高速公路土質(zhì)滲水邊坡防護及施工

李蓉

山西交通控股集團有限公司太原高速公路分公司 山西太原 030001

在我國部分地區(qū)，特別是南方地區(qū)，經(jīng)常會出現(xiàn)下雨天氣，雨水比較豐富，再加上森林植被生長情況比較茂密，進而產(chǎn)生十分豐富的地下水。在對高速公路工程進行施工過程中，由于相關(guān)單位沒有妥善處理高速公路土質(zhì)邊坡滲水邊坡，造成高速公路邊坡出現(xiàn)垮塌現(xiàn)象，對高速公路行車的安全性與施工質(zhì)量造成極大的影響，縮短高速公路工程的使用壽命，所以施工單位一定要高度重視高速公路土質(zhì)滲水邊坡的防護與施工。本文以某一高速公路工程為例，對高速公路土質(zhì)滲水邊坡防護及施工進行深入研究。該高速公路工程的土質(zhì)滲水邊坡主要選用植草綠化、拱形骨架護坡、支撐滲溝、盲溝、截水溝等防護措施，針對高速公路邊坡表層的地下水，主要選用支撐滲溝將其予以排出，通過利用盲溝來實現(xiàn)對坡腳地下水位的降低，以有效保證高速公路滲水邊坡的穩(wěn)定性。本工程通過選用以上提及的邊坡防護措施，現(xiàn)已經(jīng)歷了本地區(qū)強降雨的多次考驗，充分表明該土質(zhì)滲水邊坡防護措施是可行與實用的，能夠為其他類似多雨地區(qū)的高速公路工程土質(zhì)滲水邊坡設(shè)計及施工提供一些參考，具有重要意義。

1 項目背景

此高速公路工程項目的全線長度是30.15km，起訖樁號是K28+326--K58+476，采用的是雙向四車道，設(shè)計的行車速度是100km/h。項目沿線以山地地貌為主，其中大部分是低山，地貌表現(xiàn)為斷層構(gòu)造單面山，而溝谷較為發(fā)育，呈現(xiàn)為V字型，同時植被比較發(fā)育，常年流水。項目現(xiàn)場環(huán)境氣溫相對偏低，夏季雨量比較多。此邊坡處在高速公路K36+226--K38+015段的挖方路基左側(cè)，其上方的山地比較大，植被較為茂盛，地下水系尤為豐富，所以就造成了邊坡存在少量滲水現(xiàn)象。為了能夠增強高速公路邊坡結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，就需要徹底解決邊坡滲水現(xiàn)象。綜合分析項目現(xiàn)場地質(zhì)條件與施工情況，最后確定選擇“截水溝”+“盲溝”+“蓋板邊溝”+“支撐滲溝”+“拱形骨架護坡”+“植草綠化”的綜合防護方式。

2 邊坡防護施工技術(shù)

2.1 截水溝施工

考慮到此項目中邊坡地面較為平緩，以測放的方式精準確定開挖線，然后實施地面清表處理。與此同時，按照規(guī)定開挖路塹頂截水溝，然后以漿砌片石為材料進行砌筑。此高速公路沿線具有豐富的石材，所以石料選擇的是花崗巖（其特點是質(zhì)地堅硬），而在使用前必須將其表面雜物等清理干凈。采用的砂漿等級是M7.5，通過機械設(shè)施實施拌和制作，以確保其強度級別符合設(shè)計要求，同時需要嚴格貫徹隨拌隨用的基本原則，拌制而成的砂漿需要在3h之內(nèi)用完，若是施工階段溫度超過了30℃，則要2h內(nèi)用完[1]。此外，砌體選擇的是坐漿法分層與分段澆筑，其中分段建立在伸縮縫部位，以10m至15m為間隔距離設(shè)置一道伸縮縫。在施工結(jié)束之后，需要按照規(guī)定要求進行養(yǎng)護處理，以提升截水溝施工質(zhì)量。

2.2 支撐滲溝施工

支撐滲溝需要在邊坡開挖階段同步進行測放、開挖，也就是邊坡開挖2m后，就應及時進行支撐滲溝測放，根據(jù)設(shè)計尺寸要求開挖，以2個拱形骨架護坡中的拱圈為間隔距離設(shè)置支撐滲溝，詳細位置需要參考項目現(xiàn)場邊坡滲水點情況進行合理調(diào)整。在邊坡開挖一級之后，必須及時組織開始支撐滲溝施工。采用人工方式實施基坑修整與浮土雜物等的清理工作，以使溝底臺階、坡度達成設(shè)計規(guī)定要求，其中溝底選擇M7.5漿砌片石鋪筑（厚度是30cm），而且砌體應確保滿漿滿縫，尤其是臺階連接位置務必緊密砌筑，以免溝底發(fā)生漏水現(xiàn)象。支撐滲溝排水層選擇的填充料是干砌片石，而且在排水層和溝壁土體間建立反濾層（其采用的材料是砂礫石與卵礫石），每層厚度控制是15cm[2]。此外，支撐滲溝頂板砌筑選擇的材料是M7.5漿砌片石（厚度是30cm），頂板需要保證封閉密實，以免地表水進入到溝內(nèi)。其中，支撐滲溝施工圖斷面圖，如圖1所示。

