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水利水电工程施工中边坡开挖支护技术运用策略研究

文档作者：林惠颜文档来源：佛山市三水区机电排灌总站		更新日期： 2026年05月24日	点击数：
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工程技术研究 第9卷 总第173期 2024年11月 工程技术与应用
97
摘要：水利水电工程是我国基础建设工程的重要组成
部分，直接关系我国农业发展、工业生产等多个领域，
因此，需要重视水利水电工程建设，做好技术把控，
提升工程建设的质量和效率，使其为国家社会的发展
与建设作出更多贡献。文章首先分析了边坡稳定性的
影响因素，接着对常用的边坡开挖支护技术展开了分
析，并结合实际工程，探讨了如何在工程建设中有效
应用边坡开挖支护技术，保证施工质量。
关键词：边坡开挖支护技术；水利水电工程；地质条件；
变形失稳
Abstract:Water conservancy and hydropower engineering
is an important part of China's infrastructure construction
engineering, which is directly related to China's
agricultural development, industrial production and
other fi elds. Therefore, it is necessary to pay attention to
the construction of water conservancy and hydropower
engineering, do a good job in technology control, improve
the quality and efficiency of engineering construction,
and make it contribute more to the development and
construction of the national society. This paper first
analyzes the influencing factors of slope stability, then
analyzes the commonly used slope excavation and support
technology, and discusses how to effectively apply the
slope excavation and support technology in engineering
construction combined with the actual engineering to
ensure the construction quality.
Keywords: slope excavation and support technology; water
水利水电工程施工中边坡开挖支护技术运用策略研究
林惠颜
佛山市三水区机电排灌总站，广东 佛山 528100
Research on the Application Strategy of Slope Excavation and Support Technology in the
Construction of Water Conservancy and Hydropower Engineering
LIN Huiyan
Mechanical and Electrical Drainage and Irrigation Station in Sanshui District, Foshan City, Foshan 528100,
Guangdong, China
DOI:10.19537/j.cnki.2096-2789.2024.21.031 .
1 研究背景
水利水电工程施工中，边坡稳定性受地质条件、
土壤结构、水文条件等多个自然因素的影响，在过去
一段时间内，水利水电工程的坝址选择受到了较大限
制。边坡开挖支护技术的应用能通过对坡体构造的强
化，提升边坡的稳定性，从而避免边坡失稳导致的开
挖面塌方、滑坡等问题。因此，水利水电工程施工中，
边坡开挖支护技术的应用具有重要意义。
2 边坡稳定性的影响因素
2.1　地质因素
