臨近既有線70m超高石質(zhì)邊坡開挖安全技術實踐

周鵬 李嘯晨

摘 要：本文依托貴州省銅仁市沿河經(jīng)印江（木黃）至松桃高速公路土建TJ-10合同段九江樞紐互通IK0+330～IK0+418.094右側(cè)高邊坡施工，主要介紹了該段高邊坡路基施工面臨的邊坡開挖安全隱患、松銅高速保通等問題，通過合理規(guī)劃施工組織設計、采取安全防護以及松銅高速交通管制等措施，消除了高邊坡施工各項安全隱患，實現(xiàn)了該段邊坡開挖防護施工安全、質(zhì)量、工期等控制目標。取得較為明顯的社會效益，為后續(xù)同類型工程施工積累了經(jīng)驗。

關鍵詞：既有線;高邊坡;開挖;安全;保通

0 引言

隨著我國基礎建設的快速發(fā)展，山區(qū)高速公路日益增多。山區(qū)地質(zhì)地形條件變化較大，以往的邊坡開挖與防護技術在一定程度上不能滿足工程建設需求，特別是一些破碎、穩(wěn)定性差的高陡邊坡，開挖與防護施工難度較大，必須對其進行深入研究，采取有效的施工與安全防護技術，確保高速公路順利修建，確保工程安全。

臨近既有線超高邊坡開挖受地形地勢影響，便道修筑困難，與既有線臨近時開挖工藝受限，開挖過程中會對既有高速行駛車輛造成安全隱患。所以如何結(jié)合現(xiàn)場實際情況，選取科學、合理的安全防護措施及開挖工藝，解決邊坡開挖對既有高速造成的安全隱患等問題，同時實現(xiàn)超高邊坡開挖的安全、質(zhì)量、工期及成本管控目標，是臨近既有線超高邊坡開挖施工中面對的主要問題。

1 工程概況

沿印松高速第十合同段位于貴州省銅仁市松桃縣境內(nèi)，在路線終點設雙T型樞紐互通（九江樞紐互通），與既有S15松銅高速相接，九江樞紐共設8條匝道。其中I匝道IK0+330～IK0+418.094右側(cè)挖方邊坡高71.161 m，距既有松銅高速最小距離6 m。邊坡巖體主要為強風化層，強風化基巖巖體破碎，風化深度達5 m～10 m，質(zhì)軟。共設七級邊坡，六級平臺，其中四級平臺寬4 m，其余平臺寬2 m，臺階高度10 m。一級邊坡坡率為1：0.5，二～七級邊坡坡率為1：0.75。

2 存在問題

IK0+330～IK0+418.094右側(cè)邊坡下方為既有松銅高速，且松銅高速為運營狀態(tài)，車流量較大。該段邊坡的開挖難免引發(fā)部分危石和碎石滾落至既有高速，因此如何避免邊坡開挖對既有松銅高速帶來的安全隱患成為本次施工面臨最直接的安全挑戰(zhàn)。

根據(jù)現(xiàn)場情況，IK0+330～IK0+418.094右側(cè)邊坡開挖存在以下幾個問題需解決。

（1）邊坡開挖過程中存在落石風險。

（2）邊坡開挖過程中，既有松銅高速車輛通行存在安全風險。

（3）邊坡距松銅高速較近，開挖無法采用爆破工藝。

3 施工方案設計

3.1 松銅高速交通導改

九江樞紐施工區(qū)域?qū)摄~高速均為橋梁段，無法對松銅高速單幅全封閉，因此采用渠化車道方式進行松銅高速交通導改。IK0+330～IK0+418.094邊坡施工前，需對松銅高速左線應急車道及1/2行車道封閉，采取單車道通行模式，同時需按規(guī)范要求布設反光錐及警示標志等，見圖3。

3.2 防護棚架設計

IK0+330～IK0+418.094邊坡開挖過程中，可能存在部分危巖、碎石從松銅高速正上方滾落，因此在松銅高速上設計防護棚架防止危巖、碎石滾落至高速。棚架下部結(jié)構(gòu)采用鋼管柱形式，基礎采用預制混凝土基礎，上部結(jié)構(gòu)采用工字鋼配合鋼板的形式，棚架頂面設緩沖網(wǎng)，在行車方向兩側(cè)設踢腳板，見圖4。

