公路改擴(kuò)建路塹高邊坡施工安全防護(hù)技術(shù)分析

鐘錕

（貴州省畢節(jié)公路管理段，貴州畢節(jié) 551700）

0 引言

路塹高邊坡結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不足會(huì)影響公路改擴(kuò)建工程的施工安全。如何安全、經(jīng)濟(jì)、有效應(yīng)用安全防護(hù)技術(shù)強(qiáng)化公路改擴(kuò)建路塹高邊坡施工安全管控效果，提高施工質(zhì)量，是公路改擴(kuò)建工程中施工團(tuán)隊(duì)需要考慮的問(wèn)題。因此，在路塹高邊坡施工過(guò)程中，施工團(tuán)隊(duì)需要精準(zhǔn)分析路塹高邊坡的穩(wěn)定性，結(jié)合實(shí)際情況選擇合適的技術(shù)手段，提高路塹高邊坡結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。

1 公路改擴(kuò)建路塹高邊坡穩(wěn)定性分析

路塹高邊坡是指路塹土質(zhì)邊坡高度大于20m、小于100m 或者巖質(zhì)邊坡高度大于30m、小于100m 的邊坡。穩(wěn)定性差的公路路塹高邊坡一旦發(fā)生失穩(wěn)，破壞性及影響性較大，因此在勘察設(shè)計(jì)階段應(yīng)通過(guò)地表踏勘（走訪(fǎng)、地物地貌分析、堆積體松散物分析、查找可見(jiàn)裂隙裂縫溶洞）、物探、鉆勘等地質(zhì)分析手段，全面分析邊坡地質(zhì)（包括巖土性、土石分界、覆蓋層、夾層、范圍、不同地質(zhì)分區(qū)、水文、采空區(qū)、溶洞、滑動(dòng)面、易崩塌區(qū)塊等）的基本情況，進(jìn)而確定高邊坡的穩(wěn)定性。

同時(shí)，應(yīng)根據(jù)公路改擴(kuò)建工程需要，遵循動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，靈活運(yùn)用各種改擴(kuò)建路塹高邊坡監(jiān)測(cè)手段，在施工復(fù)測(cè)階段對(duì)高邊坡布設(shè)觀(guān)測(cè)點(diǎn)，做好觀(guān)測(cè)記錄，進(jìn)一步核對(duì)實(shí)際情況與設(shè)計(jì)文件的契合程度，將觀(guān)測(cè)記錄持續(xù)納入整個(gè)施工過(guò)程，做到全面準(zhǔn)確及時(shí)地掌握高邊坡的穩(wěn)定情況，管控影響施工環(huán)境和正常通車(chē)的各項(xiàng)影響因素，用于指導(dǎo)施工，并在此基礎(chǔ)上聯(lián)合多項(xiàng)施工安全防護(hù)技術(shù)，為路塹高邊坡施工提供安全的作業(yè)環(huán)境，保障公路改擴(kuò)建路塹高邊坡施工的安全性。

2 影響公路改擴(kuò)建路塹高邊坡施工安全的因素

2.1 路塹高邊坡坡體穩(wěn)定性差

路塹高邊坡自身穩(wěn)定性差，這是邊坡病害的內(nèi)因，同時(shí)也受其他外部因素的影響，包括但不限于惡劣天氣（雨水滲透沖刷、凍融、大風(fēng)等）、地震、施工設(shè)備對(duì)其破壞震動(dòng)、交通開(kāi)放行車(chē)荷載震動(dòng)、人為因素等。

路塹高邊坡的整體穩(wěn)定性和局部穩(wěn)定性都是影響公路改擴(kuò)建路塹高邊坡施工安全的主要因素。通常來(lái)說(shuō)，穩(wěn)定性差的路塹高邊坡容易出現(xiàn)滑坡或坍塌。滑坡是指體量較大的邊坡坡體向下推移，坍塌則是局部坡體或零星土塊、石塊脫落。這些病害都會(huì)對(duì)施工安全造成嚴(yán)重影響。土質(zhì)路塹高邊坡和石質(zhì)路塹高邊坡往往會(huì)出現(xiàn)不同的病害。土質(zhì)邊坡病害發(fā)生前，往往會(huì)出現(xiàn)較為明顯的征兆，如產(chǎn)生裂縫、上覆植被向下傾斜變形、局部土體下沉或隆起等。與此不同的是，石質(zhì)邊坡病害突發(fā)性較強(qiáng)，征兆不明顯，甚至沒(méi)有任何征兆就會(huì)發(fā)生病害[1]。

