高速公路高边坡施工技术浅析宋鲲鹏

高速公路高边坡施工技术浅析宋鲲鹏
发布时间：2021-11-08T02:12:03.842Z 来源：基层建设2021年第24期作者：宋鲲鹏
[导读] 随着社会经济发展，道路交通事业亦成果累累
中铁五局路桥公司广东省广州市南沙区 511466
摘要：随着社会经济发展，道路交通事业亦成果累累。

高速公路作为公路交通骨干，对拉动经济发展发挥了重要作用。

在高速公路建设中，高边坡增加了建设的难度，做好高边坡路段施工关系到整个工程建设的进度、质量和安全，因此本文对高边坡施工常见风险、失稳因素和关键施工技术进行了分析。

关键词：高边坡；施工技术；高速公路
前言
在高速公路施工中，高度在20～100m的土质边坡，或高度在30～100m的岩质边坡，称为高边坡[1]。

高边坡稳定性差，在环境、技术、人为等多种因素影响下，存在发生坍塌、滑坡等施工风险，因而对高边坡施工准备、施工工艺、安全监测等内容提出了较高要求[2]。

凤凰山隧道工程位于广州市萝岗区内，路基工程挖方118.6万方（土41万、石77.6万），填方60.7万方（土22.6万、石38.1万）。

本合同段高填方路基共计五段，分别为YK8+920～YK9+000、YK9+065～YK9+200、YK9+480～YK9+660、YK10+620～YK10+720、AK1+080～YK1+200（CK0+300～CK0+400）。

本标段深挖方边坡共计五段，分别为ZK8+420～ZK8+580在侧、ZK8+720～ZK8+900左侧、ZK9+220～K9+500左侧、黄麻互通AK1+220～AK1+505右侧、DK0+880～DK1+050右侧。

路基全长334m，深挖路基为YK55+805～YK55+875右侧路段。

路基施工共分三个工作面，分别为YK8+479.6～YK8+565.4、YK8+724.7～YK9+852.2、YK10+009～YK11+123及黄麻互通。

开挖深度在23m～42m，属于深挖高边坡施工，施工风险较大。

本项目一般路堤边坡防护采用植草防护、人字型骨架植草防护、客土喷播植草防护、锚杆混凝土框架植草防护、空心六棱块植草防护和三维网植草防护等防护形式。

（1）当路堤边坡高度H≤4m时，路堤边坡采用植草防护。

（2）当路堤边坡高度4＜H≤6m时采用三维网植草防护。

（3）当路堤边坡高度H＞6m时，采用人字型骨架植草防护。

（4）当路基通过水塘路段时常水位以上50cm以及常水位以下路基边坡采用浆砌石防护，其上部防护同正常路段。

（5）桥头锥坡后10m范围的路基。

一般路基：采用预制空心六棱块植草防护。

浸水路基：采用C25砼预制实心六棱块防护。

（6）陡坡路段：采用M7.5浆砌片石护脚、C20片石砼护肩或C20片石砼挡墙进行收坡防护。

1 高边坡施工常见风险
1.1 崩（坍）塌
坡度在30°～60°的边坡称为陡坡[1]。

陡坡上部松散的岩土块，在重力作用下发生局部松动和脱落，突然高速坠落、滚落的现象称为崩塌。

为避免发生崩塌事故，边坡岩土体变形结构面倾角须小于边坡倾角。

1.2 滑坡
受到雨水、地震、人为等因素影响，边坡岩土体力学平衡条件被打破，上部岩土体沿软弱带向下滑动的现象称为滑坡。

根据滑动面的形状，滑坡有平面滑坡、圆弧面滑坡和楔形体滑坡；根据滑动过程特点，滑坡分为蠕动变形、挤压、微动、高速滑动等不同阶段。

1.3 泥石流
在长时间降雨或暴雨影响下，边坡上的岩土体处于饱和状态，在重力作用下携带大量泥沙、石块的岩土体呈碎屑流向下流动。

因为没有明显的滑动面，泥石流与滑坡是不同的。

此外，还有剥落、坡面冲刷、表层溜塌、错落、松弛张裂、溃屈、弯曲倾倒等风险类型。

2 高边坡失稳因素
2.1 路堤高边坡失稳因素
新建路堤密实度不够，路堤强度不足，就可能发生坍塌、滑坡现象，所以施工时须控制填料水分在最佳含水量范围内，碾压时严格按规范操作。

如果是旧路堤扩建应重视结合部的处理，结合部的草皮、树根、杂物等须清理干净。

筑堤过程中做好排水，避免填料受到雨水浸泡后软化。

还要合理设置支护，避免坡体失稳破坏。

2.2 路堑高边坡失稳因素
类似路堤高边坡，支护结构的设计、施工达不到要求，边坡也易失稳。

其次，开挖因素。

边坡开挖应分级、逐层开挖，并且每级适当放坡，同时做好坡脚加固、坡面防护措施，边挖边护。

最后，监测、预报因素。

良好的监测、科学的预报可以为边坡施工安全提供有力保障。

监测内容包括裂缝监测、位移监测、应力监测、滑动面监测、地表水及地下水监测、降水量监测等。

3 高边坡施工关键技术
3.1 施工准备
施工前，应做好施工调查，熟悉场地工程地质、水文地质条件，掌握水、电、交通条件及周边情况。

其次，做好施工组织设计，对施工工艺、材料机械、人员组织等进行妥善安排。

以某高速公路工程为例，沿线山坡以软质变质岩体为主，片层节理发育，局部覆盖冲洪积砂性土、黏性土，最大边坡高度达80m，经评估边坡变形破坏主要有剥落、坡面冲刷、表层溜塌、落石、崩塌等类型，决定在大于30m的高边坡采用支挡加固措施，利用锚杆框架梁、锚索框架梁进行防护，并采用台阶式开挖，坡率1：0.75～1：1。

