路塹高邊坡工程施工技術(shù)及施工管理研究

安文富，羅云發(fā)，祁富輝，代冬梅，吳超

（西南交通建設(shè)集團股份有限公司，昆明650000）

1 工程簡介

景谷至寧洱高速公路項目K91+801～K91+935 左側(cè)邊坡位于云南省景谷縣上昔朗境內(nèi)， 為路線橫切一西南向單向坡面坡腳而建設(shè)，路線走向方位角180°，略呈弧線形展布。根據(jù)設(shè)計提供的1∶2 000 地形圖及路線縱斷面圖，K91+670～K91+940屬左側(cè)挖方、右側(cè)填方路段，全長約270 m，主要形成左側(cè)邊坡，軸線最大挖方高度32.9 m，位于K91+860 處，左邊線最大坡高約47.0 m。 設(shè)計為7 級邊坡，第1 級設(shè)計防護為2 m 路塹矮墻支護，第2～4 級設(shè)計防護為混凝土框架系統(tǒng)錨桿支護，第5～6 級設(shè)計防護為φ25 mm 精軋螺紋鋼預(yù)應(yīng)力錨桿框架支護，第7 級設(shè)計防護為拱形骨架植草護坡支護。

根據(jù)地質(zhì)調(diào)繪、鉆孔揭露表明，此段路塹段存在順層，地勘沒有發(fā)現(xiàn)任何不利的地質(zhì)條件，如滑坡、崩塌或泥石流，也沒有特殊的巖土分布，但風(fēng)化砂巖表層風(fēng)化強烈，對邊坡穩(wěn)定不利。根據(jù)K91+801～K91+935 左側(cè)邊坡評估指標(biāo)選取11 項，該邊坡施工安全總體風(fēng)險值為F=51.47 分，風(fēng)險等級為Ⅲ級，屬高度風(fēng)險邊坡。 本文以此路塹高邊坡工程施工管理與風(fēng)險控制展開研究。

2 路塹高邊坡工程施工管理措施

2.1 施工計劃與進度管理

在制訂施工計劃時，施工單位應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行以下準(zhǔn)則：（1）施工單位要嚴(yán)格遵守安全第一的施工建設(shè)原則， 在制訂路塹高邊坡工程施工計劃之前，要對施工環(huán)境進行科學(xué)的勘測，并根據(jù)實際工程特點和環(huán)境影響因素劃定施工重點和難點， 在堅持安全施工、穩(wěn)定施工的前提下，制訂科學(xué)的施工計劃。 （2）為了能夠有效提高路塹高邊坡工程的施工進度， 對于重點施工環(huán)節(jié)要制訂多套施工方案，并且給予人力、物力方面的支持，重點突破重大施工環(huán)節(jié)的施工建設(shè)工作， 保證整個工程各個施工環(huán)節(jié)的緊密配合，保證施工進度能夠按照要求推進[1]。

2.2 施工人員與資源協(xié)調(diào)

路塹高邊坡工程與其他建設(shè)工程有很大區(qū)別， 其不僅需要更多的專業(yè)技術(shù)人才， 同時還需要大量的專業(yè)機械設(shè)備的支持。 從路塹高邊坡工程施工技術(shù)角度分析，路塹高邊坡工程的施工需要進行機械開挖、定點爆破、整體邊坡支護與加固等工作， 工程施工建設(shè)單位在施工人員配備上要根據(jù)施工工作特點進行專項配備， 保證工程建設(shè)有足夠的專業(yè)技術(shù)人員的支持，其中包括專業(yè)大型機械操作人員、爆破專業(yè)人才，以及工程支架保護人才等。

3 路塹高邊坡工程施工工藝與方法

3.1 高邊坡開挖技術(shù)

在實際情況中， 路塹高邊坡工程的開挖主要包含兩種施工工藝：機械化開挖與爆破技術(shù)，以及逐層開挖與階梯狀邊坡技術(shù)。 這兩種路塹高邊坡開挖技術(shù)各自有不同的施工特點。

