談黃土地區高邊坡開挖支護技術

李 偉

(中鐵十局集團西北工程有限公司，陜西 西安 710065)

0 引言

隨著西部大開發戰略思想的不斷推進，高速公路建設已成為西北地區發展經濟的迫切需要，穿越黃土高原地區黃土梁峁溝壑地貌已成為不可避免的事實，尤其是甘肅地區氣候變化較劇烈，為了確保路基施工的安全，高邊坡開挖支護成了重中之重。

本文所涉及的工程根據現場條件，通過對技術準備和人員、機械設備準備、高邊坡開挖支護方案進行分析總結，說明高邊坡選取順層開挖的施工方法，支護采用C25混凝土預制塊拱形骨架方案可行，既節約了成本，又加快了施工速度，也保證了工程質量，所以可以作為成功案例加以推廣應用。

1 工程概況

甜水堡(寧甘界)經慶城至永和(甘陜界)公路起自慶陽市環縣甜水堡鎮(寧甘界)，止于正寧縣永和鎮(甘陜界)，全長約279.015 km。全線設置甜水(甜水堡)、山城、二十里溝口、環縣、楊旗、馬嶺、慶城北、李家坪、史家山、高樓、合水、寧縣、早勝、宮河、樂興、羅川16處互通式立交。本標段(TY02合同段)路線起于甜水堡以東的后灣子村，向東經武新莊、保寧堡、李臺子、麻黃咀進入TY03合同段，全長10.6 km。屬于黃土梁峁溝壑地貌，整體地勢西北高、東南低，大致從西北向東南傾斜，地勢陡峻，地勢起伏變化大，最大海拔1 565 m,最低海拔1 450 m。溝谷兩側岸坡陡峻，為黃土塬、梁地貌。山坡植被覆蓋率低。

2 施工前準備

2.1 技術準備

1)為了確保邊坡開挖線的準確度，組織測量人員對設計院提供的測量控制網進行復測加密，并對控制樁設置明顯標志，加強保護，以防損壞。

2)為了確保支護的強度及穩定性，對主要施工材料進行檢驗，并對混凝土進行配合比試驗，確保施工最佳坍落度。

2.2 人員、機械設備準備

1)人員配備。

根據工程規模及現場實際進行規劃，配置經驗豐富的管理人員，并且是經過崗前培訓取得上崗資格證的單位在職職工。

2)機械及輔助設備準備。

為經濟效益最大化，機械及輔助設備根據現場實際施工進度分批進場，同時滿足施工需求。

3 總體施工方案

3.1 施工方案比選

土方路基施工有橫向挖掘法，縱向挖掘法，邊坡防護有植物防護、骨架植物防護、圬工防護等，本標段由于挖方路基較長，棄土場較遠，工期要求比較緊，邊坡開挖后容易被雨水沖刷，且西部地區處于黃土高原，石料缺乏，通過分析，對施工方案優化，最終采用順層開挖施工方法，即從上往下逐層分段進行開挖，邊坡采用C25混凝土預制塊拱形骨架進行支護，既經濟又安全。

3.2 路塹施工方法及工藝

1)由于本標段挖方路基均為土方，宜采用挖掘機配合自卸汽車運輸或鏟車開挖運輸，對施工場地狹窄地段無法進入機械時，采用人工配合小型機具施工。以挖作填路段，當運距在100 m以內時采用推土機直接推送到位，當運距在100 m以上時采用自卸汽車裝運，提高機械利用率，加快施工進度。

2)土方路塹開挖施工工藝(見圖1)。

3.3 C25混凝土預制塊拱形骨架施工方法及工藝

3.3.1C25混凝土預制塊生產及運輸

為了確保預制塊質量，我標段采用工廠化施工，引進自動化生產系統。根據C25混凝土配比，由拌合站集中供應，混凝土運輸車進行運輸，由自動化生產線進行生產，然后采用自動噴淋系統進行養護，達到設計強度后進行堆碼。

預制件拼裝最大的危害是外觀質量，運輸過程中保護不到位造成缺角等問題。為了避免運輸過程中造成預制構件破壞，我項目部從源頭控制，預制件分類進行堆碼，每層預制件之間放置軟木進行隔離，層高不超過4層。運輸時，先在托盤上鋪墊1 cm厚的泡沫板，按照每塊1層，5塊為1捆的標準，利用包裝帶捆綁后放置于木質底座上，進行打包裝運，專人負責管理。

3.3.2C25混凝土預制塊施工工藝

邊坡防護施工工藝流程圖見圖2。

3.3.3C25混凝土預制塊拱形骨架安裝

1)骨架安裝前要根據線路中心進行放樣，確定坡腳位置，保證路基寬度。

2)放樣完成后，根據1∶1的設計邊坡坡率進行修整，保證坡面的平整度。

3)開挖骨架溝槽，沿著骨架溝槽線從上而下進行人工開挖，開挖過程中要及時檢查溝槽的深度、寬度及平整度，確保C25混凝土預制塊順利安裝。

4)預制塊砌筑：混凝土預制塊按溝槽線型對稱碼放，坡腳坡頂磚連接平整緊密，用橡膠錘敲打穩定，不得損傷邊角，砌縫要均勻。

5)骨架預制混凝土擋水塊拼裝砌筑。骨架框體采用預制混凝土塊，預制混凝土塊尺寸分為矩形0.365 m×0.3 m×0.2 m、弧形0.451 6 m×0.25 m×0.2 m兩種類型，拼裝砌筑時應從銜接處開始，自下而上砌筑，按設計圖紙形狀布置，緊頂骨架坡頂鑲邊和腳墻內側倒角面，橫向、縱向兩行排列，兩骨架銜接處應處于同一高度。拼裝砌筑時骨架線形應順直、整齊。砌縫寬度1 cm，每隔14.1 m設置2.0 cm沉降縫，縫內采用瀝青木板填塞。

6)勾縫。預制塊溝縫一般采用M10水泥砂漿，勾縫寬度應均勻美觀，水平灰縫厚度和豎向灰縫寬度一般為1 cm，但不小于0.8 cm，也不應大于1.2 cm，不得有脫落、漏勾。如不能及時勾縫，須在砂漿未凝固前將砌縫砂漿刮深不小于20 mm，為以后勾縫做好準備。

7)骨架拼裝、勾縫完成后應當及時養護，考慮到西部地區用水緊張問題，砌筑完成后采用防水土工布進行覆蓋，既起到了保水作用，又提高了養護溫度，減小晝夜溫差，提高了砌體的強度，保證了工程質量。

黃土地區長路基，高邊坡采用順層開挖的施工方法，支護采用C25混凝土預制塊拱形骨架防護，符合該地區的施工條件，在確保安全、質量的前提下，提高了效率，加快了施工進度，按工期要求完成了路基工程，并順利的通過了驗收。

4 結語

通過實踐證明，在黃土地區深挖路塹施工過程中，采用順層開挖的施工方法，C25混凝土預制塊拱形骨架支護方案，確保了工程安全、質量，節約了成本，有效的解決了水毀、滑坡、片石短缺等問題，對今后類似工程的施工有很好的參考價值。