基于黃土路基構(gòu)建下的深挖路塹工藝探索

由維健

中鐵建大橋工程局集團(tuán)西北工程有限公司 寧夏 銀川 750000

引言

新建銀川至昆明高速公路工程G85銀昆高速LJ07-2合同段，由黃土山丘梁峁組成，地勢(shì)較高，相對(duì)高差較大，山巒層疊，溝壑縱橫，地勢(shì)起伏大，沖溝強(qiáng)烈發(fā)育，地形破碎，植被覆蓋率低，水土流失嚴(yán)重，侵蝕溝多深而窄，大面積為第四系上更新統(tǒng)風(fēng)積黃土覆蓋。K112+172-K112+559左側(cè)高邊坡長(zhǎng)度387m，最大邊坡高度69.21m（K112+349），最多邊坡級(jí)數(shù)為9級(jí)，為解決開挖沖溝溝坡滑塌、河谷岸坡崩塌及沖溝階地前緣崩塌的施工難題，在本次路基工程的施工中采用了深挖路塹工藝。

1 基于黃土路基構(gòu)建下的深挖路塹工藝原則分析

在黃土路基條件下應(yīng)用深挖路塹工藝進(jìn)行邊坡開挖施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照“先排水，后開挖，自上而下，分級(jí)開挖、分級(jí)防護(hù)”原則，開挖與防護(hù)應(yīng)同步進(jìn)行，在完成上一級(jí)的開挖以及防護(hù)施工后才能開挖下一級(jí)[1]。同時(shí)，在開挖施工過程中還應(yīng)采取橫向分區(qū)以及分層開挖方式，在每層開挖施工時(shí)均應(yīng)從中間部位處開始挖方，再逐步向兩側(cè)推進(jìn)，以確保施工安全以及此邊坡的穩(wěn)定性。開挖前，應(yīng)在塹頂設(shè)置截水溝，避免路塹上方區(qū)域的邊坡坡面受到?jīng)_刷。在完成各級(jí)邊坡開挖施工后，應(yīng)及時(shí)施作邊坡防護(hù)結(jié)構(gòu)和平臺(tái)排水溝等配套設(shè)施，且排水溝兩端均應(yīng)與路塹截水溝相連，以確保坡面流水能夠及時(shí)排至截水溝。在有風(fēng)化破碎巖體存在的施工段，則應(yīng)通過階梯方法進(jìn)行開挖施工，并要同步開展邊坡防護(hù)工程施工，以提高邊坡穩(wěn)定性。在各高邊坡路塹的邊坡施工中，應(yīng)根據(jù)邊坡實(shí)際高度合理確定踏步位置，為后續(xù)的邊坡維護(hù)管理提供便利。施工時(shí)還應(yīng)根據(jù)地形地貌特征，將急流槽設(shè)置于自然山坡凹槽坡面處。

2 基于黃土路基構(gòu)建下的深挖路塹工藝要點(diǎn)

2.1 黃土路基深挖路塹施工準(zhǔn)備階段工藝要點(diǎn)分析

在黃土路基深挖路塹施工準(zhǔn)備階段，應(yīng)根據(jù)施工設(shè)計(jì)圖紙準(zhǔn)確測(cè)放開挖邊線，并要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行清理。清理場(chǎng)地時(shí)應(yīng)將直接挖棄路塹段表層耕植土清除，清除厚度應(yīng)控制在30cm。同時(shí)應(yīng)徹底清理道路沿線路基范圍內(nèi)所有垃圾雜物，并應(yīng)在指定場(chǎng)地單獨(dú)存放被清除的腐殖土，以便將其用于防護(hù)以及恢復(fù)棄土場(chǎng)，從而保護(hù)施工環(huán)境，實(shí)現(xiàn)綠色文明施工。在完成場(chǎng)地清理后，應(yīng)對(duì)地面標(biāo)高重新測(cè)量。

在施工準(zhǔn)備階段應(yīng)完成對(duì)水準(zhǔn)點(diǎn)、加密點(diǎn)以及導(dǎo)線的測(cè)放，且應(yīng)以200m為間距增設(shè)控制點(diǎn)和水準(zhǔn)點(diǎn)。在原地貌復(fù)測(cè)工作完成后，應(yīng)繪制開挖斷面圖以便對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行審核，并指導(dǎo)開挖施工。在路塹開挖準(zhǔn)備階段，施工單位還應(yīng)指派專業(yè)技術(shù)人員測(cè)放用地范圍、道路中線樁、路塹底邊樁以及開挖線等，且應(yīng)準(zhǔn)確測(cè)定量放樣路塹開挖線樁位以及塹頂截水溝位置。完成測(cè)放后，應(yīng)用白灰明確標(biāo)示開挖邊線以及截水溝位置。為保證測(cè)放的準(zhǔn)確性，在放樣時(shí)應(yīng)堅(jiān)持換手復(fù)核原則。

