深路塹邊坡開挖與支護施工探討

張文昌

江西核工業建設有限公司

1 工程概況

1.1 工程簡述

惠州四環南道路工程西坑東隧道口原為采石場區，位于惠州市河南岸馬莊河—村羅洞坳，為8級深路塹邊坡，每級邊坡高度8m～10m不等，坡率為1：0.75～1：2不等。邊坡施工范圍外側設置封閉式的漿砌片石坡頂截水溝，同時每級邊坡坡腳設置2m寬度的漿砌片石排水溝。降水時，雨水通過平臺排水溝與坡頂截水溝匯集道路排水系統。深路塹邊坡在開挖后，坡面采用掛網錨桿工藝，噴混厚度為8mm，鋼筋網片縱橫向采用@20mm 的8mm鋼筋；錨桿采用長度12m的，水平布設間距為3m，每級邊坡縱向布設兩道。

1.2 水文地質情況

（1）地形地貌。西坑隧道東入口為采石場，采石場充填量大，極不穩定。隧道入口區域邊坡較陡，深路塹邊坡底標高約65m，坡頂標高約135m。場地原有地形為侵蝕丘陵區，已發展為采石場。由于人工開挖，采石場地形起伏較大，相對高差約為70.3m。（2）邊坡穩定性評價。根據鉆探，本段開挖后，存在一層殘余粉質粘土和全風化粉砂巖。巖石層在浸泡水中具有軟化和崩解的特征。邊坡開挖后，應力釋放，容易沿巖體和結構面誘發滑坡。同時，降水、流水侵蝕和工程建設也是誘發滑坡的主要因素。

2 施工重難點

2.1 施工難度大，安全風險高

本路塹高邊坡高差70.3m，坡度陡峭，巖層松散，施工過程中碎石土運輸存在運輸便道陡峭，車輛行駛運輸風險大。

2.2 施 工質量隱患大

深路塹開挖后邊坡高且陡，邊坡支護完成后，匯水面積大，約5萬平方米；同時惠州地區雨水較多，施工存在較大安全隱患，存在邊坡滑坡的風險。

2.3 雨水季節地下水隱患大

深路塹邊坡背部為茂盛的植被，且連通附近的山脈，隧道出口右側存在一深水坑，蓄水量大，地下水豐富，雨水季節易引發地下水侵蝕邊坡，造成已修建邊坡坡面受地下水沖刷，影響邊坡質量和穩定。

3 關鍵施工技術

3.1 分級開挖

（1）高邊坡開挖采用“分段支護，豎向分段流水施工”的原則。根據土壤條件，采用挖機清理、自卸車轉運、人工整形相結合的方法。運輸通道與開挖面布置合理，使土壤運輸、排水與開挖互不干擾，確保開挖順利進行。（2）邊坡開挖、分級轉運。上部平臺支護完成后，再進行下一平臺的邊坡施工。

3.2 分級倒土

開挖以特定的設計高度為平臺，根據挖掘機操作過程的要求，進行階梯式垂直傾斜開挖。每段采用分層開挖，每層開挖深度根據錨桿支護布置控制在3m，并往下一層分級排土。每級邊坡開挖完成后，及時完成邊坡支護。

圖1 分級排土示意圖

3.3 高邊坡監控量測

（1）測量點及斷面布置。①斷面設定原則：a.地面沉降測量段的縱向距離按山坡30m的起止距離布置。b.測點水平布置在≥5.0m的坡外，每兩級坡內埋設觀測樁。②測量點布置與埋設：使用全站儀釋放測量點，并參照水準點掩埋測量點。所有的基準點應與附近的高程相結合，以獲得原始的高程。在測量點挖一個長100mm，寬400mm，深400mm的坑，然后埋在地面測量點（自制）。觀測樁間距30m，測點填滿混凝土。待混凝土固結后，方可使用精密水平儀觀察沉降。地表沉降觀測點布置如圖2所示。

圖2 地表沉降量觀測點布置圖

（2）量測方法。全站儀將相同的截面測量點布置在一條直線上，采用Soka B40水準測量地面沉降。

3.4 錨桿施工

（1）錨桿鉆孔采用干式施工技術，禁止用水鉆探。

（2）錨桿的孔直徑是Φ130mm，錨孔定位的偏差不超過20mm，傾斜的寬容±1.0°，和錨長度的偏差不超過30mm。

（3）錨桿采用HRB400 鋼筋制成，每3m 配一根鋼筋，錨桿居中，保證孔內保護層厚度不小于40mm。位于腐蝕性巖土中的錨桿應按設計要求進行特殊處理，錨桿的兩端應牢固地焊接在鋼筋和網格鋼筋上，焊接必須符合規范，防護鋼筋厚度不小于30mm。

