路基挖方邊坡防護施工措施研究

許永康

(云南省第三公路橋梁工程公司，昆明 650200)

路基挖方邊坡防護施工措施研究

許永康

(云南省第三公路橋梁工程公司，昆明 650200)

公路工程路基挖方邊坡(特別是高邊坡)的防護形式，主要根據影響邊坡穩定的因素而定，主要有地質因素和非地質因素兩種。地質因素是邊坡發生滑坡的主要條件，即自然狀態下也會發生邊坡滑坡。非地質因素是引起邊坡滑坡的外界條件和外力因素。巖石的巖性、周邊地質條件、地下水變化情況、山體結構及重力等都屬于影響邊坡穩定的地質因素。爆破地震效應、降雨降水、日久風化、人工開挖及露天開采等則屬于影響邊坡穩定的非地質因素。研究滑坡的成因及行為特點，加強對挖方邊坡的防護措施，消除安全隱患，其目的是為了防止邊坡滑坡，確保邊坡穩定，保證公路暢通和行車安全，保證工程施工和人民生命財產安全。

路基；邊坡防護；施工；措施

云南省地質復雜，地形高低崎嶇，部分地區雨、雪較多，這些因素影響了公路工程施工，因而路基挖方邊坡防護形式有很多。挖方邊坡主要有石質邊坡和土質邊坡，這兩種也細分為很多種類。在編寫工程施工組織設計時，要全面分析工程特點、水文地質條件、現場環境等因素，制定出能滿足邊坡施工技術安全要求的施工技術方案及施工措施，必要時聘請專業機構對高邊坡施工進行安全風險評估，以便采取相應的防護措施。挖方邊坡施工時，要嚴格執行制定的安全技術措施及有關規范和規程。

圖1 路基挖方邊坡防護圖示Fig.1 Roadbed excavation slope protection figure

1 路基挖方邊坡防護施工措施常用形式

為有效防止在公路施工中高邊坡開挖時出現土石塌方或滑坡事故，施工前必須對開挖的路基邊坡進行地質、地形情況的勘查。施工過程中對施工情況及地質是否變化進行動態的信息監測，對于現場的施工狀況和地質地況與原設計有差別的，要第一時間上報有關上級主管單位，重新設計施工方案。對公路路基邊坡的穩定情況監測的觀察點，可在路基邊坡的縱向方向每間隔50 m～100 m的距離設置一個穩定性觀測點，對于一些特殊性質的路基邊坡還可以根據其特殊情況適當縮小間隔距離，增加觀測斷面的觀測點，進行加密式觀測。定期觀測公路路基的邊坡或邊坡其他防護構造物的水平位移和沉降變化情況，在觀測過程中，如果發現觀測所得的數據超出國家的技術標準或規范值范圍，必須立即停止邊坡工程的現場施工，還要不間斷觀察其后續發展態勢，增加觀測頻次，根據不同的數據信息進行點位變動情況分析，第一時間將觀測結果上報給上級主管部門，由上級主管部門對變動情況進行具體的、深層的原因分析，制定出有效的治理方案，按照上級部門確定的處理方案解決問題，然后繼續觀察路基邊坡的異動情況，確定是否能進行路基邊坡的下一步施工。公路路基的高邊坡施工要盡量避免在雨季進行，如果一定要在雨季施工則必須要提前做好邊坡的排水設施，以便把邊坡積水排放至路基外，避免因雨水沖刷和浸泡邊坡而導致滑坡。排水溝或其他排水設施必須根據地形地貌進行設計，要與路基的溝渠相連，保證雨季排水暢通無阻，路基無積水，消除邊坡雨季施工時的雨水隱患。

挖方邊坡的防護形式主要有以下幾種：a.錨桿、錨索框格梁護坡。b.現澆、漿砌人字格或拱形骨架護坡。c.SNS掛網柔性主動防護。d.抗滑樁。e.掛網噴漿防護。f.護面墻、護坡。g.植草、植生袋防護。h.邊坡卸載。i.坡面設置排水管。j.石籠防護。k.掛網被動防護，等等。