地质条件对边坡稳定性有关键影响。岩体、土体
等的强度和稳定性直接决定了边坡的稳定性，其抗剪
强度是决定边坡是否会发生滑动的关键因素。通常情
况下，抗剪强度越高，边坡抵抗剪切破坏的能力越强，
岩体和土体受到压力时的变形越小，不易因边坡开挖
施工而导致塌方或滑坡事故。同时，岩体节理、裂隙
等结构缺陷也会影响边坡的稳定性，成为边坡开挖施
工中的潜在滑动面，易使边坡在外力作用下失稳[1]。
2.2　变形失稳因素
变形失稳主要指在工程施工过程中，受工程活动
和外力作用引起的边坡的变形和不稳定现象，主要分
作者简介： 林惠颜，女，本科，工程师，研究方向为水利工程技术
管理。
conservancy and hydropower engineering; geological
condition; deformation instability
分类号：TV52
工程技术与应用 2024 年 第21 期 总第173 期 工程技术研究
98
为刚性均匀变形和非刚性均匀变形两类。其中，刚性
均匀变形指边坡在外力作用下，整体结构发生刚性位
移而导致的变形，表现为边坡整体下沉、滑移等现象，
其特征为变形量较小但均匀分布，对边坡的稳定性有
显著影响。非刚性变形失稳指边坡在外力作用下，其
内部结构发生非均匀变形，通常表现为边坡内部出现
局部裂缝或滑动面，特征为变形量较大，且变形部位
分布不均，易引发局部崩塌和滑坡等事故灾害。
3 水利水电工程施工常用的边坡开挖支
护技术
水利水电工程施工中，常用的边坡开挖支护技术
主要包括边坡岩体巩固技术、钢筋网辅助技术、钻爆
技术等。在实际施工中，施工单位需要结合不同的工
程情况选择适宜的边坡开挖支护技术，从而有效保证
施工质量。
3.1　边坡岩体巩固技术
边坡岩体巩固技术的常用方法为锚杆支护和灌浆
加固。锚杆支护施工要点为通过钻孔将钢制杆体插入
边坡岩体，进行灌浆或机械膨胀，使锚杆与周边岩层
形成一体，以增强边坡的稳定性。这种施工方法选用
的锚杆直径通常为20 ～ 32 mm，长度由实际岩层厚度、
开挖深度而定。灌浆加固与锚杆支护原理相似，区别
主要在于灌浆加固使用混凝土浆液、高分子材料等填
充岩体中的裂隙和孔隙，增强岩体的密实度和强度[2]。
边坡岩体巩固技术实际施工时，应选择适宜的支
护材料，保证所用的锚杆、水泥浆液等材料质量符合
相关施工规范。正式施工前，施工人员需要对锚杆进
行防腐和除锈处理。施工时，需要合理安排施工顺序，
分层、分段进行开挖和支护，防止边坡失稳，并注意
控制灌浆压力和速度，防止岩体内部产生新裂隙[3]。
3.2　钢筋网辅助技术
钢筋网辅助技术是一种边坡岩体巩固的辅助技术，
主要通过在边坡表面铺设钢筋网，结合喷射混凝土支
护或锚杆支护等技术，形成一个整体的加固体系，提
高边坡的稳定性和抗剪强度。该技术的应用还能有效
防止边坡表面滑动、剥落等现象的发生。实际施工过
程中，施工人员需要根据边坡的具体形状和开挖设计
选择适宜的钢筋规格型号，确定钢筋的长度。目前，
市场上钢筋的供货长度一般为6 ～ 10 m，考虑到部分
水利水电工程项目规模较大，为满足工程施工需求，
须接长钢筋，钢筋绑扎接头的最小搭接长度如表1 所
示，钢筋对焊长度损失值如表2 所示。
使用点焊连接方式将钢筋连接成钢筋网，点焊前，
首先要检查钢筋表面，确保没有裂纹、分层以及其他
不符合规定的缺陷。接着，使用砂盘、圆盘钢丝刷等
清理钢筋表面锈蚀和油污，保证钢筋平直，无局部弯
曲，中心线同直线的偏差不超过全长的1%。点焊时，
需要使用电极将待连接的两根钢筋夹紧，使用点焊机
连接钢筋。之后，使用锚钉、钢筋锚杆等方式将钢筋
网固定在边坡上，锚钉的布置密度需根据边坡稳定性
要求和钢筋网规格确定，通常为2 ～ 4 个/m2。
3.3　钻爆技术
当边坡开挖支护施工过程中遇到坚硬岩体时，应
用钻爆技术能有效破碎岩石，得到所需的边坡形状和
尺寸，为后续施工奠定良好基础。该技术的应用要点
如下：
（1）钻孔设计。根据边坡的岩层和土层条件，制
订钻孔方案，确定钻孔的直径和分布。
（2）使用钻机按照钻孔设计方案执行钻孔作业，
并在钻好的孔洞内装填炸药，炸药类型和装药量需要
根据岩石性质及爆破设计确定，常用的钻孔技术包括
毫秒爆破、预裂爆破及光面爆破等。
（3）按照预设的爆破顺序和时间引爆炸药，并在
爆破结束后清理碎石，确保边坡表面平整[4]。
3.4　喷射混凝土支护技术
喷射混凝土支护技术主要是利用高压喷射设备，
将混凝土高速喷射到边坡表面，形成一层具有保护和
支撑作用的混凝土外墙，提高边坡的整体稳定性和抗
