多种边坡处理技术在S211复建公路的应用

多种边坡处理技术在S211复建公路的应用
董之村邓仁杰
（中国水利水电第十四工程局有限公司长河坝项目部）【摘要】S211复建公路为四川省甘孜州长河坝电站枢纽布置区的省道S211公路改线段，是进入藏区的唯一通道，工程作用及社会意义重大，工程区域处于多条断裂带交接部位，各种不同规模的断层、破碎带等不利工程地质现象突出，沿线边坡时有发生崩塌、掉块现象，不仅严重威胁到工程施工的安全，也不利公路完建后的运行安全，工程施工期间，参建单位通过严格方案比选，在做好边坡开挖控制的基础上，针对不同地质类型的路基边坡，从控制开挖及固坡处理两个环节入手，联合采用削、挡、封、锚等多种施工技术，有效保证了公路边坡的稳定及安全。

【关键词】崩坡积体强卸荷体控制开挖固坡组织
1、工程概况
S211复建公路过长河坝电站枢纽面罩段处于鲜水河断裂带、龙门山断裂带和安宁河～小江断裂带所切割的川滇菱形块体、巴颜喀拉块体和四川地块交接部位，区域地质构造背景复杂，断裂带规模宏大，地质构造以断层、小断层、挤压破碎带、节理裂隙（或裂隙密集带）等为特征。

本工程分多标段招标施工，Ⅰ标工程合同范围为K11＋280～K15＋480，其中桩号K11＋280～K13＋761为明线段工程，工程区域地质复杂，典型地质有冲积阶地、崩坡积体及强卸荷体等，各种地质分布情况及路段施工特点见表1。

表1 S211复建公路Ⅰ标明线段工程特征表
董之村（1971—），男，工程师，多年从事水利水电工程施工，有丰富的大型石方明挖施工经验。

2、边坡防护标准及原则
根据有关设计文件要求，本工程的路基边坡防护标准及原则如下：
（1）除填石路基外，一般路基按就地取材的原则，对其边坡采用撒播草籽防护，高边坡段考虑采用浆砌片石方格骨架及拱形骨架护坡防护，骨架内种草籽；
（2）石质挖方边坡，当岩石风化破碎、易掉块碎落影响运行安全时，采用喷浆或挂网喷浆护坡防护；
（3）对路线上以浅挖方式通过稳定滑坡与岩堆地段，或挖方边坡高度虽较矮，但其稳定性较差且无刷坡条件或不利于刷坡的挖方边坡，采用重力式路堑挡土墙支挡加固；
（4）对石质挖方边坡高度大于20m的地段及顺层地段，采用锚固（锚杆、锚筋束、预应力锚杆、预应力锚索等）及喷护方式进行加固，以保证边坡稳定。

3、路基边坡控制开挖方案
（1）崩坡积体边坡控制开挖
崩坡积体的路段分布桩号为K12＋980～K13＋250，延伸长度约270m，坡面灌木丛生，表层主要为碎石土、固结相对较好；深层为砂、碎石或砾石，有架空现象，结构松散。

崩坡积体段为路基半挖半填结构，以路基开挖面为基线分上、下两序作业，采用反铲直接挖装。

施工初期采用先上后下法施工，一序（路基以上部分）采用端进法一次开挖成型后再组织固坡作业，松散的边坡在固坡期间易产生失稳垮塌。

根据开挖揭露情况，现场及时优化调整了施工方案，改用“先路基挡墙施工、后路堑边坡开挖处理”的程序作业，固坡作业与路堑开挖平行推进，形成流水式滚动作业，有效保证了开挖边坡的稳定。

调整后的路基开挖组织方案见图1所示。

图1 崩坡积体段路基调整施工方案示意图
施工程序：①→②→③→④→⑤→⑥
①—第一道钢拦栅防护
②—路基挡墙基础开挖
③—路基挡墙施工
④—路基回填施工
⑤—第二道钢拦栅防护
⑥—路堑边坡开挖
（2）卸荷体边坡控制开挖
受各种自然因素的影响，S211复建公路Ⅰ标段明线路基被切割成多个不连续的公路段，不同路段的岩体卸荷、破碎程度及地形地貌均有较大的差异，对路基开挖作业的组织增加许多困难，现场施工时结合通道、场地等条件采取了不同的控制开挖方案，在保证开挖边坡的稳定安全的同时，也兼顾施工区周边其它不可迁移设施的安全。

①强卸荷边坡控制开挖
对K13＋260～K13＋320段、K13＋470～K13＋510段等卸荷作用强烈、岩体碎裂程度高的路基边坡，根据边坡开挖高度大小，采用一～多台阶法实施钻爆，对不同作业梯段视场地条件、岩层构造特征、裂隙发育程度等分别选择了“短台阶水平开挖”、“小梯段垂直开挖”、“大梯段垂直开挖”等不同方案钻爆，一次钻爆梯段高度5～20m，造孔设备选用了气腿式手风钻、轻型潜孔钻及履带式潜孔钻等，以适应不同场地条件、爆破造孔深度的需要，典型“大梯段垂直开挖”钻爆方案见图2。

图2 强卸荷边坡典型钻爆方案示意图
在强卸荷地质路段实施的爆破方案中，主爆孔按松动爆破或减弱松动爆破原则设计，爆破孔联网方案分单孔起爆及多孔联爆（最多3孔联爆）两种方案，以路基以上20m为分界，除坡面预裂孔外，上部台阶一次爆破总孔数控制在4孔（造孔1～2排），下部台阶的一次爆破总孔数控制在10孔以内（造孔2排），爆破时严格控制单孔及单响装药量，平均炸药单耗控制在0.3kg/m3以内。