2 路基挖方邊坡防護措施施工技術要點分析

第一，錨桿、錨索框格梁護坡。首先，錨桿框格梁的施工操作要注意以下幾點：其一，根據路塹邊坡防護工程設計圖紙，在需要鉆錨孔的位置，必須搭設橫向和縱向的腳手架作為鉆機和施工人員的操作平臺。錨桿框格梁防護更適用于土質挖方邊坡，施工過程中，框格梁要每隔10 m施工一道2 cm寬的豎向伸縮縫，用瀝青和麻絲在縫內填塞。施工前，要充分做好準備工作，對于錨孔的布置、鉆孔及錨桿的放置和注漿工作都要做好充分準備，施工過程中對于錨孔位置的定位一定要精準。當錨桿安放完畢后至水泥漿強度到設計齡期前不可以隨意碰撞動搖錨桿，要做好錨桿的保護工作，有效防止因受到敲擊、碰撞或拉拔錨桿而造成錨桿廢除的問題。其二，當錨桿施工完成后方可進行橫向肋柱的架線放樣，確定骨架邊距，進行骨架坑槽的開挖工作。其三，對于邊坡框架結構的鋼筋制作安裝作業，須按照路基邊坡的伸縮縫位置進行分解制作，按設計尺寸綁扎鋼筋形成框架，鋼筋骨架尺寸的規格要符合施工設計要求，鋼筋加工完成后要對其進行焊接，保證各骨架連接牢固，形成一個整體結構。其四，邊坡框格梁的框架模板必須使用質地堅硬平整的木質模板進行安裝，保證模板的安裝尺寸正確，模板必須支撐牢固，接縫緊密，線形順直，保護層的厚度必須符合施工設計的要求。其五，框架混凝土澆筑時要振搗密實，框架表面抹平收光，混凝土澆筑完成后必須灑水覆蓋養護。其六，當錨桿的注漿強度達到齡期后，對錨桿進行拉拔力檢測，拉拔力值合格后，方可進行框格梁的下道工序。其七，框架內植草。可采用高強土工格室加噴播草籽進行防護，其施工流程為坡表處理→土工格室放置、固定→回填土→噴播草籽→當幼苗植株長到5 cm～6 cm或2～3片葉時揭去覆蓋的無紡布。其次，預應力錨索框格梁的施工工藝除了要進行錨索的制作、安裝和張拉外，其他操作環節與錨桿的施工流程是大致相同的。在預應力錨索的錨固體與臺座的混凝土澆灌后，注漿和混凝土強度達到養生齡期并滿足設計強度的標準后，方可進行錨索的張拉作業。對其進行張拉作業必須采取分級張拉，使用專用的穿心式組合千斤頂進行張拉作業，這樣才能確保張拉結果與理論計算值的差值滿足設計及規范要求。

表1 錨桿檢查記錄表Tab.1 Bolt inspection record sheet

圖2 錨索張拉圖示Fig.2 Anchor tensioning illustration

實測項目項次檢查項目規定值或允許偏差檢查方法和頻率1錨索孔深(mm)不小于設計查鉆孔記錄2錨索孔徑(mm)不小于設計查鉆孔記錄3錨索長度(mm)不小于設計查原始記錄表4△注漿強度(MPa)不小于設計附錄D和F檢查5△張拉錨固力(KN)符合設計查原始記錄表6錨孔間距(mm)±100抽查10%，用鋼尺量7張拉伸長率(%)符合設計規定；設計未規定采用±6尺量：每索8斷絲、滑絲數每束一根，且每斷面不超過鋼絲總數的1%目測：逐根(束)檢查

圖3 錨桿(錨索)框格梁施工工藝流程圖Fig.3 Anchor (anchor cable) grid girder construction process flow chart

