臨近既有線70m超高石質(zhì)邊坡開挖安全技術(shù)實(shí)踐

周鵬 李嘯晨

摘 要：本文依托貴州省銅仁市沿河經(jīng)印江（木黃）至松桃高速公路土建TJ-10合同段九江樞紐互通IK0+330～I(xiàn)K0+418.094右側(cè)高邊坡施工，主要介紹了該段高邊坡路基施工面臨的邊坡開挖安全隱患、松銅高速保通等問題，通過合理規(guī)劃施工組織設(shè)計(jì)、采取安全防護(hù)以及松銅高速交通管制等措施，消除了高邊坡施工各項(xiàng)安全隱患，實(shí)現(xiàn)了該段邊坡開挖防護(hù)施工安全、質(zhì)量、工期等控制目標(biāo)。取得較為明顯的社會(huì)效益，為后續(xù)同類型工程施工積累了經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：既有線;高邊坡;開挖;安全;保通

0 引言

隨著我國基礎(chǔ)建設(shè)的快速發(fā)展，山區(qū)高速公路日益增多。山區(qū)地質(zhì)地形條件變化較大，以往的邊坡開挖與防護(hù)技術(shù)在一定程度上不能滿足工程建設(shè)需求，特別是一些破碎、穩(wěn)定性差的高陡邊坡，開挖與防護(hù)施工難度較大，必須對(duì)其進(jìn)行深入研究，采取有效的施工與安全防護(hù)技術(shù)，確保高速公路順利修建，確保工程安全。

臨近既有線超高邊坡開挖受地形地勢(shì)影響，便道修筑困難，與既有線臨近時(shí)開挖工藝受限，開挖過程中會(huì)對(duì)既有高速行駛車輛造成安全隱患。所以如何結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，選取科學(xué)、合理的安全防護(hù)措施及開挖工藝，解決邊坡開挖對(duì)既有高速造成的安全隱患等問題，同時(shí)實(shí)現(xiàn)超高邊坡開挖的安全、質(zhì)量、工期及成本管控目標(biāo)，是臨近既有線超高邊坡開挖施工中面對(duì)的主要問題。

1 工程概況

沿印松高速第十合同段位于貴州省銅仁市松桃縣境內(nèi)，在路線終點(diǎn)設(shè)雙T型樞紐互通（九江樞紐互通），與既有S15松銅高速相接，九江樞紐共設(shè)8條匝道。其中I匝道IK0+330～I(xiàn)K0+418.094右側(cè)挖方邊坡高71.161 m，距既有松銅高速最小距離6 m。邊坡巖體主要為強(qiáng)風(fēng)化層，強(qiáng)風(fēng)化基巖巖體破碎，風(fēng)化深度達(dá)5 m～10 m，質(zhì)軟。共設(shè)七級(jí)邊坡，六級(jí)平臺(tái)，其中四級(jí)平臺(tái)寬4 m，其余平臺(tái)寬2 m，臺(tái)階高度10 m。一級(jí)邊坡坡率為1：0.5，二～七級(jí)邊坡坡率為1：0.75。

2 存在問題

IK0+330～I(xiàn)K0+418.094右側(cè)邊坡下方為既有松銅高速，且松銅高速為運(yùn)營狀態(tài)，車流量較大。該段邊坡的開挖難免引發(fā)部分危石和碎石滾落至既有高速，因此如何避免邊坡開挖對(duì)既有松銅高速帶來的安全隱患成為本次施工面臨最直接的安全挑戰(zhàn)。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，IK0+330～I(xiàn)K0+418.094右側(cè)邊坡開挖存在以下幾個(gè)問題需解決。

（1）邊坡開挖過程中存在落石風(fēng)險(xiǎn)。

（2）邊坡開挖過程中，既有松銅高速車輛通行存在安全風(fēng)險(xiǎn)。

（3）邊坡距松銅高速較近，開挖無法采用爆破工藝。

3 施工方案設(shè)計(jì)

3.1 松銅高速交通導(dǎo)改

九江樞紐施工區(qū)域?qū)?yīng)松銅高速均為橋梁段，無法對(duì)松銅高速單幅全封閉，因此采用渠化車道方式進(jìn)行松銅高速交通導(dǎo)改。IK0+330～I(xiàn)K0+418.094邊坡施工前，需對(duì)松銅高速左線應(yīng)急車道及1/2行車道封閉，采取單車道通行模式，同時(shí)需按規(guī)范要求布設(shè)反光錐及警示標(biāo)志等，見圖3。

3.2 防護(hù)棚架設(shè)計(jì)

IK0+330～I(xiàn)K0+418.094邊坡開挖過程中，可能存在部分危巖、碎石從松銅高速正上方滾落，因此在松銅高速上設(shè)計(jì)防護(hù)棚架防止危巖、碎石滾落至高速。棚架下部結(jié)構(gòu)采用鋼管柱形式，基礎(chǔ)采用預(yù)制混凝土基礎(chǔ)，上部結(jié)構(gòu)采用工字鋼配合鋼板的形式，棚架頂面設(shè)緩沖網(wǎng)，在行車方向兩側(cè)設(shè)踢腳板，見圖4。