剪强度。在喷射混凝土支护施工前，施工人员需要做
好施工区域松动岩土的清理工作，避免影响混凝土与
表1　钢筋绑扎接头的最小搭接长度
钢筋级别受拉区受压区
Ⅰ级钢筋30d 20d
Ⅱ级钢筋35d 25d
Ⅲ级钢筋40d 30d
5 号钢筋30d 20d
注：d 为钢筋直径。
表2　钢筋对焊长度损失值 　　单位：mm
钢筋直径损失值
＜ 16 20
16 ～ 25 25
＞ 25 30
工程技术研究 第9卷 总第173期 2024年11月 工程技术与应用
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边坡之间的黏结牢固性。接着，将配制好的混凝土通
过喷射机高速喷射到边坡表面，喷射厚度通常控制在
50 ～ 100 mm，根据边坡的稳定性要求确定。从上至
下喷射，且整个喷射过程应保持连续，尽可能避免中
断时间超过30 min，如果无法在1 h 内用完配制完毕
的砂浆，则应将剩余砂浆废弃，避免重新使用。
4 边坡开挖支护技术在水利水电施工中
的运用策略
某水利水电工程项目边坡作业存在滑坡风险，该
工程边坡作业量大，边坡开挖的土方量和石方量，以
及项目对混凝土和钢筋的需求量均较大，因此，做好
边坡开挖支护施工至关重要。实际施工中，通过地质
勘察，明确施工区域地下水主要分为三层，分别为与
地面距离1.2 ～ 4.1 m 的滞水、35 ～ 40 m 的潜水，以
及23 m 左右的滞水。岩层下段为厚层灰白色砂岩夹
深灰色泥岩、白云质砂岩和沥青质页岩，上段为灰色、
浅灰色泥岩，含虫孔和钙质超微化石，砂岩具有较高
稳定性，但在夹层存在泥岩和沥青质页岩的情况下存
在一定的边坡失稳风险，泥岩在干燥条件下相对稳定，
但遇水后强度迅速降低，易软化和崩解。综合上述分
析，决定采用锚杆支护技术提升边坡稳定性[5]。
4.1　前期准备工作
4.1.1 现场准备和技术准备
前期准备工作主要包括现场准备工作和技术准备
工作。现场准备方面，施工单位首先需要做好施工现
场的清理工作，清除现场阻碍施工的垃圾和杂物，并
在施工现场周围设置防护围栏，为边坡开挖支护施工
奠定良好的条件。接着，聘请专业的第三方地质勘察
团队，对施工区域展开地质勘察工作，明确施工区域
的水文、土壤、岩层结构等条件，结合这些条件选择
适宜的施工技术，确定开挖深度、范围等基础数据。
4.1.2 开挖支护前期爆破准备
正式施工前，做好开挖支护前期爆破准备工作，
选用钻爆技术，保证在爆破位置有足够的爆破能力。
正式爆破前做好爆破设计，确定钻孔的深度、孔距、
装药量和起爆顺序，通过计算机模拟或小规模试爆，
验证设计的可行性和安全性，并结合实验调整爆破参
数，优化爆破效果。在爆破区域设置安全警戒线和防
护设施，防止无关人员进入爆破现场。爆破前，还应
通知周边区域的相关单位和人员做好预警工作，并尽
可能控制爆破时产生的飞石和震动，防止对周围环境
和人员造成危害。
4.2　钻孔作业
根据爆破设计和地质条件，确定孔距为1.2 m，钻
孔深度为5.5 m，孔径为75 mm。选择机械效率高、成
本低和性能稳定的潜孔钻机作业，该机器具有防卡保
护功能，当钻具被卡时，电机不易被烧毁，减速器不
易损坏。根据设计要求进行钻孔作业时，保证钻机与
边坡垂直，并在钻孔结束后使用高压水枪进行孔内清
理作业，确保孔内无残留物。最后，要使用测孔仪器
检测钻孔的位置、深度和孔径，保证钻孔符合设计要
求，对不符合要求的，应进行修正或重新钻孔。
4.3　锚杆支护施工
该工程选用的炸药为乳化炸药，每孔装药量为1.5 kg，
填塞材料为水泥砂浆，炸药填塞完毕后，检查孔内炸药
装填情况，确保孔内无空隙。接着，根据确定的起爆
顺序和延时时间使用毫秒级雷管起爆，尽可能减少爆
破振动，降低对周边环境的影响。爆破作业完毕后，
根据边坡的地质条件，选择直径为25 mm 的锚杆，按
照2 根/m2 的布置密度进行布置。接着，将锚杆插入
钻孔，使用水泥浆液灌注，并做好后期养护工作，养
护期结束后，进行拉拔试验，检测锚杆的抗拉强度，
保证锚杆支护施工质量。
5 结束语
文章主要针对水利水电工程施工中边坡开挖支护
技术的运用策略展开探讨。边坡开挖支护技术的应用
有利于解决边坡不稳定问题，提升水利水电工程施工
的质量。在实际工程施工中，施工单位需要做好各项
前期准备工作，合理应用边坡岩体巩固技术、钢筋网
辅助技术、钻爆技术等施工技术，保证工程施工质量，
延长工程的使用寿命。
参考文献
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