第二，現澆混凝土及砂漿砌人字格、拱形骨架邊坡防護。首先，現澆混凝土拱形、人字格骨架邊坡防護施工工藝為：a.施工前，按照路基拱形骨架設計的施工大樣圖和邊坡施工現場的坡面情況，對拱形、人字格骨架在邊坡上進行施工位置定點放樣，將坑槽和拱形、人字格位置在施工現場標識清楚，拱形部分采用特制形狀的樣架放樣，為保證骨架的平整性和完整性，掛線采用坡面掛線和橫向掛線相結合的方式進行施工放樣。b.嚴格控制骨架坑槽開挖的寬度和深度，尺寸符合設計及規范要求，不得超挖和欠挖，保證其骨架邊線順直，從上往下開挖。c.按照設計圖紙要求的孔深、孔徑鉆進錨孔，錨孔經檢驗合格后安放錨桿并注漿。d.骨架的網層鋼筋采用Φ16鋼筋，網層鋼筋與錨桿應焊接牢固，鋼筋骨架經檢驗合格后才能進行模板安裝。e.澆筑骨架混凝土應按照由下往上分段依次澆筑。注意必須采用人工插鋼釬振搗或振動棒振搗混凝土至密實。由于混凝土需要在坡面上澆筑，須嚴格控制混凝土坍落度(5 cm～7 cm)，且保證和易性良好。f.拱形、人字格護坡的沉降縫應每隔2道縱向骨架設一個，急流槽的設置以實際地形為準，間距不小于20 m。g.待混凝土初凝后，拆除模板，對混凝土骨架進行灑水覆蓋養護不少于7 d。拱形、人字格骨架框格內可植草防護和綠化。其次，漿砌拱形、人字格骨架護坡施工流程如下：清理邊坡→基槽開挖→漿砌片石施工→7.5#砂漿砌攔水塊→10#砂漿進行抹面→骨架框格內填土植草→沿路線方向每間隔10 m～15 m拱頂、護肩、邊坡平臺及護腳處設置一道沉降縫，并用瀝青麻絮填縫。

表3 現澆混凝土拱形、人字格骨架護坡檢查記錄表Tab.3 Cast-in-place concrete arch, chevron frame slope inspection record sheet

第三，SNS掛網柔性主動防護工程實施所規定的技術參數和技術要求主要有以下幾點：其一，SNS編網和支撐的繩子及拉錨系統所用到的鋼絲繩都必須符合國家的標準規定，所選用的鋼絲強度不能低于設計規定值，熱鍍鋅的技術等級不能低于AB級。高強度的鋼絲網格柵可以選用重量不小于150 g/m3的鋅鋁合金進行鍍層處理。其二，編網所使用到的鋼絲繩交叉的連接點處使用的固定裝置必須采用鋼制卡扣，鋼制卡扣厚度不能小于2 mm，且表面必須經過電鍍鋅處理，表面處理層的厚度必須大于或等于8 μm。編網所使用的鋁制接頭套管長度必須大于或等于50 mm，接頭套管的外直徑不能超過30 mm，接頭套管的管壁厚度必須大于或等于3 mm，鋁制接頭套管使用前，須經相關檢測單位進行性能測試，確保其連接能力必須大于或等于施工中的連接鋼絲繩的最小破壞力。其三，鋼絲繩的交叉結點處必須全部使用卡扣進行加固處理，在鋼絲繩接頭處必須使用鋁制接頭套管進行閉合壓接，施工時嚴禁使用外表出現裂痕或有明顯破損的卡扣和接頭套管，一經發現，立即將不合格材料清除出場。鋼絲繩交叉結點處的抗錯位拉力不能小于5 kN，鋼絲繩出現錯位后，鋼絲繩的剩余抗破斷拉力必須保證大于或等于原始的最小抗破斷拉力的90%。鋼絲繩交叉處的結點抗脫落拉力不能小于10 kN。其四，掛網柔性主動防護施工中嚴禁使用有斷絲或脫絲的鋼絲繩，如發現使用不合格材料，立即返工處理，并將不合格材料清除出場。鋼絲繩網保持平整，保證網繩無打結或扭曲，一張鋼絲繩網不得用三根以上的鋼絲繩編制，以此保障網的強度能滿足設計及規范要求。施工時選用單根直徑不小于16 mm的鋼絲繩，彎折后用卡扣或鋁合金固定套管緊固后作為鋼絲繩錨桿，并在固定后的環套內嵌套雞心環。

