高速公路高邊坡路塹施工技術(shù)淺析

摘要 為明確高速公路高邊坡路塹施工技術(shù)，文章以鎮(zhèn)巴至廣安高速公路工程為例展開論述，案例工程結(jié)合高邊坡的地質(zhì)情況，分別對(duì)較緩區(qū)段和較陡區(qū)段制定了不同的開挖施工方案，同時(shí)還通過設(shè)置截水溝與加強(qiáng)爆破控制等方式，保證了施工質(zhì)量。結(jié)果顯示，工程高邊坡路塹通過上述施工處理方案達(dá)到了預(yù)期施工目標(biāo)，邊坡穩(wěn)定、排水通暢?？梢?，對(duì)于公路高邊坡路塹工程，結(jié)合地質(zhì)地勢(shì)環(huán)境制定具有針對(duì)性的施工方案，可取得理想的施工效果。

關(guān)鍵詞 高速公路；高邊坡；高邊坡路塹；施工技術(shù)；質(zhì)量控制

中圖分類號(hào) U416.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2024）13-0070-03

0 引言

在高速公路施工中，經(jīng)常遇到較為復(fù)雜的地勢(shì)地質(zhì)情況，在開展高邊坡路塹施工時(shí)，需要充分考慮當(dāng)?shù)氐牡匦蔚孛?，制定更加合理的施工技術(shù)方案。此外，還要考慮地下水、爆破施工對(duì)土體的擾動(dòng)等方面的影響因素。案例工程在開展高邊坡路塹施工時(shí)，充分考慮了對(duì)施工質(zhì)量造成影響的各影響因素，結(jié)合工程地勢(shì)環(huán)境及水文地質(zhì)，制定了具有針對(duì)性的施工技術(shù)措施，取得了理想的施工效果，具體施工技術(shù)如下。

1 高邊坡路塹施工的概述

1.1 高邊坡路塹施工的定義與特點(diǎn)

1.1.1 高邊坡路塹施工的定義

高邊坡路塹施工主要指在山區(qū)或復(fù)雜地形條件下建設(shè)高速公路的過程中，為滿足線路平縱面設(shè)計(jì)要求而進(jìn)行的大規(guī)模地表開挖工程。具體而言，當(dāng)?shù)缆仿肪€穿越山體時(shí)，需要通過挖掘形成深溝以鋪設(shè)路基和行車道，由此形成的垂直于地面且高度大于一定閾值（通常對(duì)于土質(zhì)邊坡為20 m以上，巖質(zhì)邊坡為30 m以上）的陡峭邊坡，即稱為高邊坡路塹。

1.1.2 高邊坡路塹施工的特點(diǎn)

高邊坡路塹施工的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面[1]：

（1）高邊坡路塹施工涉及的工程規(guī)模較大，施工難度較高。高邊坡路塹施工往往需要在陡峭的山坡上進(jìn)行，需要開挖大量的土石方，同時(shí)需要采取邊坡防護(hù)和排水等措施，工程規(guī)模較大，施工難度較高。

（2）高邊坡路塹施工對(duì)環(huán)境的影響較大。高速公路建設(shè)過程中需要占用大量的土地資源，同時(shí)高邊坡路塹施工也會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成一定影響。

（3）高邊坡路塹施工需要考慮多方面的安全因素。高邊坡路塹施工具有一定的危險(xiǎn)性，需要考慮多方面的安全因素。

（4）高邊坡路塹施工需要考慮長(zhǎng)期維護(hù)和監(jiān)測(cè)。高速公路的使用壽命較長(zhǎng)，在高邊坡路塹施工完成后需要進(jìn)行長(zhǎng)期的維護(hù)和監(jiān)測(cè)。

1.2 高邊坡路塹施工的影響因素

影響高邊坡路塹施工的因素，主要包括以下幾個(gè)方面[2]：

（1）地質(zhì)條件。地質(zhì)構(gòu)造是決定高邊坡穩(wěn)定性的首要因素。巖土性質(zhì)、地層結(jié)構(gòu)、地下水狀況以及潛在的不良地質(zhì)現(xiàn)象均對(duì)開挖方式的選擇、支護(hù)措施的設(shè)計(jì)及施工過程中的安全控制具有決定性作用。