3.1.1 機械化開挖與爆破技術(shù)

在路塹高邊坡工程實際施工過程中， 機械化開挖與爆破技術(shù)是最常用的施工技術(shù)之一。 在使用機械化開挖與爆破技術(shù)進行施工時，施工單位要高度重視以下工作內(nèi)容。

1）在使用機械化開挖與爆破技術(shù)之前，要對施工環(huán)境進行科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目睖y， 確定土質(zhì)土層以及巖石結(jié)構(gòu)的特點和結(jié)構(gòu)構(gòu)成，并制訂科學(xué)的施工計劃。

2）開挖時要重視防水工作的控制，按照施工計劃進行排水溝的設(shè)計與施工，并且將排水機械設(shè)備與排水溝緊密連接，以保證開挖工作的順利開展。 對于挖出的土方，要用機械運輸設(shè)備第一時間進行運輸清理， 嚴(yán)禁在開挖施工環(huán)境周圍堆放土方。

3）進行爆破施工時，要根據(jù)土質(zhì)土層以及巖石構(gòu)造制訂嚴(yán)謹(jǐn)?shù)谋朴媱潱陂_挖路塹中設(shè)置爆破主槽，并留出2 m左右的巖石層不能進行爆破，要使該巖石層作為爆破隔離墻，以保證整體爆破施工不會對周圍巖體和土層結(jié)構(gòu)造大面積的破壞[2]。

3.1.2 逐層開挖與階梯狀邊坡

除了機械化開挖與爆破技術(shù)之外， 逐層開挖與階梯狀邊坡施工技術(shù)也是常用的施工工藝。 與機械化開挖與爆破技術(shù)的應(yīng)用不同，逐層開挖與階梯狀邊坡施工，主要應(yīng)用于土質(zhì)土層與巖石結(jié)構(gòu)復(fù)雜且不穩(wěn)定的施工環(huán)境中， 施工時間比機械開挖時間要長。 在逐層開挖與階梯狀邊坡施工時，要尤為注重支護工作的開展， 保證在逐級開挖工作進行時每一級路塹開挖的施工安全。 通常情況下，在進行逐層開挖與階梯狀邊坡施工時，施工單位應(yīng)當(dāng)立即采取措施，對路塹進行一級防護和加固，以確保安全通行，保證整體開挖工作的施工安全。

3.2 邊坡支護與加固技術(shù)

3.2.1 混凝土拱形骨架支護技術(shù)

為了使路塹高邊坡工程施工更加安全、穩(wěn)定，進行路塹高邊坡工程施工時， 第7 級邊坡應(yīng)采用混凝土拱形骨架支護技術(shù)對路塹整體結(jié)構(gòu)進行加固支護。 在使用混凝土拱形骨架支護工作時，施工單位應(yīng)該從多個角度推進工作。 路塹高邊坡混凝土拱形骨架支護之前， 要對整體路塹高邊坡工程進行科學(xué)勘測。 在進行混凝土拱形骨架支護施工之前，還應(yīng)重點把控拱形骨架線形布置與混凝土澆筑工作。 （1）按照路塹高邊坡中心位置， 從中間向兩邊按照設(shè)計尺寸進行布置， 豎肋用白灰標(biāo)注，采用挖機進行刻槽，預(yù)先定制與豎肋同寬挖機斗；坡面應(yīng)平整、夯實，骨架嵌入坡面，外露10 cm。 （2）在支模、混凝土澆筑時，模板應(yīng)采用塑鋼摸，工藝輕便易裝、脫模簡便，外觀質(zhì)量平整光潔、豎肋順直、拱肋曲線圓順。 （3）混凝土需根據(jù)現(xiàn)場施工條件及原材料，嚴(yán)格控制和易性，確保施工質(zhì)量。