SNS掛網柔性主動防護的每個網格支撐繩的橫向和縱向長度均可設計為4.5 m，即形成正方形的網格形式鋪設安裝鋼絲繩網，支撐繩與布置在每個網格上的鋼絲繩錨桿連接后，進行預張拉。施工時必須保證每張鋼絲繩網與四周的支撐繩之間用縫合繩連接牢固并牢牢拉緊，這樣防護網就能緊緊貼在坡面上，對邊坡實施了很大的法向約束力，增強了坡體的穩定性，防止出現邊坡塌方或滑坡，并能夠將小部分墜落物限制在防護網內。SNS掛網柔性主動防護的施工工序如下：

清坡→定位放線→架設安全配備→鉆孔→灌漿→鋼繩錨桿制安→支撐繩安裝→鋼繩網安裝→檢查驗收

第四，通過地質勘查和分析，可預見高邊坡存在滑坡的可能，且滑坡面通過坡腳，可在坡腳設置抗滑樁，消除滑坡危險。抗滑樁施工順序為：清理場地→測放樁位→清理并穩固樁孔附近坡面和攔截地表水→人工跳一孔挖一孔→施工抗滑樁鎖口→開挖一節樁孔→綁扎護壁鋼筋→支模→澆筑護壁混凝土→開挖下一節樁孔→重復上面樁孔開挖工序直到設計標高→封底混凝土→綁扎樁身鋼筋→澆灌樁身混凝土→養護→樁身質量檢測→交工。

圖4 抗滑樁施工圖示Fig.4 Anti-slide pile construction figure

第五，掛網噴漿防護可采用C20噴射混凝土，錨桿采用φ22 mm鋼筋，按間距3 m(垂直)×3 m(水平)正方形布置。鋼筋的網格要選用φ10 mm鋼筋， 每個鋼筋網格制作的尺寸為各邊長200 mm。錨孔內的注漿標號為M30的水泥砂漿。噴漿層與坡面之間要安裝具有彈性的軟透水管，透水管的安放間距沿路線方向為2.5 m，才能有效地將積水排放到路基施工區域外。掛網噴漿防護的施工流程為：施工前組織工作→對施工現場進行測量→搭設腳手架及施工操作平臺→人工進行坡面清理工作→用鉆孔機械設備在坡面鉆錨孔→對錨孔進行驗收→對錨孔注水泥砂漿→安放錨桿→進行嵌入式透水管的安裝→按邊坡臺級分級安裝鋼筋網→對鋼筋網進行連接并焊牢固→分級進行噴射混凝土施工→拆除腳手架和操作臺→對噴射混凝土進行養護→對錨桿拉拔力進行檢測→驗收掛網噴漿防護工程。

第六，邊坡整體較穩定，但坡面有零碎土石，坡面不平整，而且邊坡不高時，可采用護面墻、護坡防護，防止坡面日久風化、邊坡沖刷，防止小面積的滑動型、流動型及落石型邊坡坍塌。護面墻和護坡除自重外，不擔負其他荷載，亦不承受墻后土壓力，因此護面墻和護坡所防護的挖方邊坡坡度應符合極限穩定邊坡的要求。