3.3 高速側(cè)向防護柵設計

IK0+330～IK0+418.094邊坡開挖過程中，可能存在部分危巖、碎石從松銅高速左線左側(cè)滾落至松銅高速，因此在松銅高速左線1/2行車道位置設計防護柵，用以阻擋滾落危巖及碎石。防護柵采用工字鋼底座及豎梁，滿掛竹膠板，在防護柵內(nèi)側(cè)松銅高速上滿鋪沙袋，見圖5。

3.4 被動防護網(wǎng)設計

IK0+330～IK0+418.094邊坡每級邊坡開挖前在下一級邊坡頂安裝被動防護網(wǎng)，作為臨時防護措施，防止開挖過程中滾石落至松銅高速，被動防護網(wǎng)重復使用。

4 施工過程控制

4.1 松銅高速交通導改

4.1.1 導改原則

松銅高速交通導改施工期間不中斷交通，保證松銅高速正常通行。對松銅高速交通的影響程度降低至最低、時間減少到最短。工程大部分安排在白天施工，關鍵工序安排在夜間車流量較小的時段進行。在施工路段區(qū)域的主要交通節(jié)點處，設置告示及警示標志，合理分流，做到交通流均衡分布，一方面提高周圍路網(wǎng)的通行能力，另一方面盡量減少對周邊路網(wǎng)的交通壓力。同時在施工區(qū)域布設對應的道路交通安全管理設施，保障交通暢通和順利實施施工作業(yè)。

4.1.2 方案審批

涉松銅高速專項施工方案除了按正常程序完成參建單位內(nèi)部審批外，必須同時經(jīng)貴州省高速公路管理局、銅仁高速公路管理處、貴州松銅高速公路有限公司（松銅高速運營單位）、松桃交警、松銅路政等單位審批并報備相關資料。

4.1.3 交通導改

按照相關部門要求，提前做好道路交通信息發(fā)布工作，確保所有交通組織工作到位后，再開始施工。在涉松銅高速公路段施工前7天，經(jīng)交通主管部門審批后，在松桃縣的相關收費站入口處設立交通管制路段指示圖，及限高限寬提示牌;在高德、百度、騰訊和北斗等地圖上發(fā)布道路施工信息;通過廣播、電臺、電視、網(wǎng)站和論壇等渠道發(fā)布道路施工信息;提醒過往車輛注意施工時段，避免造成交通阻塞。

交通組織所需用的標志標牌、隔離設施、上路車輛等提前做好充分準備，按照國家標準《道路交通標志標線》（GB-5768-2017）設置標志牌，參照道路交通標志和標線第4部分：作業(yè)區(qū)（GB-5768.4-2017）進行導改標識安裝。對上路人員進行上路安全注意事項培訓，并經(jīng)考核合格后上路。交通協(xié)管員和安全員需經(jīng)專業(yè)培訓后，并穿戴統(tǒng)一的反光背心上崗，配合交警進行現(xiàn)場指揮、疏導交通。安全區(qū)域內(nèi)設立巡視員，保證標志設置完好齊全。交通協(xié)管員負責協(xié)助交警指揮車輛，疏導交通。安全員對整個施工現(xiàn)場進行巡視檢查，排查現(xiàn)場存在隱患并及時處理。

4.2 防護棚架搭設施工

4.2.1 防護棚架基礎施工

（1）由測量人員按照防護棚架設計圖對基礎進行放樣，基礎中心線允許偏差不得超過5 cm。棚架基礎底部應置于橋面上。

（2）根據(jù)放樣點位將提前預制好的混凝土基礎塊吊裝至對應位置，預制塊頂提前預埋鋼板。

4.2.2 防護棚架下部結(jié)構(gòu)施工

（1）鋼管型號為φ300×8 mm，鋼管立柱長度要與設計一致，如需切割，切割面必須打磨平整。

（2）法蘭盤與鋼管立柱結(jié)合部位采用滿焊，焊縫厚度不小于8 mm。

（3）鋼管立柱安裝時必須保證豎直，立柱法蘭盤通過錨固螺栓連接牢固，確保法蘭盤緊貼立柱基礎頂面。

（4）相鄰兩根鋼管立柱通過兩根水平及斜向槽鋼焊接在一起，焊縫厚度不小于8 mm，以確保鋼管立柱及防護棚架整體穩(wěn)定性。

4.2.3 防護棚架上部結(jié)構(gòu)施工

（1）首先鋪設I40 c工字鋼，作為橫向分配梁，再與鋼管立柱頂部法蘭盤周邊滿焊連接。

（2）縱向分配梁采用I14 b工字鋼，置于橫向分配梁上。

（3）待縱向分配梁全部安裝就位后，縱向分配梁兩側(cè)與橫向分配梁焊接形成整體，確?？v向分配梁整體穩(wěn)定性，其上滿鋪5 mm厚鋼板，鋼板間采取滿焊，鋼板與縱向分配梁焊縫長度不小于2 cm。

