水利水电工程施工中高边坡加固技术的应用探讨

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   摘要:水利水电工程兼具灌溉、供水、防洪、发电等综合任务,能很好地改善人们所处的生活环境,且与我国经济社会的发展密切相关,为提高水利水电工程建设质量作为施工单位需要加强工程技术研究,其中高边坡加固技术是常用的技术之一,在实际的应用中需要结合工程项目的地质条件和水文气象条件来设计、施工,提高工程质量,减少建设投资,满足实际使用及个性化要求。本文主要对水利水电工程施工中高边坡加固技术的应用进行探讨。
   关键词:水利水电工程;高边坡加固技术;应用
  
   一、前言
   水利水电工程是城乡基础设施建设中的重要组成部分,与环境保护、经济发展关系十分紧密,为保证工程质量、减少建设投资,需要应用合理的技术,其中高边坡加固技术是重要的技术之一,施工单位要依照工程的地质条件、水文条件与使用要求对高边坡加固技术进行合理选择,在工程的建设过程中不断优化施工关键技术,推动水利水电工程施工技术的前进与发展。
   二、 高边坡加固技术的应用意义
   水利水电工程的建设过程中为了强化工程防护效果,需要开展高边坡加固,并选择恰当的加固技术来提升加固质量。纵观水利水电工程的施工实践,开展高边坡加固具备下述两个方面的意义:
   一方面,高边坡加固能够促使工程质量提升。国家建设过程中不断增加和完善水利水电工程技术设施建设,其能够辅助国家提升综合实力,促使国家在能源利用方面取得重大突破。而从长远发展角度来看,为了使水利水电工程具备更长久的使用寿命,促使其能够具备强悍的加固效果,需要选择恰当的高边坡加固技术,改善工程质量并促使工程具备更强的性能[1]。第一,建设工程期间做好高边坡的加固工作能够提升工程的稳定性,并且促使工程在洪水等灾害方面的防护作用增强,工程具备降价强悍的稳定体系,其工程架构能够起到良好的架构效果。总工程整体来讲,高边坡加固避免工程在修建过程中的结构确实情况,并且让水利水电工程的建设水平始终处于进步状态。第二,工程建设的周期比较长,且规模庞大,可能会遭遇诸多特殊问题或者是突发状况,采用高边坡加固技术,能够提前做好突发情况的应对措施,做好影响因素的控制工作,促使工程具备更高的应用价值[2]。
   另一方面,和其他的建筑工程项目不同,水利水电工程本身就是涉及到人们的生产和生活,因此受到社会各界的广泛关注,开展具体实践活动期间如果无法答案都理想的工程效果,则很容易受到社会公众的质疑,进而对工程的长远工作开展产生影响。而在应用了高边坡加固技术以后,能够有效改善工程的施工效率[3]。原本工程建设采用的是传统施工手段,大部分时候都需要根据工程实际情况来制定具体的施工策略,该种情况需要消耗大量的工程时间,且做出的施工决策也可能会无法在实际施工中取得很好的施工效果。但高边坡加固技术属于新型技术类型,其在技术选择的时候就已经参考了工程的规模及特点,并且将会先构建技术体系,在细致的工作上提前做好准备工作,避免出现工程实际不符而需要修改工程的情况,不仅节省施工原材料,也避免突发状况对施工进度造成影响。高边坡加固对施工流程提出明确要求,引导施工单位制定关于施工流程的管理制度,严格调整施工管理标准,并做好施工监督工作,对施工人员形成约束作用,也保障施工人员的生命财产安全。高边坡的加固最典型的特征是促使建筑工程整体更加稳固,其所具备的结构稳定性比较突出,在加固高边坡的情况下能够有效改善可能会出现的滑坡情况,促使水利水电工程具备较好的功能稳定性。
   三、水利水电工程施工中高边坡现状
   1、岩层
   岩层的稳固性是保证高边坡稳固性的关键因素,并且岩层稳固性与岩层裂隙分布、整体性关系密切。目前大多数水利水电工程在施工中岩层因受到空气、雨水、植被根系分泌物及植被腐化物的侵蚀,导致岩石性质及整体性发生了变化,硬度与强度降低,就无法满足水利水电工程高边坡稳定性的要求,增加施工技术难度,制约工程施工进度,成为工程建设、安全运行的隐患[4]。
   2、地质
   土壤结构稳定性受到地质的直接影响,也全方面体现出了区域是否受到板块活动的影响,如果施工区域地质极其不稳定,就会为后期施工带来重大隐患,同时高边坡很有可能在此环节受到自然环境因素的影响,各种地质灾害频发,比如塌方、崩塌、落石、变形及泥石流等。
   3、雨水