路塹邊坡護面墻及護坡一般是M7.5漿砌片塊石，或是C20片石混凝土，這里介紹M7.5漿砌片塊石護面墻及護坡施工。按照設計圖尺寸測量出結構物位置，設置坡度尺并掛線施工，要保證墻體和坡體的厚度、坡度和砌體的砂漿強度。護面墻鑲面石的厚度不得小于250 mm，選用合格的片塊石，嚴禁使用風化石，石料抗壓強度不得低于30 MPa，按照施工技術規范要求采用座漿擠漿法進行砌筑，做到砂漿飽滿，砌體無通縫。按設計圖中的施工要求設置泄水孔，泄水孔設置須正面低，背面高，以利于排水，泄水孔背面鋪設250 g/m2無紡土工布包裹碎石，利于坡面積水進入泄水孔。鑲面石按設計要求采用塊石進行砌筑，考慮美觀和砌體結構穩定，采用兩順一丁的工藝進行施工。砌筑后及時做好砂漿及抹面的養生工作。護面墻及護坡外觀要線形美觀，砌筑完成后進行勾縫。每隔10 m～15 m設置一道沉降縫，施工時沉降縫必須用20 mm厚泡沫板填塞，貫通沉降縫后再將泡沫板摳出，縫內填塞瀝青麻絮。在護面墻及護坡上每隔100 m左右(可視情況而定)設一道流水槽，當邊坡率陡于1∶1時，應在開挖路塹邊坡兩端修筑人行踏步兼流水槽，將各邊坡碎落臺的流水通過流水槽引入到路基排水溝或涵洞內。

第七，在路塹邊坡植草防護中，有部分路塹邊坡用三維網加播草籽防護，其施工的具體方法和施工要求如下：要對坡面進行清理，清除坡面上的松散土石及垃圾雜物，要保證坡面施工后平整、穩定。在邊坡安裝三維網時，三維網在坡頂面要多延伸出去0.8 m～1 m的長度再將其進行固定，三維網埋入坡頂截水溝或土層中的長度必須大于或等于0.5 m，自上而下平鋪在坡面上。相鄰的三維網之間的間搭寬度不能少于20 cm，保證網面緊貼在坡體，不能出現折皺和懸空現象。鋪設三維網時使用直徑為8 mm的鋼筋做成“U”型的鋼筋釘對三維網進行錨固，邊坡中間錨固間距為100 cm，坡頂錨固間距為50 cm，“U”型鋼筋釘必須將三維網緊緊地錨固在坡面上。在鋪設好三維網的坡面上進行回填土施工，回填土選用路基清表時的耕植土壤或黏性土壤，回填土的厚度要達到平均值7 cm，且要保證回填后坡面平整，保證三維網不出現外露、懸空、冒出空包。最后在回填土表面噴播草籽并用無紡布覆蓋，定期灑水澆灌噴播的草籽，保證草籽能夠快速發芽生長，然后揭去無紡布。

圖5 邊坡植草防護示意圖Fig.5 Slope grass protection diagram

還有的路塹邊坡在邊坡框架內填土植草或安放植生袋防護，框架內回填耕植土后，噴播植草或安放植生袋，達到綠化及邊坡防護的功效。填土植草施工工藝為：坡表處理→土工格室展開→固定→回填土→噴播→揭膜。

第八，在保證邊坡上方及兩側穩定的情況下，可在存在滑坡危險的主動區進行卸載，但不得在被動區卸載，以此減少邊坡的荷載，消除滑坡隱患，保證施工安全。邊坡卸載宜采取從上而下，從一端向另一端或從高到低逐級縱向開挖的施工方法。沿邊坡縱向將邊坡分為幾個臺階依次開挖，根據邊坡現場實際情況確定排危卸載的開挖寬度及深度，如開挖的寬度及深度不大，可以按橫斷面全寬縱向分層挖除，嚴禁在卸載施工范圍內堆載土方，及時將卸載的土石方清理出現場，堆放在指定的場地。卸載過程中，若實際地質情況與設計出入較大，應及時向相關上級單位匯報，采取相應措施，確保邊坡穩定。