（2）氣候與環(huán)境因素。氣候條件對(duì)高邊坡路塹施工有顯著影響，包括降雨量、溫度變化導(dǎo)致的凍融循環(huán)、風(fēng)蝕效應(yīng)等。

（3）設(shè)計(jì)參數(shù)與施工方法。設(shè)計(jì)階段選擇的邊坡坡率、臺(tái)階高度、坡腳處理方式、支護(hù)結(jié)構(gòu)類型及參數(shù)等，將直接影響施工難度和邊坡的安全性。施工過程中采用的爆破技術(shù)、開挖順序、分層分段策略、臨時(shí)防護(hù)措施等也是影響高邊坡穩(wěn)定的重要因素。

（4）施工質(zhì)量與管理水平。施工質(zhì)量控制、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的完善與否、施工組織管理的有效性直接關(guān)系到邊坡加固措施的實(shí)施效果。

2 高邊坡路塹施工技術(shù)分析

2.1 項(xiàng)目概況

鎮(zhèn)巴（川陜界）至廣安高速公路，該標(biāo)段路線起于巴中市通江縣廣納鎮(zhèn)檬子珈村附近，順接鎮(zhèn)廣高速王坪至通江段止點(diǎn)，路線全長(zhǎng)62.025 km，采用四車道高速公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)速度為100 km/h；整體式路基寬度為26.0 m，標(biāo)段內(nèi)路基高邊坡12處，邊坡最大高度為42.32 m，高邊坡處置總長(zhǎng)度為1 682 m。高邊坡總體情況如表1所示：

2.2 施工工藝流程及技術(shù)要點(diǎn)

2.2.1 高邊坡施工工藝流程

高邊坡施工工藝流程如圖1所示：

2.2.2 高邊坡開挖施工技術(shù)要點(diǎn)

高邊坡開挖施工技術(shù)要點(diǎn)主要包括以下內(nèi)容[2]：

（1）塹頂截水溝和平臺(tái)截水溝施工。在高邊坡土石方開挖前，首先施作截水溝，以防地表水滲入開挖面。對(duì)于挖方邊坡坡口5.0 m外的適當(dāng)位置迎水面的溝壁坡度，應(yīng)根據(jù)地面橫坡調(diào)整；對(duì)于沿溝縱向較陡地段，則應(yīng)視情況設(shè)置防滑齒坎。

1）溝槽開挖。放好截水溝內(nèi)外輪廓線并用白灰標(biāo)記，人工配合挖掘機(jī)開挖，自卸汽車運(yùn)輸。人工修整至設(shè)計(jì)尺寸，不得擾動(dòng)原土層，不允許欠挖?；娱_挖后需復(fù)測(cè)高程。開挖土方應(yīng)集中運(yùn)出場(chǎng)外，禁止堆放在水溝外側(cè)。清理合格后，經(jīng)技術(shù)人員檢驗(yàn)合格后方可進(jìn)行下道工序，要求排水溝設(shè)施的溝底縱波不應(yīng)小于0.3%。

2）M7.5砂漿MU30片石砌筑。漿砌前應(yīng)對(duì)石料進(jìn)行檢驗(yàn)，確保其強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求，形狀方正、平整，尺寸適中。砌體施工應(yīng)分層進(jìn)行，各層砌塊應(yīng)安放穩(wěn)固，砂漿應(yīng)飽滿、黏結(jié)牢固，不得脫空。砌筑時(shí)應(yīng)采用坐漿法，嚴(yán)禁先鋪石后灌漿。砌塊應(yīng)平砌，大面朝下，控制砌縫寬度。上下層豎縫應(yīng)錯(cuò)開至少100 mm，避免通縫。

3）勾縫及養(yǎng)生。砌體勾縫前，清除縫內(nèi)泥沙，灑水濕潤(rùn)。勾縫一律采用凹縫，嵌入砌縫10～16 mm深，縫槽不足時(shí)應(yīng)鑿夠深度。每砌筑一段，砂漿初凝后，用棉氈覆蓋養(yǎng)生7～14 d。

