論某高速公路路基開挖高邊坡機(jī)械破碎成型施工技術(shù)

摘要 文章依托某高速公路建設(shè)項(xiàng)目，對(duì)高速公路路基開挖高邊坡機(jī)械破碎成型施工技術(shù)進(jìn)行研究。對(duì)該工程高邊坡開挖施工所用機(jī)械破碎開挖技術(shù)原理及開挖施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行分析，提出了相關(guān)破碎石方削坡開挖方法和施工質(zhì)量控制措施。實(shí)踐證明，該技術(shù)可有效改善以爆破施工為主要破碎手段的傳統(tǒng)方案的不足，為同類工程施工提供參考。

關(guān)鍵詞 高速公路;高邊坡開挖;機(jī)械破碎成型

中圖分類號(hào) U416.14 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2022）12-0123-03

收稿日期：2022-04-25

作者簡(jiǎn)介：王倫林（1985—），男，本科，助理工程師，研究方向：路基、橋梁工程施工管理。

0 引言

路基邊坡開挖施工階段，常因工期要求、現(xiàn)場(chǎng)工況、安全管理等因素的影響，需要針對(duì)性地采用適宜的邊坡成型方案。實(shí)踐證明高邊坡機(jī)械破碎成型技術(shù)，其施工效率、質(zhì)量控制、安全可靠性效果顯著[1-2]。文章對(duì)高速公路路基開挖高邊坡機(jī)械破碎成型施工技術(shù)進(jìn)行分析，具有重要的工程實(shí)踐意義。

1 工程概況

某高速公路建設(shè)項(xiàng)目，全線18.8 km路基施工，須確?，F(xiàn)有高速公路的正常交通，牽涉面廣，安全管理難度大。高邊坡主要分布于K14+300-K14+420路段左側(cè)，總長(zhǎng)為120 m，設(shè)有6級(jí)邊坡。機(jī)械破碎開挖技術(shù)已成功應(yīng)用于此項(xiàng)目，取得良好效果。

2 施工技術(shù)原理

路塹邊坡開挖采用機(jī)械破碎法，在液壓破碎錘的作用下，巖礦塊料克服其內(nèi)聚力發(fā)生彈性形變和塑性形變使之分層破碎、縮小巖礦的粒度，使大塊物料控制性破碎分解，破碎至設(shè)計(jì)坡面，達(dá)到便于挖機(jī)修整邊坡坡面和挖掘機(jī)配合清除石方運(yùn)輸?shù)哪康腫3]。具體施工技術(shù)流程見圖1。

3 施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 開挖準(zhǔn)備

（1）邊坡放線：在邊坡開挖前進(jìn)行放線，每10～

20 m設(shè)置一個(gè)樁位并散白灰線，在開挖過(guò)程中和開挖后進(jìn)行測(cè)量防止超挖和挖錯(cuò)位置。

（2）修筑運(yùn)輸便道：開挖時(shí)挖機(jī)先修出一條便道上坡頂，便道開挖完成后及時(shí)清理場(chǎng)地[4]。

（3）邊坡清理：結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)工況和設(shè)計(jì)圖紙，合理制定邊坡清理方案，確保設(shè)計(jì)開挖開口線以外阻礙物體全部被清理出施工現(xiàn)場(chǎng)。

（4）修筑截水溝：截水溝開挖應(yīng)從下游向上游依次進(jìn)行;在通過(guò)地面坑凹處時(shí)，應(yīng)根據(jù)凹陷深度、凹陷寬度等，合理制定填平夯實(shí)方案;截水溝修筑后，應(yīng)采取有效的防滲處理措施，確保水流通暢，避免出現(xiàn)滲漏、積水等現(xiàn)象。