3.2.2 混凝土預(yù)應(yīng)力錨桿（精軋φ25 mm 螺紋鋼）支護技術(shù)

預(yù)應(yīng)力錨桿應(yīng)采用精軋φ25 mm 螺紋鋼，長15 m，錨固段8 m，自由段長7 m。安裝錨桿的位置需要注意，直徑為110 mm，傾斜度為20°。鉆進過程中，必須確保空氣流通，并使用高壓空氣進行沖洗。 此外，按照2.0 m 的間距安裝φ8 mm 的鋼筋，作為固定支撐，應(yīng)保證其位置準(zhǔn)確。 為了確保錨孔的安全性，還需要對其進行嚴(yán)格的檢查，確定其具有足夠的抗拉和抗剪能力。根據(jù)錨桿體的特殊結(jié)構(gòu)及其所需的固定力， 在挑選張拉設(shè)備之前，必須仔細審核其通用性，以確保其可靠的使用安全性[3]。為了確保預(yù)應(yīng)力錨桿的有效張拉， 需要按照墊板、 工作錨螺母、千斤頂?shù)认群蟛襟E，將其精確地放置到相同的位置，套入錨墊板，并擰緊，以確保其固定、牢固。 為確保其準(zhǔn)確固定，應(yīng)將其放到錨桿的軸線方向，與錨桿的軸線處于同一條直線，最后再進行預(yù)張拉。 在“雙控法”中，以張拉應(yīng)力為主，伸長量未付， 并對其進行詳細的測試和記錄。 當(dāng)拉力達到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)時，采用砂輪切割機切除多余的預(yù)應(yīng)力筋，預(yù)應(yīng)力筋的外露距離應(yīng)大于其直徑的1.5 倍，最少30 mm。 使用環(huán)氧樹脂對錨桿進行固定，在固定之前，先對錨桿周邊的混凝土進行清理和清潔，確保其完整性和穩(wěn)定性。 采用鋼筋網(wǎng)片作為凸起的錨點，并使用微膨脹的細石混凝土進行密實。

3.2.3 混凝土錨桿框格梁支護技術(shù)

普通錨桿采用φ28 mm 的螺紋鋼，長9 m，框格梁由C30鋼筋混凝土現(xiàn)澆，框格梁寬30 cm，高35 cm，橫向中心距取3.0 m，垂向中心距取2.5 m。 框架梁以3 根縱梁為1 片，施工時應(yīng)一次澆筑完成，每片預(yù)留2 cm 伸縮縫。 施工前應(yīng)進行檢查，確保坡面表面堅固，沒有任何滑動、滾動和松動的巖石或碎屑。 為了確保安裝錨固支撐， 應(yīng)對整個區(qū)域的構(gòu)造進行放樣，嚴(yán)格控制每個部分的位置誤差。 使用干式鉆機完成這項任務(wù)。 可以避免對邊坡巖石的影響，提高孔洞的密封效果。 錨固件的末尾必須和支撐結(jié)構(gòu)的柱鋼筋相連。 在注漿過程中，壓力應(yīng)在1～2 MPa，且注漿量必須符合設(shè)計要求，充盈系數(shù)應(yīng)設(shè)置在1.1～1.3。 將框架嵌入坡面20 cm 深， 在開挖溝槽或原地面時，如果發(fā)現(xiàn)局部空隙，應(yīng)立即使用M10 漿砌片石進行修補，以保證平整度。 為了確保錨桿的穩(wěn)定性，在現(xiàn)場必須進行嚴(yán)格的抗拔力測試，測試的根數(shù)不少于3 根。