（2）開挖方式。

1）較緩區(qū)段。當(dāng)深挖地段沿路線縱向的地形相對(duì)較緩時(shí)，則采用自卸汽車配合挖掘機(jī)直接開挖。沿路線方向設(shè)置施工便道，便道縱坡應(yīng)保證自卸汽車空載時(shí)能在正常情況下順利爬到坡頂；為施工安全，應(yīng)在路線左右幅各設(shè)置一條施工便道，上下汽車可分道行駛。挖掘機(jī)從高至低分層分幅開挖，每層開挖深度控制在3～4 m，每幅寬度控制在8～10 m。具體的開挖順序如圖2（路塹縱向開挖順序圖）所示：

路塹縱向開挖按照?qǐng)D2所示，按從Ⅰ～Ⅳ順序進(jìn)行分臺(tái)階開挖，與橫向臺(tái)階相結(jié)合，橫向根據(jù)寬度分1～3段開挖，每級(jí)邊坡豎向分三級(jí)開挖。

2）較陡區(qū)段。當(dāng)深挖地段沿路線縱向的地形陡峭、汽車無(wú)法到達(dá)時(shí)，使用推土機(jī)將山頂降低5～6 m，再利用挖掘機(jī)開挖。在汽車可到達(dá)的地方設(shè)置工作平臺(tái)，使用推土機(jī)將土推至平臺(tái)，利用挖掘機(jī)或裝載機(jī)進(jìn)行裝車。

3）土石方調(diào)配。根據(jù)施工線路長(zhǎng)、斷面多的特點(diǎn)，制定合理的土石方調(diào)配方案，配置好施工機(jī)械和順序。盡量在該區(qū)段內(nèi)解決土石方問題，減少運(yùn)距，避免出現(xiàn)大量的借方和棄方。

（3）石方爆破方案。由于各斷面邊坡上部土層為黏土、強(qiáng)風(fēng)化泥巖及砂巖，擬采用機(jī)械開挖。在邊坡下部中風(fēng)化較硬巖層，以及機(jī)械不能開挖的情況下，擬分別采用橫向臺(tái)階爆破法、縱向臺(tái)階爆破法以及邊坡的光面爆破方案[3]。

1）分層橫向臺(tái)階爆破法。分層橫向臺(tái)階爆破方案適用于挖方較窄處，且對(duì)飛石要求嚴(yán)格控制的地段。

2）分層縱向臺(tái)階爆破法。分層縱向臺(tái)階爆破方案適合于地勢(shì)平緩，離公路、河流較遠(yuǎn)的路段。

3）靠近邊坡設(shè)計(jì)線的處理。按設(shè)計(jì)邊坡度采用光面爆破開挖，孔徑d=38 mm，炮眼間距a=500 mm，光面厚W=600 mm，裝藥量0.20～0.30 kg/m。

4）全斷面開挖。全斷面開挖總體施工順序如圖3所示。①首先沿預(yù)定路基外側(cè)向前形成一槽式塹溝（圖3中的Ⅰ部分）。②然后再爆破剩余部分（圖3中的Ⅱ部分）。爆破Ⅱ部分巖體時(shí)，應(yīng)采用微差控制爆破形式以控制爆破拋石方向。

（4）控制爆破施工工藝?？刂票剖┕すに嚢\孔臺(tái)階爆破及深孔爆破。

工藝流程：施工前準(zhǔn)備—設(shè)計(jì)布孔—測(cè)量定位—鉆孔—裝藥—爆破—機(jī)械破碎、清渣—進(jìn)入下一層循環(huán)施工。

爆破施工步驟[4]如下：

測(cè)量放線，確定炮孔位置和深度。根據(jù)巖性選擇淺孔或深孔爆破，確定合理參數(shù)。測(cè)量布置炮孔、鉆孔。驗(yàn)孔檢查：孔位、深度、傾角是否符合設(shè)計(jì)要求。按設(shè)計(jì)要求控制每孔的裝藥量，檢查裝藥高度。在未發(fā)出解除警戒信號(hào)前，警戒人員應(yīng)堅(jiān)守崗位，禁止無(wú)關(guān)人員進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)。安全檢查確認(rèn)后，爆破工程師發(fā)出解除警戒信號(hào)。

（5）光面爆破施工工藝。

1）鉆孔控制需嚴(yán)格按測(cè)量放樣好的孔位進(jìn)行，誤差不得超過允許范圍。鉆孔結(jié)束后，應(yīng)及時(shí)校核孔的參數(shù)，不合格的應(yīng)重新補(bǔ)鉆直至合格。