黃土路基在遇水后，容易出現(xiàn)沖溝溝坡滑和沖溝階地前緣崩塌等問題，因此在開挖邊坡施工準(zhǔn)備階段，還應(yīng)在塹頂設(shè)置矩形截水溝引導(dǎo)坡面水，且截水溝與開口線之間間距應(yīng)控制在5m以上[2]。開挖截水溝時(shí)，應(yīng)對(duì)其基礎(chǔ)溝底進(jìn)行整平，且其寬度和平順度應(yīng)符合施工要求。在施工溝底應(yīng)設(shè)置10cm厚度的4%水泥土墊層。施工時(shí)，應(yīng)采用人工作業(yè)方式結(jié)合小型機(jī)具的使用夯實(shí)整平溝底水泥土，并鋪設(shè)復(fù)合土工膜，最后選擇C25混凝土進(jìn)行澆注。

2.2 黃土路基深挖路塹開挖施工工藝要點(diǎn)分析

在應(yīng)用深挖路塹工藝進(jìn)行土方開挖施工時(shí)，應(yīng)從上到下逐級(jí)開挖。在完成一級(jí)邊坡的開挖后，應(yīng)及時(shí)施作邊坡防護(hù)結(jié)構(gòu)和施工平臺(tái)排水溝，以便及時(shí)通過截水溝排出坡面流水，并形成坡面防護(hù)體系，避免邊坡出現(xiàn)失穩(wěn)等情況。邊坡應(yīng)采用分級(jí)邊坡以及寬臺(tái)緩坡形式，各級(jí)坡比均應(yīng)控制在1∶1，且邊坡而應(yīng)統(tǒng)一按照8m高度分級(jí)，施工平臺(tái)寬度除第3、6級(jí)外均應(yīng)控制在3m，而第3、6級(jí)平臺(tái)則應(yīng)將寬度控制在10m。在開挖施工時(shí)應(yīng)對(duì)邊坡位置進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，嚴(yán)禁出現(xiàn)超欠挖現(xiàn)象。當(dāng)開挖至邊坡平臺(tái)位置時(shí)，應(yīng)確保預(yù)留保護(hù)土層達(dá)到20cm以上。在排水溝施工時(shí)，應(yīng)采用C25混凝土進(jìn)行澆筑，且表面排水坡向外側(cè)，其坡度應(yīng)控制在3%。開挖施工應(yīng)與防護(hù)結(jié)構(gòu)施作同步進(jìn)行，以保證施工安全和邊坡的穩(wěn)定性。在完成排水溝的開挖后才能進(jìn)行路床施工，以避免路床被邊坡雨水蔓延侵蝕。開挖高邊坡應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)以及防護(hù)工程施工要求預(yù)留臺(tái)階，且應(yīng)在坡頂設(shè)置截水溝。在路塹與路堤之間應(yīng)設(shè)置過渡排水溝，防止路堤受到挖方地段排水侵蝕。在路基施工成型后則應(yīng)設(shè)置縱向排水設(shè)施，確保路基上的地表水能夠及時(shí)排出，以減少地表水對(duì)路基結(jié)構(gòu)的影響。開挖高邊坡路塹施工時(shí)，如發(fā)現(xiàn)存在土層性質(zhì)異常時(shí)，應(yīng)立即通知試驗(yàn)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)取土檢測(cè)，以及時(shí)調(diào)整工藝參數(shù)，保證施工質(zhì)量。在高邊坡路塹施工段應(yīng)按照施工規(guī)范要求合理設(shè)置觀測(cè)樁，以便準(zhǔn)確掌握位移情況。