2.2 施工組織管理因素

在公路改擴(kuò)建路塹高邊坡施工過(guò)程中，施工組織管理是非常重要的安全因素。施工過(guò)程中需要考慮很多因素，如施工單位是否掌握邊坡穩(wěn)定性情況、開(kāi)挖方式（爆破、機(jī)械冷開(kāi)挖等）和順序、施工組織順序的合理性、運(yùn)力和防護(hù)工序的銜接、不利因素的有效避讓和管控、質(zhì)量和安全管理工作是否到位等。在質(zhì)量和安全管理工作中，由于巡查范圍較大、周期較長(zhǎng)，容易漏掉關(guān)鍵的邊坡變化不利征兆等問(wèn)題，因此加大管理力度，避免此類(lèi)問(wèn)題，保證施工安全。

對(duì)公路改擴(kuò)建路塹高邊坡施工情況的調(diào)研與分析表明，施工作業(yè)方案設(shè)計(jì)不合理、開(kāi)挖作業(yè)受到不確定因素干擾等因素，會(huì)直接導(dǎo)致路塹高邊坡結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性降低。在雨季或坡體含水量高的情況下，開(kāi)展路塹高邊坡施工作業(yè)會(huì)增加開(kāi)挖施工的危險(xiǎn)系數(shù)，并可能導(dǎo)致原有排水系統(tǒng)失效。因此，在公路改擴(kuò)建項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，需要綜合考慮路塹高邊坡施工組織管理與項(xiàng)目整體施工組織管理，明確施工區(qū)域地質(zhì)水文、施工要素配置等條件對(duì)路塹高邊坡施工的推動(dòng)和約束影響，并制訂相應(yīng)的施工安全防護(hù)技術(shù)方案和施工組織管理，以確保最終施工質(zhì)量符合國(guó)家現(xiàn)行規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 路塹高邊坡勘察、設(shè)計(jì)不合理

在公路改擴(kuò)建工程項(xiàng)目中，若是路基地質(zhì)勘察深度不足或?qū)?jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)和安全因素考慮不周，會(huì)導(dǎo)致路塹高邊坡設(shè)計(jì)方案不合理，這會(huì)對(duì)施工安全產(chǎn)生嚴(yán)重影響[2]。因此，勘察設(shè)計(jì)單位應(yīng)加強(qiáng)公路路塹高邊坡的勘察設(shè)計(jì)和動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)跟蹤，建設(shè)單位也應(yīng)通過(guò)合同管理、計(jì)量管理、信用評(píng)價(jià)等手段，加強(qiáng)對(duì)勘察設(shè)計(jì)單位的履職履約管理，以提高路塹高邊坡的勘察、設(shè)計(jì)效果。

3 公路改擴(kuò)建路塹高邊坡施工安全防護(hù)技術(shù)分析

根據(jù)路塹高邊坡的病害特點(diǎn)及病害部位，遵循整體和局部具體分析處理，以及自上而下逐級(jí)開(kāi)挖逐級(jí)防護(hù)的原則，可將路塹高邊坡的安全施工技術(shù)分為五類(lèi)：路線(xiàn)避讓、排水治理、削坡、坡面防護(hù)、鎖坡腳。

3.1 路線(xiàn)避讓

在路塹高邊坡較高、較長(zhǎng)，坡體極為破碎，或原坡體上有鐵塔、高壓電、軍用設(shè)施等難以遷改的障礙物，或治理?xiàng)l件不佳、治理難度大，且經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)都不理想的情況下，可以考慮進(jìn)行路線(xiàn)方案調(diào)整，對(duì)其進(jìn)行避讓。

3.2 排水治理

無(wú)論是地表水、地下水還是大氣降水，都是邊坡病害誘發(fā)的一大因素[3]。水會(huì)侵蝕坡體，加速坡體風(fēng)化，嚴(yán)重影響路塹高邊坡的安全穩(wěn)定，因此排水治理對(duì)路塹高邊坡的安全施工有重要意義。施工方可根據(jù)水文地質(zhì)情況選擇合適的排水方案，如設(shè)置邊坡截水溝、排水溝、深層排水孔、泄水孔，建設(shè)坡面封排水工程，如引流渠、植被防護(hù)等。在施工過(guò)程中還可設(shè)置封排水土工布、環(huán)形排水溝、水泥漿封閉裂縫等，以保障施工條件較為干燥、穩(wěn)定。