2）光面爆破需按設(shè)計(jì)要求將炸藥與導(dǎo)爆索綁在毛竹片上進(jìn)行裝藥，并保證堵塞的長(zhǎng)度和質(zhì)量。

3）調(diào)整：為保證孔口斷面效果，設(shè)置一段不裝藥的填塞段，長(zhǎng)度根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)巖石的巖性及其風(fēng)化和裂隙發(fā)育程度而定。鉆孔底部為了克服巖石的夾制作用，可適當(dāng)加大底部裝藥，其長(zhǎng)度視孔深和現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

4）起爆：按爆破設(shè)計(jì)布置警戒，確認(rèn)安全后開始作業(yè)。

5）檢查及記錄：爆破后應(yīng)按規(guī)定等待，檢查盲炮等不安全因素，并認(rèn)真填寫記錄。

3 高速公路高邊坡路塹施工的質(zhì)量控制

高速公路高邊坡路塹施工的質(zhì)量控制措施包括以下幾個(gè)方面[5]：

（1）施工材料的選擇與質(zhì)量控制是高速公路高邊坡路塹施工質(zhì)量控制的基礎(chǔ)。在施工過程中，應(yīng)選擇優(yōu)質(zhì)的施工材料，確保其性能符合設(shè)計(jì)要求。

（2）施工工藝流程與質(zhì)量控制是高速公路高邊坡路塹施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵。在施工過程中，應(yīng)制定科學(xué)合理的施工工藝流程，并嚴(yán)格按照工藝流程進(jìn)行施工。

（3）施工質(zhì)量的檢測(cè)與評(píng)估是高速公路高邊坡路塹施工質(zhì)量控制的重要環(huán)節(jié)。在施工完成后，應(yīng)對(duì)高邊坡路塹進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)和評(píng)估，包括邊坡的穩(wěn)定性、排水系統(tǒng)的通暢性等方面。

（4）施工質(zhì)量的改進(jìn)與提高是高速公路高邊坡路塹施工質(zhì)量控制的重要目標(biāo)。在施工過程中，應(yīng)不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，改進(jìn)施工工藝和技術(shù)，提高施工質(zhì)量。

4 結(jié)語(yǔ)

通過對(duì)高速公路高邊坡路塹施工技術(shù)的研究，可以得出以下結(jié)論：

首先，高邊坡路塹施工是高速公路建設(shè)中的重要環(huán)節(jié)，其施工質(zhì)量直接關(guān)系到高速公路的安全性和使用壽命。

其次，高邊坡路塹施工的影響因素有很多方面，包括地形地貌、地質(zhì)條件、水文氣象條件和施工技術(shù)與設(shè)備等。

最后，為了提高高速公路高邊坡路塹的施工質(zhì)量，需要加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)和人才培養(yǎng)，不斷改進(jìn)和優(yōu)化施工工藝與技術(shù)，提高施工效率和質(zhì)量水平。

綜上所述，該文對(duì)高速公路高邊坡路塹施工技術(shù)的研究具有重要的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。未來(lái)將繼續(xù)關(guān)注該領(lǐng)域的發(fā)展動(dòng)態(tài)，以期為高速公路建設(shè)提供更加科學(xué)、合理的技術(shù)支持和解決方案。

參考文獻(xiàn)

[1]趙光華. 高速公路路塹高邊坡施工技術(shù)要點(diǎn)研究[J]. 運(yùn)輸經(jīng)理世界， 2021（1）： 43-44.

[2]賴丘均. 高速公路路塹高邊坡施工技術(shù)要點(diǎn)[J]. 交通世界， 2020（23）： 75-76.

[3]鄭鵬飛. 高邊坡路塹控制爆破施工技術(shù)研究[J]. 智能城市， 2020（18）： 144-145.

[4]智緒金. 復(fù)雜條件下的路塹高邊坡石方路基控制爆破施工技術(shù)[J]. 工程技術(shù)研究， 2020（17）： 114-116.

[5]葉咸， 陳華斌， 吳鑄， 等. 山區(qū)高速公路路塹高邊坡工程施工安全總體風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)探討[J]. 公路， 2018（3）： 42-47.

收稿日期：2024-01-30

作者簡(jiǎn)介：李垚（1990—），男，本科，工程師，從事公路工程工作。