2.3 拱形骨架護坡施工

此項目邊坡防護的核心結(jié)構(gòu)為“拱形骨架護坡”+“支撐滲溝”，通過拱形骨架把邊坡水流進行集中或是分流排出，以免邊坡受到雨水直接沖刷而影響其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。具體施工階段，施工順序是先支撐滲溝后拱形骨架邊坡施工。其中拱形骨架護坡應嚴格貫徹“開挖”與“防護”同步進行的基本原則。在邊坡開挖后需要安排人員清理坡面，接著以人工方式開挖拱形骨架基槽，其中開挖深度是垂直坡面之下的25cm。針對拱圈圓弧位置的基槽開挖，應選擇小型工具開挖，以確保此部分的自然性與平滑性。與此同時，拱形骨架的凈寬度是3.02m，嵌入路塹邊坡的深度控制為25cm。在拱柱泄水槽的兩側(cè)與拱圈的頂部實施磚（其規(guī)格是240mm×115mm×53mm），且磚比骨架平面高約5cm，嵌入骨架之內(nèi)約16cm，從磚頂和兩側(cè)涂抹M7.5砂漿（其厚度是2cm）[3]。以10cm至15m為間隔距離設(shè)置一道伸縮縫（寬度控制為2cm），然后在縫內(nèi)填充瀝青麻筋。

2.4 盲溝施工

在盲溝施工之前，必須結(jié)合天氣預報做好施工規(guī)劃，保證盲溝開挖后2d之內(nèi)無降雨現(xiàn)象，以免坡腳懸空而發(fā)生失穩(wěn)問題。綜合分析項目施工要求及能力等要素，可以采用分段施工模式?？紤]到盲溝處在蓋板邊溝的底部，所以盲溝基坑開挖之前需要完成蓋板邊基坑開挖?；娱_挖之前必須認真完成各項材料準備工作。為了能夠使路基寬度和蓋板邊溝線符合設(shè)計要求，需要精準測放蓋板邊溝先與開挖邊線，然后標記下挖深度，選擇中型挖掘機實施蓋板邊溝基坑開挖，同時測放盲溝中線與邊線，選擇小型挖掘機進行盲溝基坑開挖，確保其符合設(shè)計標高要求。而盲溝基坑開挖結(jié)束之后，以人工方式清理基坑內(nèi)的浮土等雜物，接著實施基底混凝土澆筑。此項目中盲溝基底澆筑選擇的是C25混凝土，確定的澆筑厚度是10cm。當盲溝基底混凝土的強度級別≥2.5MPa，就可以鋪設(shè)一層無紡土工布以及鋼纖維水泥滲濾排水管，其中排水管的布設(shè)必須保證線形順直，禁止發(fā)生斷開現(xiàn)象?？紤]到此項目沿線石料較為豐富，所以選擇碎石進行濾層填充，主要通過“小型鏟車”+“人工”的施工方式。在濾層施工結(jié)束之后需要立即采用無紡土工布進行封閉處理，然后澆筑蓋板邊溝基礎(chǔ)混凝土。其中盲溝施工詳見圖2。

圖2 盲溝施工斷面

2.5 蓋板邊溝施工

此項目中蓋板邊溝基礎(chǔ)澆筑選擇的是C20混凝土，厚度控制是30cm。具體施工時應選擇插入式振搗棒（型號是ZN30）進行密實振搗，確定的插棒間隔距離是30cm至50cm，插棒與模板的距離控制在5cm至10cm之間，振搗原則是快插慢拔，振搗時間一般是混凝土表面無明顯的氣泡上浮現(xiàn)象。而拆模之后應重視成品棱角保護，以免發(fā)生崩裂破損現(xiàn)象，選擇土工布將溝體進行覆蓋，然后實施灑水養(yǎng)護，保證養(yǎng)護時間≥7d。保證基礎(chǔ)混凝土的強度級別≥2.5MPa，才能夠按照要求實施溝身與臺帽模板施工，同時立模板前需要完成基礎(chǔ)與溝身之間接觸部位的鑿毛處理[4]。模板選擇的是木模板（其厚度是20mm），從模板的表面均勻涂抹一層脫模劑，以便于后續(xù)脫模施工。溝身澆筑選擇的是C20混凝土，臺帽澆筑選擇的是C25混凝土，采用分層澆筑施工方式，各層厚度控制為30cm至50cm，選擇插入式振搗棒（其型號是ZN30）進行密實振搗，以提升混凝土澆筑質(zhì)量。澆筑施工符合臺帽底部設(shè)計規(guī)定標高要求，且大約2h至4h之后采用C25混凝土實施臺帽澆筑施工，其中采用人工方式修筑臺帽頂斜角。此外，蓋板邊溝的拆模、養(yǎng)護與基礎(chǔ)澆筑基本一致。蓋板邊溝施工中模板安裝允許偏差詳見表1所示。

表1 模板安裝允許偏差

2.6 植草綠化施工

此項目中邊坡屬于兩級邊坡，最大高度處于15m之內(nèi)，所以邊坡防護施工后需要進行坡面綠化?？紤]到邊坡是土質(zhì)邊坡，而且坡面比較整齊，因此從拱形骨架中以噴射綠化植草機的方式進行機械綠化。結(jié)合項目現(xiàn)場地質(zhì)與氣候條件，采用的綠化草種主要包含了暖季型、直根型以及觀賞型等相關(guān)植物種子。土壤采用的是清表處理過程中剝離的種植土，將噴播種植厚度控制在10cm以上。而噴射結(jié)束之后，緊接著就要蓋上無紡布，以及實施噴霧養(yǎng)護，從而提升種子發(fā)芽率與成活率，保證植草綠化施工效果[5-7]。

3 結(jié)語

本文以實際高速公路工程項目為例，從截水溝施工、支撐滲溝施工、拱形骨架護坡施工、盲溝施工與蓋板邊溝施工等方面綜合分析了土質(zhì)滲水邊坡防護施工技術(shù)。實踐表明，通過綜合采用不同類型的邊坡防護施工技術(shù)，顯著提升了高速公路土質(zhì)滲水邊坡結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性，并為類似項目施工提供了參考與借鑒。