（5）臨時(shí)安全防護(hù)：為保證路肩和原路邊坡位置處土體穩(wěn)定性，在原路土路肩內(nèi)靠近硬路肩位置處和邊坡平臺(tái)距外邊緣50 cm位置處，分別設(shè)置高3.5 m、4.5 m的20A型工字鋼圍擋，為進(jìn)一步提高邊坡平臺(tái)處土體穩(wěn)定性，同時(shí)在內(nèi)側(cè)鋪掛鋼絲防護(hù)網(wǎng)。

3.2 破碎石方削坡開挖

3.2.1 石方開挖方法

（1）開挖遵循“逐級(jí)開挖、逐級(jí)修坡、逐級(jí)支護(hù)、逐級(jí)綠化”的原則，開挖分區(qū)分層進(jìn)行，每層開挖深度控制在1.5～2 m。

（2）邊坡石方開挖采用機(jī)械破碎施工，采用鉤機(jī)或炮機(jī)松動(dòng)后，直接用挖機(jī)裝車外運(yùn)。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)工況，采用紅油漆畫圈布點(diǎn)，再按照點(diǎn)位布設(shè)情況，利用破碎錘的沖擊作用，將邊坡石方破碎。

（3）根據(jù)工程特點(diǎn)，邊坡開挖采用分層縱挖法，高邊坡石方分區(qū)分層開挖示意圖見圖2。

（4）在同一開挖層面實(shí)施邊坡開挖施工時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行土方開挖作業(yè)，依次進(jìn)行土方開挖、石方開挖和邊坡修整施工，使開挖面同步下降，開挖土料翻落至施工平臺(tái)直接裝車[5]。

（5）石方破碎施工期間，破碎錘應(yīng)與挖機(jī)協(xié)調(diào)施工，以及時(shí)清除破碎處理后的碎石，并采用自卸車運(yùn)至指定地點(diǎn)。

3.2.2 石方邊坡開挖控制要點(diǎn)

（1）邊坡開挖施工前，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)工況和施工設(shè)計(jì)圖紙制定合理的施工方案和質(zhì)量控制措施，嚴(yán)禁超、欠挖，避免出現(xiàn)邊坡失穩(wěn)或倒坡。

（2）邊坡開挖后，應(yīng)及時(shí)清理坡面，避免后續(xù)施工期間因天氣或施工擾動(dòng)，從而形成危石、土方松動(dòng)等安全隱患。

（3）開挖施工期間，嚴(yán)禁開挖工作面上、下交叉作業(yè)，避免滾石、倒坡等造成施工安全隱患。

（4）臺(tái)階開挖時(shí)，可在施工臺(tái)階上預(yù)留一定坡度，以提高臺(tái)階排水性能，減少降水對(duì)臺(tái)階的不利影響[6]。

（5）嚴(yán)格遵循逐層開挖，逐層支護(hù)的開挖原則，及時(shí)進(jìn)行開挖面的支護(hù)處理，以防日曬雨淋、沖蝕等。

（6）做好開挖和支護(hù)作業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)協(xié)調(diào)，避免下層開挖影響上層支護(hù)。

3.3 邊坡整修及防護(hù)綠化

（1）根據(jù)邊坡設(shè)計(jì)方案中的邊坡坡比數(shù)據(jù)，提前制作一個(gè)相同坡比的角尺，削坡時(shí)每隔3 m高差，進(jìn)行一次檢查整修，以防止偏離設(shè)計(jì)開挖線。

（2）路塹邊坡防護(hù)遵循“分級(jí)開挖、分級(jí)刷坡、分級(jí)防護(hù)、分級(jí)綠化”的循環(huán)施工原則，該項(xiàng)目工程防護(hù)及綠化后效果見圖3。

4 材料與設(shè)備

（1）所需材料情況見表1。

（2）所需設(shè)備情況見表2。

5 質(zhì)量、安全控制主要措施

（1）構(gòu)建完善的質(zhì)量管理制度，制定行之有效的質(zhì)量監(jiān)督措施，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān);開工前，按照施工要求對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工人員進(jìn)行詳細(xì)的安全、技術(shù)交底;加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)的管理，嚴(yán)格按照工序要求和設(shè)計(jì)方案施工，做好過(guò)程控制，確保施工現(xiàn)場(chǎng)規(guī)范、干凈、整齊。