3.2 测量放线
开挖前，根据设计图纸要求对边坡进行放线。

测量工具采用全站仪，对坡顶线、截水天沟等位置进行放线，曲率半径小的地段应适当加密。

在坡面开挖成形后，再对防护结构放线[3]。

3.3 截水沟施工
路堑土石方开挖前，先施工截水天沟和地表截水沟，以截断降水对坡面的渗透和冲刷影响，稳定边坡。

截水沟开挖后即铺砌石块防护。

3.4 土石方开挖
土石方开挖严格遵循“自上而下，开挖一级，加固一级”的原则，严禁连级挖、超挖或上级锚固未完全产生加固作用前开挖。

每级开挖高度3～5m，先用机械挖至接近设计面30cm时改由人工修整。

石方边坡开挖可采用光面预裂爆破，严禁大爆破。

硬质坡面凹、凸不得超出20cm，软质坡面凹、凸不得超出10cm。

坡面上不得有危石和松动的石块，也不得超挖，超挖需用混凝土、浆砌片石补平。

雨季施工需用塑料薄膜覆盖已开挖坡面[4]。

3.5 锚固结构施工
锚固结构施工前，对坡面进行测量放线。

依据设计桩号拉线放出锚孔和框架梁位置，放线误差不超过±5cm。

放线后搭设脚手架，某高速公路工程采用扣件式钢管脚手架。

在搭架前须夯实地基，再加垫板，立杆底部设扫地杆，大横杆与立杆交叉处设小横杆，整个脚手架设置斜撑、横撑，以满足稳定性要求及钻孔、灌浆、张拉锚索要求。

选择锚固工程钻机，特硬岩层钻孔采用金刚石钻头或钢粒钻头，一般硬度岩层钻孔采用合金钻头。

钻孔动力为压缩空气。

钻孔精度要求严格，而锚索孔深较大，孔偏斜可能使邻近锚索距离过近或碰撞，还会因为锚孔弯曲而损失预应力，所以钻机定位要准，安装要牢固。

钻进过程中要控制转速，遇到塌孔、缩孔情况时立即停止作业，灌浆处理后再扫孔钻进。

钻至预定深度（超过设计深度0.5m），稳钻3～5min，及时清孔。

成孔后监理验收合格，再进入下一道工序。

一般要求孔位偏差不超过±5cm，偏离设计轴线角度不超过±1°，孔深不小于设计深度+50cm，孔径φ130mm。

锚索一般采用钢绞线制作，为避免破坏材料性能，开料不得使用热切割，也不能通过焊接来连接，应使用砂轮机下料。

锚杆一般采用钢筋制作，下料前应除锈。

锚索安装时，按要求组装挤压头，并抽检挤压质量。

安装挤压套后在承载板后设置螺纹钢筋。

锚索孔口位置须设置架线环，然后就可以将锚索穿入注浆管。

锚索通过人工插入坡面孔口，推送时要稳、准，不得抖动、旋转，遇阻应取出，排除问题后再重新安装。

注浆一般采用纯水泥浆，须严格按工艺要求配制水泥浆，抽查浆液密度来控制水灰比。

如遇富水层，配浆时可加入水玻璃等促凝剂。

注浆时应连续作业，除非遇到故障，否则不得随意停浆。

控制注浆压力在2MPa，至孔口返浆。

一次注浆不满，应在4～5h后补充灌浆。

锚固段有强风化岩层时，应进行二次劈裂灌浆，在原浆体强度达到5MPa后，设置二次注浆孔，采用添加聚丙烯纤维的水泥浆灌浆。

在锚杆、锚索施工的同时，开挖框架梁的沟槽。

土质坡面可通过人工开挖，石质坡面利用风镐开凿。

检查沟槽符合设计要求后，安装和绑扎钢筋，放置混凝土垫块以控制保护层厚度。

然后拼装模板，并在模板内表面涂刷脱模剂。

浇筑混凝土时必须振捣密实。

浇筑后安排专人养生。

当锚索注浆体强度与框架梁强度达到设计强度的80%以上时，可对预应力锚索进行张拉。

清理张拉台座，按照设计荷载20%、50%、75%、100%、110%顺序逐级加载，每级荷载稳定5min，最高荷载稳定15min锁定。

锚固质量验收合格后可进行封锚处理。

补浆管插入锚梁底面下补浆，锚具或锚筋外露部分除油后用混凝土封锚。

3.6 框架梁格内回填、植草绿化
框架梁拆模后，在框格内回填种植土，并植草绿化。

对于部分陡坡，可直接喷射混合草籽的土壤来绿化。

4 结语
为满足线形要求，高速公路常常开挖或穿越山体，形成众多高边坡施工场景。

高边坡施工难度较大，技术较为复杂，不仅要保证边坡自身稳定，还要保障施工人员、机械设备的安全，为此本文介绍了高边坡施工中崩塌（坍塌）、滑坡、泥石流风险，分析了路堤高边坡、路堑高边坡失稳因素，并对施工准备、测量放线、截水沟施工、土石方开挖、锚固结构施工及框架梁格内回填、植草绿化等关键技术进行了阐述。

参考文献：
[1]欧阳龙顺.高速公路高边坡开挖和加固施工要点分析[J].交通世界，2019（23）：67-68.
[2]龙溪.高速公路高边坡开挖和加固施工关键技术[J].珠江水运，2020（9）：60-61.
[3]张云辉.高速公路工程中边坡施工技术的实践探索[J].工程技术研究，2018（13）：253-254.
[4]姬良赟.高边坡施工临时防护技术研究[J].西部交通科技，2018（07）：37-38+48.。