（4）在防護棚架面板行車方向兩側(cè)設置踢腳板，兼顧攔水的作用，高度不小于180 mm，采用10 mm厚鋼板立焊于防護棚架面板上，焊接采用滿焊。

4.2.4 警示標志安裝

在來車方向防護棚架左右側(cè)立柱及頂板側(cè)面滿貼反光標志，同時安裝燈帶及限高提醒標志。

4.3 側(cè)向防護柵施工

4.3.1 防護柵加工

防護柵單個立架在鋼筋加工場集中加工，立架豎桿采用I14 b工字鋼，底撐采用I12 b工字鋼，斜撐采用I12 b工字鋼，立桿、底撐、斜撐焊接為一個整體，立桿上均安裝反光裝置，加工完成后運輸至施工現(xiàn)場。

4.3.2 防護柵安裝

（1）施工現(xiàn)場采用吊車吊裝立架，按間距1.5 m布置，現(xiàn)場焊接橫桿，橫桿采用I12 b工字鋼，間距1 m，相鄰兩底撐用φ16螺紋鋼焊接，連接成整體，確保防護柵穩(wěn)定性。

（2）防護柵架體完成后，在側(cè)面安裝竹跳板，使用鐵絲將竹跳板與架體綁扎連接。

（3）在防護柵內(nèi)側(cè)鋪設四層沙袋，底層滿鋪，上層沙袋橫橋向鋪設寬度按0.75 m遞減，一方面起到落石緩沖作用，另一方面集中沙袋重力作用于底撐，增強防護柵自重反力。

4.4 被動防護網(wǎng)施工

（1）施工順序：錨桿、鋼柱基礎定位→鉆鑿地腳螺栓錨孔→安裝基座及錨桿→安裝、調(diào)試鋼柱及拉錨繩→張掛雙絞六邊形網(wǎng)→張掛、連接環(huán)形網(wǎng)→安裝、調(diào)試支撐繩。

（2）錨桿水泥砂漿從孔底反壓注漿，保證注漿密實飽滿。

（3）被動防護網(wǎng)布置沿等高線走向，以能最大程度攔截落石為原則。鋼柱基座放樣時，各鋼柱基座位置盡可能設在同一等高線上，相鄰鋼柱基座間高差控制在0.5 m內(nèi)。

（4）上下支撐繩減壓環(huán)安裝，減壓環(huán)距鋼柱距離不小于1.5 m，2 m為宜。

（5）低凹地面之間空洞最低點與下支撐繩相距大于30 cm，使用菱形網(wǎng)加雙絞六邊形網(wǎng)填補;相距小于30 cm，使用鋼絲繩加雙絞六邊形網(wǎng)填補。

（6）雙絞六邊形網(wǎng)鋪掛在環(huán)形網(wǎng)的內(nèi)側(cè)，應疊蓋環(huán)形網(wǎng)并向外折疊15 cm;用扎絲將雙絞六邊形網(wǎng)固定到環(huán)形網(wǎng)上，每平方米固定不少于4處;每張雙絞六邊形網(wǎng)連接處應疊蓋5 cm。

5 總結(jié)

九江樞紐互通I匝道IK0+330～IK0+418.094右側(cè)臨近既有線70 m超高邊坡作為本項目重點、難點工程，項目高度重視，多次請教各級領導和專家，集思廣益，采取了既有線交通導改、設置防護棚架、側(cè)向防護柵、被動防護網(wǎng)等措施，成功的消除了邊坡開挖過程中的安全隱患，同時確保了既有線松銅高速的正常通行，保證了項目工期計劃，得到了上級單位的認可。為今后同類工程施工積累了寶貴經(jīng)驗。

參考文獻：

[1]《道路交通標志標線第4部分：作業(yè)區(qū)》（GB-5768.4-2017）.中華人名共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局、中國國家標準化管理委員會，2017年.

[2]中交一公局公路勘察設計院有限公司.《銅仁市沿河經(jīng)印江（木黃）至松桃高速公路兩階段施工設計》，2018年.