（2）邊坡開挖期間應(yīng)準(zhǔn)確測(cè)定埋設(shè)邊線樁坡度，及時(shí)根據(jù)測(cè)定坡度刷邊坡;在整個(gè)施工期間，應(yīng)確保施工現(xiàn)場(chǎng)排水通暢性，避免因降水、積水等環(huán)境水害造成路基侵泡[7]。

（3）安全生產(chǎn)負(fù)責(zé)人應(yīng)做好各項(xiàng)監(jiān)督檢查工作，確保安全生產(chǎn)制度落實(shí)落地，同時(shí)嚴(yán)格遵守驗(yàn)收、重大事項(xiàng)報(bào)告等各項(xiàng)規(guī)章制度;施工現(xiàn)場(chǎng)配專職安全員，專責(zé)做好安全監(jiān)督工作，安全員應(yīng)履職盡責(zé)，于一線了解現(xiàn)場(chǎng)施工情況，一旦發(fā)現(xiàn)存在安全問(wèn)題應(yīng)及時(shí)上報(bào)和解決;現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)生產(chǎn)的管理人員要協(xié)調(diào)技術(shù)員、安全員、施工員及相應(yīng)班組仔細(xì)檢查安全網(wǎng)、腳手架、施工機(jī)械等，經(jīng)檢查合格后方可開展施工活動(dòng)。

（4）成立安全管控小組。在項(xiàng)目?jī)?nèi)成立專職安全管理工作的小組，各管理部門、各管理人員肩負(fù)管理范圍內(nèi)的安全管理“一崗雙責(zé)”，構(gòu)建“大安全”工作格局。同時(shí)，全面提升項(xiàng)目管理人員安全意識(shí)，多措并舉提升安全管理水平，實(shí)現(xiàn)齊抓共管安全的工作局面;做好三級(jí)安全教育[8]。目前一些項(xiàng)目三級(jí)安全教育流于形式，針對(duì)性不強(qiáng)，效果不佳。因此，該項(xiàng)目應(yīng)加強(qiáng)三級(jí)安全教育，根據(jù)各工序、各工種的不同，差異化開展安全教育，提升安全教育的針對(duì)性、實(shí)效性，凸顯安全教育效果;加強(qiáng)安全培訓(xùn)，因一些專職安全管理人員，受限于工作經(jīng)歷，對(duì)項(xiàng)目安全風(fēng)險(xiǎn)源辨識(shí)不足，風(fēng)險(xiǎn)源動(dòng)態(tài)管理不佳。后續(xù)工作中，應(yīng)強(qiáng)化培訓(xùn)工作，提升項(xiàng)目管理人員的安全理念，樹立安全就是效益的思想，根據(jù)項(xiàng)目生產(chǎn)活動(dòng)實(shí)際，動(dòng)態(tài)管理風(fēng)險(xiǎn)源[9]。

（5）強(qiáng)化制度執(zhí)行。根據(jù)項(xiàng)目施工特點(diǎn)，制定并持續(xù)完善安全生產(chǎn)管理制度，強(qiáng)化制度執(zhí)行力，提升制度執(zhí)行的剛性，將安全生產(chǎn)管理制度落實(shí)落地，凸顯制度權(quán)威，提升制度思維，確保生產(chǎn)施工中按章操作，有效規(guī)避各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)。

6 經(jīng)濟(jì)效益分析

（1）經(jīng)濟(jì)效益分析：采用機(jī)械破碎石與爆破工藝施工成本比較如表3、表4。

（2）經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)：通過(guò)以上單價(jià)表，可以看出采用破碎機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)爆破法進(jìn)行石方開挖，在保證施工質(zhì)量的前提下，施工直接單價(jià)有所增加，但考慮到改擴(kuò)建項(xiàng)目需邊通車邊施工的特性，可避免因施工爆破引起的飛石影響行車導(dǎo)致安全成本增加，綜合施工成本相應(yīng)總體降低[10]。