3.3 削坡

削坡即對(duì)路塹高邊坡進(jìn)行清方減載，通過(guò)降低邊坡坡度來(lái)提升邊坡自穩(wěn)能力，在邊坡地質(zhì)條件較好的情況下也是常用的邊坡安全施工技術(shù)。需要特別注意的是，在削坡過(guò)程中開(kāi)挖順序要遵循自上而下的原則，根據(jù)揭露的地質(zhì)條件動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)施工，且開(kāi)挖設(shè)備需具有足夠安全穩(wěn)定的作業(yè)通道和平臺(tái)，開(kāi)挖時(shí)注意設(shè)備的安全操作管理，防止巖土體崩塌傷害。

3.4 坡面防護(hù)

坡面防護(hù)主要是指當(dāng)邊坡開(kāi)挖后或預(yù)判開(kāi)挖后路塹高邊坡坡體穩(wěn)定性仍然欠佳，在坡面上（包括邊坡平臺(tái)）實(shí)施工程防護(hù)，使路塹高邊坡達(dá)到穩(wěn)定安全。通常采用的工程防護(hù)形式有主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)、土釘墻、噴射素混凝土、錨桿框架梁、錨索框架梁、點(diǎn)錨、鋼管樁等[4]。

3.5 鎖坡腳

鎖坡腳指的是在路塹高邊坡具有一定下滑趨勢(shì)時(shí)，在坡腳設(shè)置支擋工程進(jìn)行防護(hù)，如漿砌片石上擋墻、混凝土上擋墻等。對(duì)于下滑力較大的路塹高邊坡，還可以考慮使用鋼管樁、抗滑樁等。在施工過(guò)程中，可以采用坡腳土石方反壓回填，以提高坡體的穩(wěn)定性。此外，還可以在坡腳處設(shè)計(jì)主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)、砂袋等支擋設(shè)施，以防止崩塌破壞傷害。

以上防護(hù)類(lèi)型在實(shí)際公路項(xiàng)目建設(shè)路塹高邊坡施工過(guò)程中都有一定的應(yīng)用價(jià)值。在公路改擴(kuò)建施工中，需要根據(jù)實(shí)際情況合理選擇路塹高邊坡防護(hù)技術(shù)。同時(shí)，由于公路改擴(kuò)建項(xiàng)目施工多處于開(kāi)放交通的情況下，因此還需要做好交通疏導(dǎo)工作、保證施工順利進(jìn)行的同時(shí)，保證通行安全[5]。另外，公路改擴(kuò)建工程的各參建單位需做好路塹高邊坡施工前中后的各項(xiàng)工作計(jì)劃及記錄，保證路塹高邊坡施工有較強(qiáng)的可追溯性，以提高各參建的單位、人員的履職履約效能；在施工的前中后階段還要強(qiáng)化安全技術(shù)管理，保障施工質(zhì)量，精心組織調(diào)度，從而提高公路改擴(kuò)建路塹高邊坡施工的安全控制效果。

4 路塹高邊坡安全技術(shù)運(yùn)用案例

以G246 七星關(guān)區(qū)二龍關(guān)至大箐公路改擴(kuò)建工程項(xiàng)目K1+560—K1+850 段路塹高邊坡安全技術(shù)運(yùn)用效果為例（如圖1），對(duì)路塹高邊坡施工安全防護(hù)技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行分析。

圖1 G246 七星關(guān)區(qū)二龍關(guān)至大箐公路改擴(kuò)建工程項(xiàng)目K1+560—K1+850 路塹高邊坡安全技術(shù)運(yùn)用效果

4.1 工程概況

在建G246 七星關(guān)區(qū)二龍關(guān)至大箐公路改擴(kuò)建工程是“十三五”期間國(guó)家實(shí)施的國(guó)省道改造項(xiàng)目之一，也是七星關(guān)西北部出境連接云南省鎮(zhèn)雄縣的主要通道，亦是加快沿線(xiàn)礦產(chǎn)資源和農(nóng)副產(chǎn)品深加工生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)輸干線(xiàn)，符合畢節(jié)市路網(wǎng)規(guī)劃和小城鎮(zhèn)發(fā)展規(guī)劃的運(yùn)輸需求。公路等級(jí)為二級(jí)，設(shè)計(jì)速度為40km/h，路基寬度為8.5m。該項(xiàng)目新建路段的原設(shè)計(jì)為特殊路基路段，方案內(nèi)容：三級(jí)邊坡坡比為1∶0.75、1∶1、1∶1，邊坡均采用錨桿框架植草及預(yù)應(yīng)力錨索框架防護(hù)。