3.3 高速側(cè)向防護(hù)柵設(shè)計(jì)

IK0+330～I(xiàn)K0+418.094邊坡開挖過程中，可能存在部分危巖、碎石從松銅高速左線左側(cè)滾落至松銅高速，因此在松銅高速左線1/2行車道位置設(shè)計(jì)防護(hù)柵，用以阻擋滾落危巖及碎石。防護(hù)柵采用工字鋼底座及豎梁，滿掛竹膠板，在防護(hù)柵內(nèi)側(cè)松銅高速上滿鋪沙袋，見圖5。

3.4 被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)設(shè)計(jì)

IK0+330～I(xiàn)K0+418.094邊坡每級(jí)邊坡開挖前在下一級(jí)邊坡頂安裝被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)，作為臨時(shí)防護(hù)措施，防止開挖過程中滾石落至松銅高速，被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)重復(fù)使用。

4 施工過程控制

4.1 松銅高速交通導(dǎo)改

4.1.1 導(dǎo)改原則

松銅高速交通導(dǎo)改施工期間不中斷交通，保證松銅高速正常通行。對(duì)松銅高速交通的影響程度降低至最低、時(shí)間減少到最短。工程大部分安排在白天施工，關(guān)鍵工序安排在夜間車流量較小的時(shí)段進(jìn)行。在施工路段區(qū)域的主要交通節(jié)點(diǎn)處，設(shè)置告示及警示標(biāo)志，合理分流，做到交通流均衡分布，一方面提高周圍路網(wǎng)的通行能力，另一方面盡量減少對(duì)周邊路網(wǎng)的交通壓力。同時(shí)在施工區(qū)域布設(shè)對(duì)應(yīng)的道路交通安全管理設(shè)施，保障交通暢通和順利實(shí)施施工作業(yè)。

4.1.2 方案審批

涉松銅高速專項(xiàng)施工方案除了按正常程序完成參建單位內(nèi)部審批外，必須同時(shí)經(jīng)貴州省高速公路管理局、銅仁高速公路管理處、貴州松銅高速公路有限公司（松銅高速運(yùn)營單位）、松桃交警、松銅路政等單位審批并報(bào)備相關(guān)資料。

4.1.3 交通導(dǎo)改

按照相關(guān)部門要求，提前做好道路交通信息發(fā)布工作，確保所有交通組織工作到位后，再開始施工。在涉松銅高速公路段施工前7天，經(jīng)交通主管部門審批后，在松桃縣的相關(guān)收費(fèi)站入口處設(shè)立交通管制路段指示圖，及限高限寬提示牌;在高德、百度、騰訊和北斗等地圖上發(fā)布道路施工信息;通過廣播、電臺(tái)、電視、網(wǎng)站和論壇等渠道發(fā)布道路施工信息;提醒過往車輛注意施工時(shí)段，避免造成交通阻塞。

交通組織所需用的標(biāo)志標(biāo)牌、隔離設(shè)施、上路車輛等提前做好充分準(zhǔn)備，按照國家標(biāo)準(zhǔn)《道路交通標(biāo)志標(biāo)線》（GB-5768-2017）設(shè)置標(biāo)志牌，參照道路交通標(biāo)志和標(biāo)線第4部分：作業(yè)區(qū)（GB-5768.4-2017）進(jìn)行導(dǎo)改標(biāo)識(shí)安裝。對(duì)上路人員進(jìn)行上路安全注意事項(xiàng)培訓(xùn)，并經(jīng)考核合格后上路。交通協(xié)管員和安全員需經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)后，并穿戴統(tǒng)一的反光背心上崗，配合交警進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)指揮、疏導(dǎo)交通。安全區(qū)域內(nèi)設(shè)立巡視員，保證標(biāo)志設(shè)置完好齊全。交通協(xié)管員負(fù)責(zé)協(xié)助交警指揮車輛，疏導(dǎo)交通。安全員對(duì)整個(gè)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行巡視檢查，排查現(xiàn)場(chǎng)存在隱患并及時(shí)處理。

4.2 防護(hù)棚架搭設(shè)施工

4.2.1 防護(hù)棚架基礎(chǔ)施工

（1）由測(cè)量人員按照防護(hù)棚架設(shè)計(jì)圖對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行放樣，基礎(chǔ)中心線允許偏差不得超過5 cm。棚架基礎(chǔ)底部應(yīng)置于橋面上。