   自然降雨也会极大地影响高边坡的稳定性,雨水不仅会对边坡进行冲刷,同时提高岩层内地下水的水位,增加边坡岩石覆盖层自重。另外,在高边坡加固中土壤受到了极大的侵蚀,岩土因水分含量较高导致结构发生变化,使得高边坡强度与硬度大大降低。
   4、主观
   高边坡不仅受到客观因素的制约,还受到人为等主观因素的影响,使得高边坡失去稳定性,比如边坡坡比设计不正确、边坡开挖深度不到位、开挖顺序不合理、开挖强度不适宜等。同时在施工场地排放出各样的污水也会对所处地区的土壤造成影响[5]。
   从以上几个方面的因素来分析,为了进一步提高水利水电工程高边坡加固施工质量,减少施工过程中的安全隐患,高边坡要满足稳定性的要求,还需要与具体情况互相结合通过应用有效地高边坡加固技术,促使结构的稳定性、施工安全性得以提升。
   四、水利水电工程施工中高边坡加固技术的应用
   1、锚固技术
   (1)钻孔施工环节。工作人员需要严格依照设计图纸进行测量放线工作,对锚固孔所处的位置进行明确,使用油漆将其标注出,从而保障工程的有序进行。在施工之前,设备管理人员需对钻孔设备进行检测,施工中作业人员需对设备进行经常性检查及保养。水平部分孔的倾斜夹角,它的偏差需要控制在1°以下,方位与标准值的偏差不可超過2°。在进行钻孔施工过程中,工作人员要对地下水与地层之间的实际情况进行细致的检测,准确记录全部数据,还要对钻孔深度与直径进行严格的控制,深度不小于50cm,确保各项指标与设计方案的具体要求相符合[6]。初步钻孔施工完成后,工作人员要把孔内所有的杂质清理干净,钻孔工序验收合格后才可以进行锚索结构安装。    (2)制作锚索。选择使用的锚索材料必须符合标准要求,确保预应力松弛度较低,且钢绞线强度要达到标准,在进行下料工作时必须准确与整齐,也需要严控下料误差,以免出现误差较大问题。
   (3)锚孔注浆。对锚孔进行注浆时候,需要满足注浆施工工艺满足强制性标准的要求,注浆材料按照设计配合比进行配料、拌和,且施工企业要进行注浆试验,在满足国家规定的要求之后再进行施工。
   2、高边坡主动防护网技术
   主动防护网的建设工作主要是采用柔和型的钢绳对危岩落石的坡面进行系统性覆盖,采用处于纵横交错状态的支撑钢绳和边长为4.5m的正方形进行锚杆联结布置,绳与4.5m×4.5m,正方形模式布置锚杆相聯结,支撑绳构成的每个4.5m×4.5m网格内铺设一张4m×4m的钢绳网,其方格网孔为30cm×30cm,每张钢绳网与四周支撑绳间用缝合绳缝合联结并进行预张拉,紧贴坡面。在此过程中需对现场进行安全保护,其一是统一制作配电箱,以定做的方式将配电箱固定,并且保持配电箱和开关箱与地面之间的距离超过1.3m但又不能比1.5m小[7]。此时配电箱也需要做好漏电保护工作,对配电箱当中设置漏电保护器,避免因为失误动作而影响配电箱正常运作或者是对配电箱周边施工人员造成安全威胁;其二是配置专门的操作人员,操作人员需要服从管理,紧密配合施工工作,在专人指挥情况下,安全有序完成工作。
   3、喷射混凝土护坡技术
   混凝土护坡修建工作还需要借助喷射灌浆技术,该种喷射灌浆技术组要包含四个关键步骤。(1)钻孔。钻孔施工的主要目的是将需要喷射灌浆的辅助器具插入到预定的地层当中,并且通过钻孔,了解护坡修建位置的地质情况,从深度对护坡进行加固,此时可以根据施工的设备以及器具确定好具体的钻孔深度,最高可以达到30m以上。如果在钻孔过程中遭遇硬度较大的土层,可以利用地质钻机来进行钻孔,达到预设的钻孔位置。(2)插管。完成钻孔工艺以后,将注浆管插入到确定的深度范围内,保持钻孔和插管工艺合二为一,但也需要明确使用完地质钻机以后将岩心管拔出并及时将喷射管插入。插管流程中避免出现泥沙堵住喷嘴的情况,可以采用边注水边插管的方式,利用水压力来清理泥沙,但需要注意的是水压力要小于1MPa,避免因为水压过高而出现孔壁坍塌的情况。(3)喷浆。在了解护坡修建位置的土质情况以及地下水环境以后,对喷浆压力进行调整,并改变流量以及旋转提升速度,采用自下而上喷射注浆的方式。按照工程施工需求,开始二次喷射,本次喷射所冲击的对象主要是第一次喷射时形成的浆土混合体。(4)补浆。在喷射浆液完成以后,完成混凝土搅拌,观察混凝土凝固环节,发现在析水作用下,浆液会出现收缩情况,从而导致固结体的顶部位置出现凹陷的情况,可能会影响护坡的地基加固。为改善该种情况,将会通过直接从喷射孔口诸如浆液的方式将收缩所出现的空洞填满。