2.3 黃土路基深挖路塹邊坡修整工藝要點(diǎn)分析

修正邊坡施工時(shí)應(yīng)從開挖面開始逐步往下推進(jìn)，并應(yīng)采取分段修整方式。修整邊坡施工可以根據(jù)實(shí)際情況采用人工配合機(jī)械作業(yè)方式。在直線段可以將每20m作為一個(gè)修整斷面，而在曲線段則可以按照每10m一個(gè)斷面進(jìn)行劃分，邊坡修整應(yīng)根據(jù)放樣的各個(gè)斷面逐段修整。每完成2～3m的下挖后均應(yīng)及時(shí)對(duì)新開挖邊坡進(jìn)行刷坡處理，將邊坡內(nèi)松動(dòng)土體和埋藏孤石等清理干凈。在刷坡修整過程中應(yīng)對(duì)邊坡坡度進(jìn)行嚴(yán)格的控制，以確保路塹開挖邊坡坡率與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相一致。檢測(cè)邊坡坡度時(shí)應(yīng)沿線路縱向按照每50m一個(gè)的間距在單側(cè)邊坡上、下部分別設(shè)置抽樣檢驗(yàn)點(diǎn)各4個(gè)，檢測(cè)點(diǎn)總數(shù)應(yīng)為8個(gè)。當(dāng)路塹開挖達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，施工單位應(yīng)復(fù)勘邊坡和路基面的工程地質(zhì)以及水文地質(zhì)情況，以保證施工質(zhì)量安全。此外，在路塹開挖過程中要設(shè)置好排水設(shè)施，且排水系統(tǒng)必須保持暢通，以便及時(shí)排出積水

2.4 黃土路基深挖路塹排水工程施工工藝要點(diǎn)分析

排水工程是黃土路基深挖路塹施工中的重要內(nèi)容，排水工程主要包括截水溝、平臺(tái)排水溝、急流槽、邊溝以及吊溝等。其中截水溝應(yīng)在高邊坡路塹施工前完成，而在完成各級(jí)邊坡開挖后，應(yīng)盡快施做平臺(tái)排水溝以及急流槽等相關(guān)排水防滲設(shè)施，以防止在各施工層表面有積水存在。開挖排水溝渠時(shí)，應(yīng)按照從下游出口逐步向上游推進(jìn)的順序依次開挖。在施工過程中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況合理設(shè)置永久性以及臨時(shí)排水設(shè)施，避免水流向農(nóng)田以及耕地直排，對(duì)自然水源造成污染或者導(dǎo)致淤積、沖刷等現(xiàn)象出現(xiàn)。同時(shí)，在施工過程中應(yīng)根據(jù)坡面排水要求合理確定排水設(shè)施的形制規(guī)格等工藝參數(shù)。在平臺(tái)排水溝施工時(shí)，應(yīng)根據(jù)路塹邊坡防護(hù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及邊坡平臺(tái)形式確定其各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，且其出口應(yīng)與急流槽向銜接，以確保能夠及時(shí)將水排入邊溝，從而達(dá)到減少坡面沖刷的目的。各種排水工程以及邊坡防護(hù)工程的施工應(yīng)與等開挖以及邊坡修整進(jìn)度保持同步。如受客觀因素限制，無法進(jìn)行永久性排水工程施工時(shí)，施工單位應(yīng)先開挖臨時(shí)排水溝等，且應(yīng)注意保護(hù)好成品。

2.5 黃土路基深挖路塹邊坡防護(hù)施工工藝要點(diǎn)分析

在黃土路基條件下應(yīng)與深挖路塹工藝施工時(shí)，邊坡防護(hù)工程應(yīng)與開挖保持同步性，一級(jí)開挖完成后要立即施作防護(hù)結(jié)構(gòu)。本工程采用的是現(xiàn)澆片石混凝土結(jié)合混凝土現(xiàn)澆工藝。其中預(yù)制拱形骨架塊在預(yù)制構(gòu)件廠統(tǒng)一進(jìn)行加工制作，并在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝作業(yè)。邊坡防護(hù)施工時(shí)應(yīng)統(tǒng)一放線，并采取同時(shí)開展各分段施工方式提高施工效率，以減少坡面暴露時(shí)間。該路基工程邊坡綜合應(yīng)用了拱形骨架植草防護(hù)、實(shí)體護(hù)面墻以及路塹墻等防護(hù)形式。在植草拱形骨架防護(hù)結(jié)構(gòu)施工中應(yīng)通過挖槽法進(jìn)行拱形骨架護(hù)坡施工。施工人員應(yīng)準(zhǔn)確控制骨架間距，并在完成邊坡修整及時(shí)開挖骨架基礎(chǔ)、邊坡平臺(tái)和護(hù)腳，并選用C25混凝土澆筑骨架。骨架砌筑施工時(shí)要合理設(shè)置沉降縫。拱形骨架施工完成后才能噴播草籽，形成完整的邊坡防護(hù)體系。在實(shí)體護(hù)面墻防護(hù)工程施工時(shí)，應(yīng)合理配置挖掘機(jī)以及自卸汽車等機(jī)械設(shè)備，以提高基坑開挖效率和質(zhì)量。對(duì)于難以開展機(jī)械作業(yè)的路段可以結(jié)合人工開挖方式。開挖擋墻基坑施工應(yīng)采用跳槽工藝，而墻身施工則應(yīng)分段進(jìn)行。護(hù)面墻墻背應(yīng)緊密貼合于路塹坡面密貼，如邊坡局部存在凹陷以及超挖情況時(shí)，施工人員應(yīng)先進(jìn)行回填，填料可選擇C25片石混凝土。開挖路塹墻基坑時(shí)應(yīng)利用挖掘機(jī)加快施工進(jìn)度，并通過人工作業(yè)方式對(duì)基底進(jìn)行清理整平。當(dāng)開挖達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，施工單位應(yīng)認(rèn)真檢測(cè)基坑標(biāo)高、尺寸以及基底承載力，符合要求后應(yīng)采用C25片石砼，并通過現(xiàn)澆方式進(jìn)行墻體澆注施工。