第九，坡面設置排水管，邊坡內浸水較大時，截水溝和急流槽亦無法將浸水排出路基范圍，此時可在坡面設置排水管，排出邊坡坡體內的地下水。排水管施工技術要點如下：a.按照設計圖紙把排水管的位置在邊坡坡面上測量放樣出來，做好標記，排水管位置呈梅花形布置，間距3 m～5 m。b.排水管可用PVC管，排水管長度視設計孔深而定，排水管除出水一端留1 m長度不鉆孔，在其余管壁上鉆Ф10 mm的小孔，以利于地下水進入管內。c.按設計尺寸用鉆孔設備在坡面上鉆φ10 cm的管孔，孔深按設計圖紙而定，管孔經檢驗合格后，將排水管用無紡土工布包裹，有孔一端插入坡面孔內。排水管安裝好后用黏土將出水口端60 cm長度范圍的管周空隙堵塞密實即可。

第十，除以上邊坡防護形式外，常用的還有石籠防護及被動防護網等。石籠防護施工工藝為：坡腳定線→基底開挖→鋼筋石籠制作→鋼筋籠安裝→填石。被動防護網是由鋼絲繩網、高強度鐵絲格柵網、錨桿、工字鋼柱、上下拉錨繩、消能環、底座及上下支撐繩等部件構成，系統由鋼柱和鋼繩網連結組合構成一個整體，對所防護的區域形成坡面防護，從而阻止崩塌巖石的下墜，起到防止邊坡上的墜物傷害到車輛及人員的作用，保證公路暢通無阻。

3 路基挖方邊坡防護施工措施綜合運用

高邊坡防護形式除主要考慮以上措施外，還應注意水的因素，邊坡施工時，應同時施工排水設施，將地下水及時排出路基外，如水量過大，須開挖一級防護一級，如在雨季開挖，邊坡防護前可用遮雨布蓋住開挖坡面，防止雨水浸透邊坡導致滑坡。施工中如邊坡出現裂縫，須采取措施封堵裂縫，或進行邊坡卸載，或在坡腳回填反壓，或采取其他補救防護措施，待邊坡穩定后，方可進行下一步施工。同一邊坡的防護形式不是單一、孤立的，根據施工現場實際情況，幾種防護形式或措施可同時使用，以達到最佳、最經濟、最安全的邊坡防護功能。

4 結語

公路工程建設堅持以人為本，高邊坡施工時，注意人和機械設備安全，嚴格按制定的高邊坡專項施工安全方案操作。邊坡防護工程設計方案的制定，應綜合考慮多種影響因素，特別是地形、地質、降水、施工工藝等不利影響，結合公路施工技術標準及規范，確保工程安全，力爭不留安全隱患，不誘發邊坡災害，保證公路安全營運，并充分考慮工程施工的便利性、可實施性、務實性，使挖方邊坡成為一個穩定、安全、經濟的合格工程。

[1] 楊航宇.公路邊坡防護與整治[M].北京：人民交通出版社，2001.

[2] 王森昌.SNS柔性防護系統在邊坡防護中的應用[J].鐵道建筑技術，2004，(05)：26-28.

[3] 張富山.淺談高等級公路路基邊坡的損壞形式及防治[J].中國科技博覽，2009，(03)：49-50.

Studyonprotectivemeasuresforslopesideexcavation

XU Yong-kang

(Yunnan Third Highway Bridge Engineering Company, Kunming 650200, China)

The forms of protection for the side slope (especially the high slope) of the excavation of highway engineering subgrade are mainly based on the factors that affect the stability of the slope. Geological factors are the main conditions for the landslide on the slope. Non-geological factors are the external conditions and external forces that cause landslides. Rock lithology, the surrounding geological conditions, groundwater changes, mountain structure and gravity belong to the geological factors that affect the stability of the slope. Blasting seismic effects, precipitation, weathering, artificial excavation and open-pit mining belong to the non-geological factors. The purpose of this study is to prevent landslides, ensure the stability of slope, ensure the smooth flow of highway and traffic safety, and ensure safety of construction and people’s life and property.

Roadbed; Slope protection; Construction; Measures

U417.1

A

1674-8646(2017)24-0015-05

2017-10-17