   4、混凝土抗滑技术
   混凝土抗滑技术是通过设置混凝土抗滑桩、混凝土挡墙或混凝土沉井对高边坡强度与稳定性进行提升的,起到加固高边坡的效果。
   进行混凝土抗滑桩建设施工时,作为施工单位应该将其设置在高边坡前,确保高边坡抗滑性能的提高,实现高边坡加固。建设工程中大量运用混凝土抗滑桩时,浅层与中层滑坡的加固效果最好,在实际的施工中施工单位应将桩身的 1/4-1/3埋设到稳定土层中,并且放置抗滑桩后实施灌浆处理,也要将混凝土抗滑桩和边坡土层融合在一起,确保混凝土抗滑桩加固效果的实现。在混凝土抗滑桩浇筑施工过程中,混凝土浇筑强度不可超过1.5m/h,且浇筑到井口6m左右处要进行分层振捣,使得混凝土抗滑桩质量得到有效保证。
   开展混凝土挡墙施工工作的时候,需要设置挡墙,使得稳定性得以保证,避免高边坡滑坡现象的出现,起到加固高边坡的作用。因混凝土挡墙施工便捷、加固效果佳等优势特征,在水利水电工程施工中该项技术得以广泛的应用。在混凝土挡墙施工中,施工单位要依照最低滑动面形状与位置明确砌置深度,并且在挡墙后部位置设置排水孔,排除混凝土挡墙后土体内积水降低挡墙内侧压力,提高混凝土挡墙稳定性。
   除此之外,因混凝土沉井的结构为混凝土框架结构,在水利水电工程中应用该项技术能使得抗滑桩与挡墙的作用得以全面发挥,但是与这两者相比,混凝土沉井也存在较大的局限性,因此施工单位要与地质条件、沉井结构的特点相互结合,合理化设计沉井厚度与深度。
   举例说明:在某工程中,井壁厚度要控制在 80 cm上下,下部严控在90cm上下,且沉井横隔墙厚度为50cm、深度为11m,且把高度设置为4m、3m、4m三个部分,从而保障后期工程施工。在实际的施工中需要更为严格的按照施工工序进行工作,确保工程质量达到标准。
   5、减载排水技术
   开展水利水电工程建设工作时,需要积极主动的应用现代化的减载排水施工技术,使得各自的作用都能得以发挥出来,强化高边坡的安全性与稳定性。在建设施工中应用减载技术能够一定程度降低坡体下滑能力,工作人员需要将坡体后部的岩石去除掉,应用反压施工方法对滑力程度进行严各控制,增强抗滑力的效果。其次,为了进一步提升边坡的稳定性能,需要排除地下水,地下水可分为深层与浅层地下水排水工程,对于浅层地下水排水工程而言,在实际的施工中应该采用水平钻孔和截水沟方法;对于深层地下水排水工程,需要结合具体的现状,选择使用集水井、截水盲沟等办法,从而将地下水排放出去,以上方法能够极大地降低渗水压力与地下水位,保证高边坡安全、提升稳定性。该项技术的合理应用能大大提高工程整体质量,使得工程获取最大化的经济效益与社会效益。
   五、结束语
   综上所述,在实际的施工当中应用高边坡加固技术效果非常显著,可以很好的提高高边坡稳定性能,使得工程项目的各项性能都能达到使用及安全要求,以此有效满足工程的运行需求,促进我国水利水电事业朝着更好更快的方向发展。
   参考文献:
   [1]黄树华.高边坡加固技术在水利水电工程中的应用分析[J].建筑工程技术与设计,2018,(23):32-35.
   [2]李庆阳,张丽英.水利水电工程施工中高边坡加固技术的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2019(25):89-91.
   [3]陈敬,赵峰,李江林,等.深孔预应力锚索在东风水电站右坝肩边坡加固中的应用[J].贵州水力发电,2019,24(6):114.
   [4]郭世璐. 浅谈水利水电工程施工中高边坡加固技术的应用[J]. 华东科技(综合), 2020, 000(001):P.1-1.
   [5]高嘉胤. 水利水电工程施工中高边坡加固技术的应用探析[J]. 建材与装饰, 2019, 000(016):285-286.
   [6]徐继方. 水利水电工程施工中高边坡加固技术的应用探析[J]. 新商务周刊, 2019, 000(017):P.264-264.
   [7]杨琛. 水利水电工程施工中高边坡加固技术的应用探讨[J]. 建材与装饰, 2020, 000(001):289-290.
   (作者单位:中国水利水电第十一工程局有限公司)
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