3 基于黃土路基構(gòu)建下的深挖路塹工藝注意事項(xiàng)分析

在黃土路基條件下應(yīng)用深挖路塹工藝時(shí)，應(yīng)注意要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)控制高邊坡路塹邊坡坡度。在開挖過程如發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)明顯較大地質(zhì)條件改變時(shí)，應(yīng)暫停施工，并立即向監(jiān)理部門以及相關(guān)部門報(bào)告，以便及時(shí)對(duì)工程區(qū)域開展補(bǔ)充地質(zhì)勘探，從而對(duì)施工工藝進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。在施工準(zhǔn)備階段，應(yīng)提前修筑臨時(shí)性施工道路，保為施工建設(shè)創(chuàng)造便利條件。同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)臨時(shí)截水溝等相關(guān)排水系統(tǒng)的設(shè)置，以避免路塹上方邊坡出現(xiàn)坡面沖刷現(xiàn)象。開挖施工時(shí)，應(yīng)準(zhǔn)確測(cè)放路基標(biāo)高、路線中心線以及坡率等。如路塹開挖深度較深時(shí)，應(yīng)沿橫向方向進(jìn)行臺(tái)階劃分。而當(dāng)路塹較長(zhǎng)時(shí)，則應(yīng)采取縱向分段開挖方式。施工時(shí)，應(yīng)在每層均設(shè)置臨時(shí)排水設(shè)施以及獨(dú)立出土通道。邊坡開挖時(shí)要確保坡面順直平整，且應(yīng)及時(shí)清刷整修路塹邊坡，為后續(xù)的邊坡防護(hù)工程的施工建設(shè)奠定良好的基礎(chǔ)。在陡坡順層路塹的開挖施工中則應(yīng)按照從上到下，從表到里的順序進(jìn)行清方以及開挖作業(yè)，且不得在坡腳位置挖槽。對(duì)高邊坡路塹進(jìn)行刷坡處理時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照自上而下的順序從坡口處逐步推進(jìn)。此外，在高邊坡路塹施工過程中要對(duì)坡頂?shù)孛?、邊坡坡面以及高邊坡穩(wěn)定性等進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，以保證施工質(zhì)量安全[3]。

4 結(jié)束語

深挖路塹工藝能夠廣泛適應(yīng)高速公路工程各種高邊坡土方開挖施工要求。在黃土路基條件下應(yīng)用深挖路塹工藝施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格遵循“先排水，后開挖，自上而下，分級(jí)開挖、分級(jí)防護(hù)”的原則，準(zhǔn)確把握深挖路塹工藝要點(diǎn)，全面提高路基工程的施工質(zhì)量，保證施工安全。該高速公路路基工程K112+172～K112+559左側(cè)深挖路塹最大挖深69.21m，最高邊坡為九級(jí)邊坡是LJ07-2標(biāo)最大的挖深，在采用了深挖路塹工藝后，有效加快了施工進(jìn)度，施工質(zhì)量達(dá)到了設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。施工單位應(yīng)積極深挖路塹工藝在施工實(shí)際中成功經(jīng)驗(yàn)，不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和工藝改進(jìn)，以推動(dòng)我國高速公路建設(shè)事業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。