7 結(jié)論

（1）質(zhì)量可靠：施工時(shí)可根據(jù)邊坡開挖面進(jìn)行控制性破碎，能有效地避免超挖、少挖等現(xiàn)象，且最大限度保證邊坡的穩(wěn)定性。

（2）安全環(huán)保：采用液壓錘式破碎機(jī)機(jī)械破碎，可提高施工的安全性，巖石破碎基本上不產(chǎn)生飛石，符合安全環(huán)保的規(guī)范要求。

（3）便捷高效、節(jié)約成本：機(jī)械破碎施工特別是開挖的斷面工程量大時(shí)，每天可多個(gè)斷面同時(shí)配備多臺(tái)破碎機(jī)配合挖機(jī)連續(xù)進(jìn)行聯(lián)合作業(yè)，可顯著提升施工效率，大幅縮短施工工期，降低綜合施工成本，節(jié)約管理費(fèi)用。

（4）簡(jiǎn)化工序，周期短、效果好：較常規(guī)爆破方法施工，破碎效果更符施工規(guī)范要求，機(jī)械破碎分解后可直接裝運(yùn);相比爆破施工先將破裂面預(yù)裂，再將較大塊巖石分解與坡面整修，解決了爆破前期的鉆孔、后期整修工作量大等工序造成施工周期長(zhǎng)的問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)

[1]段紹如. 公路工程高邊坡機(jī)械破碎成型施工技術(shù)要點(diǎn)[J]. 智能城市， 2021（10）： 157-158.

[2]雷澤明. 公路工程高邊坡機(jī)械破碎成型施工的技術(shù)要點(diǎn)[J]. 四川建材， 2020（12）： 129-130.

[3]彭軍. 多邊介條件下爆破技術(shù)在工程石方開挖中的應(yīng)用[J]. 中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品， 2012（8）： 72.

[4]閆大洋， 胡坤倫， 胡鑫， 等. 礦區(qū)路基石方開挖控制爆破技術(shù)[J]. 現(xiàn)代礦業(yè)， 2014（5）： 177-178+199.

[5]王順， 王小升. 700 m級(jí)高陡邊坡及堆積體開挖與錨固施工技術(shù)[C]//. 水利水電工程建設(shè)與運(yùn)行管理技術(shù)新進(jìn)展——中國(guó)大壩工程學(xué)會(huì)2016學(xué)術(shù)年會(huì)論文集， 2016： 686-692.

[6]陳振華， 楊人河， 徐孝模， 等.? 厚坡殘積土的高陡邊坡和全風(fēng)化層調(diào)壓井開挖的簡(jiǎn)易安全分析[C]//. 2012年度碾壓混凝土筑壩技術(shù)交流研討會(huì)論文集， 2012： 340-344.

[7]璩社群， 史傳利， 呂志棟. 論水利水電工程山區(qū)巖質(zhì)高陡邊坡穩(wěn)定性與錨固技術(shù)[C]//. 2020年9月建筑科技與管理學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集， 2020： 38-40.

[8]方美平， 董梅， Rafig Azzam. 基于高頻高精監(jiān)測(cè)技術(shù)的施工期高速公路高陡邊坡安全防控技術(shù)研究[C]//. 2020年工業(yè)建筑學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集（下冊(cè)）， 2020： 1757-1763.

[9]王波， 閆文博， 文臣. 高邊坡快速開挖支護(hù)施工技術(shù)在金寨抽水蓄能電站的應(yīng)用[C]//. 土石壩技術(shù)2018年論文集， 2019： 106-115.

[10]馬科研， 夏友輝， 楊碧輝， 等. 山嶺重丘區(qū)陡峭高邊坡坍塌處治研究及應(yīng)用[C]//. 2021年全國(guó)土木工程施工技術(shù)交流會(huì)論文集（中冊(cè)）， 2021： 176-178.