（4）鉆孔完成后，將完成的錨桿放入孔內。放置錨桿時，應防止錨桿體扭曲。注漿管應與錨桿一起放入孔內，管端應遠離孔底，它是300mm～500mm。將錨桿和注漿管插入孔內后灌漿，注漿一次完成，注漿壓力0.5MPa～1.5MPa，確保注漿充分。

（5）錨噴材料為純水泥漿，強度不小于30MPa。水泥為P.O42.5R，水灰比為0.38°～0.45°在施工過程中，可以根據需要添加加速器。水灰比通過配合比試驗確定。

（6）注漿時，應在澆注時拔出注漿管。需要注意的是，注漿口應始終位于漿體表面以下。在注漿的過程中，當漿體溢出孔口時，應隨時移動注漿管并拔出。

（7）錨桿施工前，應在現場選擇具有代表性的巖層進行錨桿拉拔試驗，確定錨桿與地面的粘結強度，并檢查錨桿的施工參數。

4 施工過程中存在的問題及應對措施

4.1 邊坡鉆孔出現塌孔

（1）問題詳述。由于本工程存在大量的碎石土，且部分粒徑較大，頂部6～7級邊坡在鉆孔過程中，按設計標高未能全部將碎石土清除，導致鉆孔過程中出現塌孔卡鉆現象。（2）應對措施。本項目綜合項目成本和現場實際情況，采用套用套管的方式鉆孔，增加了施工成本，確保了工程施工質量。

4.2 雨水從水溝中滲入坡面

（1）問題詳述。產生這種現象的主要原因是：①本項目排水溝和截水溝均采用漿砌片石結構，施工過程中片石間填塞的砂漿飽和度不足，雨水從縫隙中滲入；②部分采用機制砂，導致砂漿粘性不足，雨水從孔隙中滲入坡面；③坡面噴混與排水溝之間沒有緊密銜接，導致雨水從接縫處滲入坡面。

（2）應對措施。針對上述問題，一方面嚴格控制細砂原材料質量，嚴禁使用機制砂，應采用河沙，同時加強現場漿砌片石質量管控，對已成型的排水溝表面，再鋪設一層3cm厚度以上的水泥砂漿，并形成排水坡度，確保漿砌片石表面無縫隙、無接縫，保證雨水季節能夠順利排水。

4.3 設計開挖面仍存在松散碎石土

（1）問題詳述。本工程原為采石場，現有大量的碎石土，面積大且覆蓋厚度不均勻，原始地形地貌資料缺失，地勘資料未能準確體現實際情況，以致按設計標高開挖后坡面仍在碎石層。

（2）應對措施。因覆蓋碎石土厚度和范圍的隱蔽性，施工前無法獲取準備資料，經與設計溝通，效果不佳，仍繼續采用原設計方案。對出現此類問題，一方面積極與設計溝通，另一方面，采用套管工藝確保成孔質量，必要時延長鉆孔深度，確保錨桿錨入巖層有足夠的深度，同時加強坡頂雨水引排，避免坡頂存在碎石土外露的現狀，確保雨水季節所有地表水能夠沿排水系統引流。

4.4 坡面成型后仍暗藏地下水通道

（1）問題詳述。邊坡修筑完成后，在雨水季節期間，因坡面面積大，匯水量大，經發現存在坡底和分級平臺頂面涌水的現狀。主要原因是平臺水溝或邊坡背部地表水通過巖層孔隙滲入。（2）應對措施。一是通過涌水口，采取敲擊的方式，沿著涌水暗道，排查出雨水滲入口；二是在坡頂加設止水帷幕，避免山坡背部雨水通過巖層孔隙滲入邊坡，影響邊坡的穩定。

5 結論

通過對惠州四環南道路工程西坑東隧道口路塹高邊坡施工技術的研究，分析了施工的重難點及關鍵技術，同時對路塹邊坡施工過程中存在的問題產生的原因進行分析，并提出了解決措施，對我國同類型高邊坡施工有一定的參考與指導意義。