深挖路塹施工與變形監測分析

康 晉 芳

(山西路橋第六工程有限公司，山西 晉中 030600)

0 引言

在工程地質條件差、隧道施工較困難的路段，可采用深挖路塹代替隧道，但往往開挖方量較大，邊坡穩定性也較差。隰吉高速公路部分路段主要為濕陷性黃土，穩定性較差，設計采用深挖路塹。路塹施工過程中，逐級進行邊坡開挖和支護。為了掌握邊坡變形情況，布置測點進行變形監測，收集數據作為分析邊坡穩定性的主要依據。

1 工程概況

隰縣至吉縣高速公路LJ12項目部，該合同段起點位于于家嶺隧道內，起點樁號K101+840，順接LJ11合同段終點。路線以直線向南，出隧道經高圪塔大橋后以直線進入瓦原隧道，隧道內設R=950 m平曲線，出隧道后設左轉R=750 m平曲線跨越羊尖溝，直線進入窯科隧道，終點為R=1 270 m(左幅R=1 100 m)平曲線接吉河高速公路吉縣樞紐，終點樁號K106+256.413，標段全長4.416 km。

2 深挖路基施工技術

2.1 土方開挖

開挖至接近路床時，應根據路基設計斷面進行測量放樣，必要時人工配合機械設備進行整形。路塹開挖每5 m為一層，從最上層縱向道路中線開始拉槽開挖，開挖至5 m后，采取橫向開挖，一層開挖完成后再進行下層開挖。按照設計要求，確定邊坡平臺位置，刷坡確定邊坡坡率。

深挖路塹開挖采用通道式縱挖法，選用挖掘機、裝載機、自卸汽車配合作業。土方開挖自上而下分層開挖，每層開挖有獨立的運輸路線，并設置排水溝作為臨時排水設施，確保排水暢通。開挖過程中加強測量，嚴格控制超挖、欠挖，并嚴禁掏洞取土。嚴格控制邊坡坡度，按照抽檢頻率使用坡比尺進行檢測，并及時進行糾正。每開挖2 m～4 m深進行一次刮坡，保證邊坡坡率準確。開挖后的土方用自卸汽車運往棄土場，嚴禁隨意堆放，并做好防護，防止水土流失。開挖過程中如發現邊坡土層性質與設計存在較大差異，應及時修改施工方案，保證施工安全。

2.2 邊坡防護工程

K104+440～K104+642.5段深挖路塹右側第1節～第6節邊坡率采用1∶0.75，第7節邊坡坡率采用1∶1.0，各級邊坡高度均為8 m，路肩以上各節邊坡平臺寬度分別為4 m，4 m，10 m，10 m，6 m，6 m，第1節、第2節邊坡采用C20片石混凝土窗孔式護面墻防護，第5節、第6節邊坡采用M7.5水泥砂漿砌筑MU30片石護腳墻+種紫穗槐防護，第3節、第4節、第7節邊坡采用M7.5水泥砂漿砌筑C25混凝土預制塊拱形骨架+種紫穗槐防護。各節邊坡平臺內側均設置平臺排水溝(寬度>6 m的平臺設置2道排水溝)，坡頂設塹頂截水溝，K104+510處設置急流槽。

路塹邊坡開挖一級防護一級，及時封閉保證邊坡穩定，完工后再進行下一級邊坡開挖。為了保證排水，每層開挖過程中做出縱坡和橫坡，以便于排水，防止雨水浸泡。路塹開挖至碎落臺位置時開始進行防護，首先進行清方，有突出巖石可使用風鎬處理。植草防護邊坡開挖后應盡快生物防護，防止邊坡長期裸露造成破壞。

