔孔径为φ110 mm，间距为10 m，自马道上方1.0 m 布设1 排，孔深L = 20 m、仰角10；C20微纤维喷混凝土沿马道上方1 m 布设，层厚10 cm。
3、预应力锚索锚固支护。由于进水口正面直立边坡开挖高度达80 m，边坡开挖成型之后距进水塔混凝土浇筑时间较长，除在边坡坡面上采用系统锚喷支护之外，还在坡面布置大量预应力锚索对边坡进行锚固，锚索形式为1 000 KN、1 800KN 级全长无粘结锚索，锚固深度为25～35 m，正面边坡锚索在开挖面下卧之后在坡面设置悬空脚手架施工。在每个开挖爆破梯段施工完成后，利用蹬渣作业的办法，将大量系统锚杆施工完成，待出渣完成，下一梯段爆破前，将所有系统锚杆施工完成，包括预应力锚杆，在下一梯段开挖爆破前，上一梯段完成锚喷支护施工，依次循环直至施工支护完成。
三、边坡开挖的监测和物探分析
1、监测
(1)边坡安全监测。通过永久与临时相结合的方式对内部变形监测进行断面布置的监测。经过分析监测资料，高程M14多点位移计测量的是的14.27mm,逐渐呈现收敛趋势。总体上锚杆应力计的变化不大，1841.5m高程的Rf5、1855.5m高程的Rr1及1885.95m高程的Rr1的累计应力达到了150MPa之上，不过变化量不大，其他锚杆应力的总量较小。总体上锚索测力计呈现衰减的趋势，变化较小，边坡趋于收敛。
(2)爆破振动监测。按照衰减规律的经验公式和爆破振动速度的传播可以得知边坡爆破振动的衰减规律，用来对边坡开挖施工的爆破振动控制进行指导。
2、物探检测
开挖的过程中在左岸坝肩的边坡上布置了长观孔、变模孔及声波孔以用作物探检测分析。全部检测孔全孔段的声波都平均达到了4000～6000m/s，建基面以下3m范围内是边坡爆破松弛破坏的主要集中地,孔口段的岩体完整性较差、裂隙发育、岩体破碎、孔壁粗糙，且波速较低,其他孔段的岩体完整性较好、孔壁光滑。采用物探检测和分析，可以使开挖技术参数得到不断的优化，施工工艺得到改进，边坡的开挖质量得到不断的提高。
结束语
施工前期需要对工程的地理位置进行调查了解，主要是根据现场施工、勘察、调整等操作掌握相关的信息。若能够积极针对建筑部位边坡实施有效的施工技术，可以显著防止边坡岩体的顺层滑塌，让边坡开挖的轮廓尺寸维持正常的状态。另一方面，开挖后的坡面的完整性能保证工程施工达到理想状态。边坡开挖技术对水利水电施工有着重要的作用，为了保证工程项目达到理想的质量标准，维持施工作业的安全进行，我们需积极采取此项技术操作。同时，这也是未来项目施工技术的发展趋势。
参考文献
[1] 周江平.锦屏一级水电站特高边坡施工的安全控制[J].人民长江，2009(18).
[2] 彭驭涛.预裂爆破技术在锦屏一级水电站大坝右岸工程中的应用[J].水利水电技术，2008(11).
[3]张国栋. 小湾水电站右岸高边坡开挖支护施工技术[J]. 水利水电施工，2009.[5]
[4]陈一兵. 东深供水改造工程开挖边坡临时支护方案的选定[J].水利水电，2000.
[5]杨箫. 涌溪水电站高边坡开挖与支护快速施工方法研究[J].贵州水力发电，2008.