（2）根據(jù)放樣點(diǎn)位將提前預(yù)制好的混凝土基礎(chǔ)塊吊裝至對(duì)應(yīng)位置，預(yù)制塊頂提前預(yù)埋鋼板。

4.2.2 防護(hù)棚架下部結(jié)構(gòu)施工

（1）鋼管型號(hào)為φ300×8 mm，鋼管立柱長(zhǎng)度要與設(shè)計(jì)一致，如需切割，切割面必須打磨平整。

（2）法蘭盤與鋼管立柱結(jié)合部位采用滿焊，焊縫厚度不小于8 mm。

（3）鋼管立柱安裝時(shí)必須保證豎直，立柱法蘭盤通過錨固螺栓連接牢固，確保法蘭盤緊貼立柱基礎(chǔ)頂面。

（4）相鄰兩根鋼管立柱通過兩根水平及斜向槽鋼焊接在一起，焊縫厚度不小于8 mm，以確保鋼管立柱及防護(hù)棚架整體穩(wěn)定性。

4.2.3 防護(hù)棚架上部結(jié)構(gòu)施工

（1）首先鋪設(shè)I40 c工字鋼，作為橫向分配梁，再與鋼管立柱頂部法蘭盤周邊滿焊連接。

（2）縱向分配梁采用I14 b工字鋼，置于橫向分配梁上。

（3）待縱向分配梁全部安裝就位后，縱向分配梁兩側(cè)與橫向分配梁焊接形成整體，確保縱向分配梁整體穩(wěn)定性，其上滿鋪5 mm厚鋼板，鋼板間采取滿焊，鋼板與縱向分配梁焊縫長(zhǎng)度不小于2 cm。

（4）在防護(hù)棚架面板行車方向兩側(cè)設(shè)置踢腳板，兼顧攔水的作用，高度不小于180 mm，采用10 mm厚鋼板立焊于防護(hù)棚架面板上，焊接采用滿焊。

4.2.4 警示標(biāo)志安裝

在來車方向防護(hù)棚架左右側(cè)立柱及頂板側(cè)面滿貼反光標(biāo)志，同時(shí)安裝燈帶及限高提醒標(biāo)志。

4.3 側(cè)向防護(hù)柵施工

4.3.1 防護(hù)柵加工

防護(hù)柵單個(gè)立架在鋼筋加工場(chǎng)集中加工，立架豎桿采用I14 b工字鋼，底撐采用I12 b工字鋼，斜撐采用I12 b工字鋼，立桿、底撐、斜撐焊接為一個(gè)整體，立桿上均安裝反光裝置，加工完成后運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)。

4.3.2 防護(hù)柵安裝

（1）施工現(xiàn)場(chǎng)采用吊車吊裝立架，按間距1.5 m布置，現(xiàn)場(chǎng)焊接橫桿，橫桿采用I12 b工字鋼，間距1 m，相鄰兩底撐用φ16螺紋鋼焊接，連接成整體，確保防護(hù)柵穩(wěn)定性。

（2）防護(hù)柵架體完成后，在側(cè)面安裝竹跳板，使用鐵絲將竹跳板與架體綁扎連接。

（3）在防護(hù)柵內(nèi)側(cè)鋪設(shè)四層沙袋，底層滿鋪，上層沙袋橫橋向鋪設(shè)寬度按0.75 m遞減，一方面起到落石緩沖作用，另一方面集中沙袋重力作用于底撐，增強(qiáng)防護(hù)柵自重反力。

4.4 被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)施工

（1）施工順序：錨桿、鋼柱基礎(chǔ)定位→鉆鑿地腳螺栓錨孔→安裝基座及錨桿→安裝、調(diào)試鋼柱及拉錨繩→張掛雙絞六邊形網(wǎng)→張掛、連接環(huán)形網(wǎng)→安裝、調(diào)試支撐繩。

（2）錨桿水泥砂漿從孔底反壓注漿，保證注漿密實(shí)飽滿。

（3）被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)布置沿等高線走向，以能最大程度攔截落石為原則。鋼柱基座放樣時(shí)，各鋼柱基座位置盡可能設(shè)在同一等高線上，相鄰鋼柱基座間高差控制在0.5 m內(nèi)。

（4）上下支撐繩減壓環(huán)安裝，減壓環(huán)距鋼柱距離不小于1.5 m，2 m為宜。

（5）低凹地面之間空洞最低點(diǎn)與下支撐繩相距大于30 cm，使用菱形網(wǎng)加雙絞六邊形網(wǎng)填補(bǔ);相距小于30 cm，使用鋼絲繩加雙絞六邊形網(wǎng)填補(bǔ)。

（6）雙絞六邊形網(wǎng)鋪掛在環(huán)形網(wǎng)的內(nèi)側(cè)，應(yīng)疊蓋環(huán)形網(wǎng)并向外折疊15 cm;用扎絲將雙絞六邊形網(wǎng)固定到環(huán)形網(wǎng)上，每平方米固定不少于4處;每張雙絞六邊形網(wǎng)連接處應(yīng)疊蓋5 cm。

5 總結(jié)

九江樞紐互通I匝道IK0+330～I(xiàn)K0+418.094右側(cè)臨近既有線70 m超高邊坡作為本項(xiàng)目重點(diǎn)、難點(diǎn)工程，項(xiàng)目高度重視，多次請(qǐng)教各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和專家，集思廣益，采取了既有線交通導(dǎo)改、設(shè)置防護(hù)棚架、側(cè)向防護(hù)柵、被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)等措施，成功的消除了邊坡開挖過程中的安全隱患，同時(shí)確保了既有線松銅高速的正常通行，保證了項(xiàng)目工期計(jì)劃，得到了上級(jí)單位的認(rèn)可。為今后同類工程施工積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

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