②一般卸荷边坡控制开挖
对K12＋015～K12+750段、段K13＋375～K13＋445段、K13＋470～K13＋510段等路段卸荷作用相对较弱，边坡轻度风化、深层部位的岩体完整性较好，主要采用
端进法开挖、垂直钻孔减弱松动爆破。

上部狭窄地带开挖采用手风钻机造孔，按3m 分层进行小梯段钻爆；中下部采用履带式潜孔钻机造孔，10～15m分层进行大梯段（小台阶）钻爆。

在一般卸荷地质路段开挖组织期间，采用小台阶钻爆时，一次爆破总孔数控制在15孔以内，同时严格控制单孔及单响装药量，周边孔光爆控制，主爆孔按定向减弱抛掷爆破控制；采用大台阶钻爆时，一次爆破总孔数控制在4～8孔以内，爆破孔联网按单孔起爆的要求控制，并严格控制单孔装药量，周边孔预裂控制，主爆孔按松动爆破设计，平均炸药单耗控制在0.35kg/m3以内。

4、固坡处理方案
（1）崩坡积体边坡固坡技术
①固坡实施方案
根据施工设计图说明及要求，对于K12+980～K13+250段崩坡积体边坡应采用植草方案进行固坡处理，但在施工初期，开挖形成的边坡自稳情况非常不好，往往是在开挖作业的同时，坡面就已经出现不同程度的垮塌，降雨期间边坡垮塌尤为严重，经有关单位共同研究讨论，最终将固坡结构“路堑挡墙＋锚杆＋钢筋网＋喷混凝土＋排水孔”型式，相关固坡项目的特征施工参数见表2。

表2 崩坡积堆积体段固坡结构特征参数表
②固坡施工组织
本路段边坡开挖高度不大，为最大限度地在保证安全的前提下加快施工进度，崩坡积体段路基固坡作业与开挖施工平行推进，施工组织按10～15m分段作业，每区段内采用3～5m的台阶分层开挖成型，工序控制要求为“立面自上而下、平面由内及外”，沿公路桩号方向分段滚动推进，施工分段的开挖及固坡施工组织程序见图3
所示。

崩坡积体段路基边坡的固坡结构按“自上而下、逐层施作、由浅及深”的程序组织施工，即在施工区段的边坡按设计要求开挖形成，首先进行薄层喷砼封闭坡面，而后挂网复喷至设计厚度，再钻孔安装锚杆，最后施作排水孔，路堑挡墙施工根据现场情况适时安排、分段分层浇筑。

图3 崩坡积体段路基施工组织方案示意图
（2）强卸荷体边坡固坡技术
①固坡实施方案
省道S211复建公路Ⅰ标明线段施工过程中，针对不同卸荷程度及高度的开挖坡面及原始坡面稳定情况，现场实施的固坡方案与设计图方案有较大的调整，分别采用了主动网、钢筋网、锚杆（中空自进式锚杆或砂浆锚杆）、喷砼及预应力锚索等对线内、外的开挖与非开挖边坡进行固坡处理，固坡施工参数见表3。

表3 不同部位边坡固坡方案及特征参数表
②固坡处理施工组织
A、总体施工组织安排
结合工程进度安排及施工安全等考虑，公路沿线边坡的加固处理方案按“先线外后线内”的原则施作，线外部分边坡的加固处理在路段边坡开挖前完成，待其达到设计要求的75%以上强度后，再自上而下沿线推进路基开挖及线内边坡加固处理。

B、线内固坡组织安排
强卸荷边坡：该类边坡的岩体多呈严重破碎、松驰状态，开挖完成后若不加处理，会出现长期持续骨落掉块现象，为防止开挖边坡稳定状况的恶化，坡面开挖形成后严格遵循“先封后锚、由浅及深、逐层加固”的原则进行固坡处理。

一般卸荷边坡：该类边坡的岩体相对成块较好，卸荷裂隙不甚发育，开挖成型后在较短时间内不会有剧烈变形、破坏，结合工程进度要求，现场实施时主要采用“开挖随机加固、全坡先锚后喷”的程序组织固坡施工，局部风化作用强烈的边坡采用“先封后锚、逐层加固”的程序进行固坡处理。

5、小结
S211复建公路Ⅰ标段明线工程全长约2.5km，其中崩坡积体及弱～强卸荷地质段长约1.8km，沿线被地表冲沟等切割成十余段不连续、不同地质地形特征的独立工作段，工程区自然边坡陡峻、地质构造复杂多变，边坡处理难度极高，加之公路段临近长河坝电站枢纽、周边密集布置有各种生活生产设施，一方面给施工带来了诸多不利影响，另一方面也对明线施工的控制与安全保证提出了更高的要求，公路主体之路基工程施工前后历时13个月，在有关单位的配合与协调下，通过施工单位的精心组织与合理安排，圆满达成边坡开挖及处理的安全要求，取得了良好的社会及经济效益。

参考文献：
（1）陆安君等，《复杂环境条件下“高边坡、半壁深挖路堑”控制爆破》，中文会议论文，2005
（2）阎莫明等，《岩土锚固技术的新发展》，2000
（3）朱晗迓，《破碎岩质边坡锚固技术研究》，2005
（4）中国岩土锚固工程协会，《岩土锚固工程技术》，1996。