4.2 路塹高邊坡安全技術(shù)運(yùn)用分析

該項(xiàng)目實(shí)行動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)原則，設(shè)計(jì)單位派駐設(shè)計(jì)代表服務(wù)項(xiàng)目建設(shè)全周期勘察設(shè)計(jì)服務(wù)工作。在該路段的路塹高邊坡實(shí)施前，項(xiàng)目業(yè)主單位發(fā)現(xiàn)該路段治理費(fèi)用較高，且兩側(cè)坡頂有通村公路，住戶(hù)密集，地貌為右高左低，地質(zhì)情況復(fù)雜，水系發(fā)育，線(xiàn)路兩側(cè)為密集村民住房分布，對(duì)路塹高坡安全施工要求較高。因此，組織參建單位對(duì)路線(xiàn)調(diào)整避讓方案進(jìn)行論證考慮。

經(jīng)過(guò)論證，發(fā)現(xiàn)K1+450 處有橋梁線(xiàn)路控制性工程，路線(xiàn)調(diào)整空間小，路線(xiàn)兩側(cè)房屋密集，路線(xiàn)調(diào)整后征拆費(fèi)用比路塹高邊坡治理費(fèi)用更高，故選用路塹高邊坡治理方案。在邊坡開(kāi)挖前，相關(guān)單位對(duì)坡頂外邊坡開(kāi)挖可能影響的范圍內(nèi)房屋進(jìn)行破損調(diào)查。在原地表及房屋內(nèi)進(jìn)行監(jiān)測(cè)觀(guān)察點(diǎn)布控，將觀(guān)測(cè)記錄納入施工前中后全過(guò)程。對(duì)連接的通村公路及施工路段進(jìn)行交通安全維護(hù)。對(duì)群眾生活用水（井水、生活排放污水等）及坡中部山洼處徑流進(jìn)行疏導(dǎo)，設(shè)置截水溝和排水溝防止水進(jìn)出該坡體。同時(shí)，布設(shè)安全警戒線(xiàn)，在坡頂設(shè)置臨時(shí)安全防護(hù)網(wǎng)和旁站安全觀(guān)察人員，防止無(wú)關(guān)人員進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。開(kāi)挖時(shí)，遵循自上而下的逐級(jí)開(kāi)挖逐級(jí)防護(hù)原則，密切注意地質(zhì)揭示情況與現(xiàn)有勘察資料的吻合情況，動(dòng)態(tài)掌握坡體的穩(wěn)定性。

邊坡開(kāi)挖時(shí)發(fā)現(xiàn)，邊坡為強(qiáng)風(fēng)化及中風(fēng)化夾雜局部泥槽，邊坡巖體較為破碎，與原地質(zhì)勘察資料有部分出入，受風(fēng)化作用加之雨水沖刷，出現(xiàn)脫落掉塊及局部失穩(wěn)現(xiàn)象。在第一、二級(jí)邊坡出現(xiàn)多處出水現(xiàn)象，水量大小受降雨影響，雨后水量變大。為此，該邊坡防護(hù)經(jīng)過(guò)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)調(diào)整，根據(jù)工程地質(zhì)及安全施工技術(shù)兼顧經(jīng)濟(jì)性的需要，在出水處增加仰斜式深層排水管，加強(qiáng)平臺(tái)截水溝及坡面排水溝，增加全坡面掛網(wǎng)噴漿。將局部錨桿框架梁調(diào)整為預(yù)應(yīng)力錨索框架梁，將局部預(yù)應(yīng)力錨索框植草調(diào)整為錨桿框架梁，取消部分錨索框架梁。同時(shí)，在坡頂部位設(shè)置永久性防護(hù)欄桿。

該案例中，經(jīng)過(guò)對(duì)該邊坡的地質(zhì)水文情況全面掌握，對(duì)穩(wěn)定性進(jìn)行分析，強(qiáng)化施工組織管理，綜合分析和選用安全防護(hù)技術(shù)，在安全質(zhì)量和具體實(shí)施方面取得了良好的效果。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，地質(zhì)條件、水文情況、施工組織管理情況、勘察設(shè)計(jì)處治方案等均是對(duì)公路改擴(kuò)建路塹高邊坡施工質(zhì)量與安全有較大影響的因素。為了保障路塹高邊坡施工安全，參建單位應(yīng)在施工前充分考慮各方面影響因素，并在此基礎(chǔ)上制訂詳細(xì)的施工安全防護(hù)技術(shù)措施，定期檢查現(xiàn)場(chǎng)其他支護(hù)及加固措施是否落實(shí)到位，再靈活運(yùn)用各種實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)手段，動(dòng)態(tài)化管控公路改擴(kuò)建路塹高邊坡施工全過(guò)程，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工作業(yè)中的潛在安全隱患，充分發(fā)揮施工安全防護(hù)技術(shù)的效用，從而進(jìn)一步提高公路改擴(kuò)建路塹高邊坡施工安全水平。