3 深挖路塹變形監測

3.1 地表位移監測

3.1.1 監測方案

選取K104+440～K104+642.5段挖方路塹作為研究對象，該段路基邊坡不良地質主要為土質挖方邊坡、含軟弱夾層。土質邊坡不斷觀測樁采用深埋混凝土樁，觀測點選用Φ16鋼筋，頂端磨成半球形，中間刻十字。用施工平面控制點和水準點作監控測量基準點，地表位移監測采用全站儀，將測量結果進行專項記錄，作為判斷邊坡穩定性的主要依據。每段邊坡開挖應及時進行坡面、坡頂觀測，判斷無需變更設計后施工防護工程，再作下一坡面開挖。

選取K104+440.819，K104+508.724，K104+552.079，K104+599.127和K104+633.877五個監測斷面，布置測點進行地表位移監測，監測時間自2020年6月到2020年10月。前期每7 d監測一次，基本穩定后每14 d監測一次，變形穩定后每1個月監測一次。

3.1.2 水平位移監測結果分析

選取2020年6月1日～2020年10月7日監測結果作為研究對象，整理監測數據繪制累積水平位移隨時間變化曲線如圖1所示。

分析圖1曲線變化情況，可以得出6月1日～6月29日水平位移變化速度較快，后期逐漸趨緩，8月24日～10月7日5個監測斷面水平位移變形基本穩定。各監測斷面水平位移變形量隨時間不斷減緩，最后趨于穩定，變形逐步收斂，可以得出K104+440～K104+642.5段挖方路塹水平位移趨于穩定。

3.1.3 垂直位移監測結果分析

同樣選取2020年6月1日～2020年10月7日監測結果作為研究對象，整理監測數據繪制垂直位移隨時間變化曲線如圖2所示。

分析圖2曲線變化趨勢，6月1日～6月22日邊坡垂直位移變化速度較快，6月22日～7月12日邊坡垂直位移變化速度趨緩，7月12日～8月9日變形速率加快，8月9日～10月7日變形趨緩并逐步趨于穩定。7月12日～8月9日變形速率加快，分析原因是由于7月、8月為雨季，降雨量大造成的。通過對5個監測斷面的垂直位移進行總體分析，K104+440～K104+642.5段挖方路塹邊坡已呈現平穩、收斂的趨勢，說明邊坡穩定性良好。

3.2 深部位移監測

3.2.1 監測方案

為了進一步掌握邊坡內部變形情況，在邊坡內部布置鉆孔測斜儀，進行邊坡深部位移監測。在K104+440～K104+642.5段挖方路塹邊坡上部鉆孔布置鉆孔測斜儀，鉆孔深度為21 m，布置在K104+540.154斷面中部平臺，測孔布置如圖3所示。

3.2.2 監測結果分析

監測時間為2020年6月～2020年10月，前后進行了6次監測，其中1次為初始監測，其他5次為常規監測，不同時間邊坡深部位移監測結果如圖4所示。

分析各深度邊坡位移變化曲線，2020年6月～8月邊坡深部位移變化較大，9月、10月位移變化較小，逐步趨于穩定，且監測過程中沒有發現邊坡存在失穩滑動的跡象。分析不同深度位移變化情況，隨著深度增加位移變化量不斷下降，說明孔底穩定性最好。9月和10月邊坡深部位移變形量基本相同，說明邊坡深部變形基本穩定，但仍需在雨季、邊坡變形異常時加強監測，以保證邊坡穩定。

4 結語

根據隰吉高速公路K104+440～K104+642.5段深挖路塹工程地質情況和施工特點，制定施工方案進行路塹開挖和邊坡防護施工，并開展變形監測，分析邊坡的穩定性。分析路塹邊坡地表位移監測結果，施工前期變形量較大，后期逐步趨緩并趨于穩定。分析邊坡深部位移監測結果，10月邊坡深部位移變形基本沒有發生變化，說明邊坡深部變形基本穩定。綜合分析K104+440～K104+642.5段深挖路塹邊坡變形監測結果，完工后路塹邊坡穩定性良好，變形已基本穩定，但仍需繼續觀察，并在雨季、邊坡變形異常時加強監測。