4 路塹高邊坡工程風(fēng)險控制與應(yīng)急預(yù)案

4.1 應(yīng)急預(yù)案與響應(yīng)機制

為了進一步保證路塹高邊坡工程的施工安全， 切實有效加強整體工程風(fēng)險工作質(zhì)量， 施工建設(shè)單位應(yīng)建立科學(xué)嚴(yán)格的風(fēng)險控制措施，制訂嚴(yán)格的應(yīng)急預(yù)案和工作風(fēng)險響應(yīng)機制，全面提升整體工程的安全性與穩(wěn)定性。 （1）控制措施與應(yīng)急預(yù)案相關(guān)要求，當(dāng)路塹高邊坡工程處在低級別施工風(fēng)險時，可以根據(jù)施工計劃進行路塹的逐級開挖。 （2）施工單位要做好風(fēng)險監(jiān)測和預(yù)警工作， 當(dāng)路塹高邊坡工程施工的穩(wěn)定性出現(xiàn)不確定因素時，施工單位要及時進行預(yù)警響應(yīng)，啟動嚴(yán)格的風(fēng)險監(jiān)測措施，完善風(fēng)險預(yù)警和預(yù)報系統(tǒng)，防止重大安全施工事故的發(fā)生。 （3）在路塹高邊坡工程施工進行的過程中，要根據(jù)實際施工特點與風(fēng)險響應(yīng)，及時調(diào)整設(shè)計方案以及相應(yīng)施工參數(shù)，加強各類型支護工作質(zhì)量， 以確保整體施工工程能夠安全穩(wěn)定的進行。 在此工作中，適當(dāng)修改設(shè)計方案和施工參數(shù)尤為重要，施工單位要在保證施工安全的前提下，盡可能地保證整體工程施工進度的推進， 不能一味為了施工安全而耽誤施工進度。 （4）施工單位要制定科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)娘L(fēng)險響應(yīng)機制，建立專業(yè)的風(fēng)險控制管理工作團隊，一旦出現(xiàn)高風(fēng)險施工工作預(yù)警，管理團隊要第一時間啟動預(yù)警響應(yīng)機制， 并且根據(jù)實際施工情況及時做出調(diào)整，盡量降低安全事故發(fā)生的風(fēng)險。

4.2 技術(shù)措施與防范手段

1）施工單位要高度重視邊坡支護技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用。 路塹開挖過程中， 在利用好混凝土拱形骨架支護技術(shù)以及錨桿穩(wěn)固技術(shù)的同時，還要重視錨桿的加固處理，通過混凝土注漿、增加錨桿數(shù)量的方式，提高整體路塹高邊坡工程的穩(wěn)定性。

2）要高度重視排水工作的落實與執(zhí)行。 在路塹高邊坡工程施工過程中，由于施工工藝復(fù)雜、施工周期長，常出現(xiàn)雨天作業(yè)的情況， 這就需要在施工過程中高度重視排水工作的落實與執(zhí)行，尤其是在水量大時，要采用更為高效的排水措施。為了進一步提高排水工作的效果，在進行路塹高邊坡工程施工時，要盡量減少彎道的設(shè)計，以保證積水能夠更為順暢地排出。

3）施工建設(shè)單位要加強施工過程的監(jiān)督管理工作。 在路塹高邊坡工程施工過程中， 施工單位要進一步加強對施工工作過程的監(jiān)督與管理，充分掌握施工環(huán)境的實際特點，保證整體工程在安全穩(wěn)定的前提下能夠順利開展。 同時，在此工作過程中，施工建設(shè)單位還要清楚每一個施工重點，做好重點施工工作的檢查工作， 并且對重點工作的檢查做好相應(yīng)的檢查記錄，為后期工作的開展打好基礎(chǔ)。

5 結(jié)語

路塹高邊坡工程的施工質(zhì)量， 對整個公路工程的建設(shè)質(zhì)量有重大影響， 施工過程中施工單位應(yīng)高度重視路塹高邊坡工程施工質(zhì)量的控制工作以及風(fēng)險把控，完善施工管理機制，從細節(jié)入手，全面深入地進行工作，進一步提高路塹高邊坡工程的施工質(zhì)量和施工效率。