公路工程高邊坡開挖及防護施工技術探討

摘要 為保證該工程路塹高邊坡開挖防護能夠順利實施，保障作業人員人身安全及通行車輛安全行駛，提出了對工程地質條件復雜高邊坡路段邊坡開挖及防護的施工方法和控制方案。通過對國道G108、G248、G348西昌市過境公路二期工程中部分深挖路塹邊坡開挖和防護施工技術的分析，有效保證了工程項目的順利實施，取得良好效果，文章提出的施工技術方法對今后同類條件施工項目具有重要參考價值。

關鍵詞 公路工程；高邊坡；開挖；防護；施工技術

中圖分類號 U417.1文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2024）02-0090-03

0 引言

公路工程建設對推動地方經濟發展具有重要作用，隨著我國基建項目的快速推進和發展，近年來公路工程建設大多向偏遠地區推進，在偏遠地區公路工程建設中高邊坡的施工是關鍵之所在，強化高邊坡開挖及防護施工技術的應用是確保公路工程順利實施的重點，科學開展施工措施，能有效提升施工安全系數，促進公路建設項目的持續發展。

1 影響高邊坡開挖質量的因素分析

影響高邊坡開挖質量的因素是多方面的，主要因素如下[1]：

（1）邊坡的形態：邊坡的坡度和自然高度對邊坡的穩定具有重要影響，也是最為關鍵的因素。邊坡高度越高，控制因素越復雜，影響穩定的因素就會越多；邊坡越陡，就越會影響邊坡的穩定性。

（2）坡體結構：坡體結構不同，對邊坡的穩定性有至關重要的影響。不同的坡體結構，如土質或類土質邊坡、二元結構邊坡、巖質邊坡等，都對高邊坡的穩定性有不同的影響。

（3）基巖性質：基巖的強度、風化程度對邊坡穩定性有較大影響。尤其巖體的風化程度和產狀對邊坡穩定性有重要影響。

（4）開挖坡率：不同開挖坡率對邊坡穩定性有較大影響，過緩過陡都會產生不同程度的影響。過緩的坡率則擾動會較大，過陡的坡率可能導致坡體滑塌。

（5）外界環境因素：降水和地表水滲透情況是影響開挖高邊坡防護工作的直接原因。降水滲透可能導致開挖高邊坡變形，同時裂隙的出現為地表水的滲透提供了通道，加速了邊坡土體的瓦解。

（6）人為因素：邊坡開挖中人為因素對邊坡穩定性有較大影響，不同人的施工動作、行為、機械操作方式都存在差異，也會對邊坡穩定存在不同程度的影響，嚴重的會導致滑坡問題。

綜上所述，高邊坡開挖質量受地質條件和人為因素等因素影響。在邊坡設計和施工過程中，應充分考慮地質條件，選擇合適的施工方法和支護結構，同時加強施工管理，減少人為因素對邊坡穩定性的影響。

2 公路工程項目概況

國道G108、G248、G348西昌市過境公路二期工程起于天王山與菜籽山大道平交口（K16+143.372），緊鄰G5京昆高速以深挖路塹方式通過下蠻山，經馬鞍村、謝家堡子后設活龍互通與G348進行交通轉換并上跨成昆鐵路，后折向西南，跨越沉香溝、黑土灣，于王家山接縣道XW09，沿老路布設，經鐵合金廠外側、回民村，于大營附近連接國道G108，后沿G108線改建至海南鄉缸窯村附近與G248（原省道S212）相交，止于K34+960.080，路線全長18.824 km（長鏈7.38 m），地質條件復雜。該項目高邊坡路段分布情況如表1所示。

3 高邊坡施工方法及工藝

3.1 施工總體方案

路基開挖前做好塹頂臨時排水設施，并做好地質調查，查明順層邊坡。邊坡開挖方式需要根據地形情況、開挖斷面、開挖長度及巖體的產狀綜合考慮后確定。分別采用橫挖法、縱挖法、分段縱挖法以及混合式開挖方法。總體方案如下：

（1）先做好高速公路臨時防護工程措施，包括高速公路防護圍欄，鄰近高速路一側邊坡被動防護網。

（2）采用臺階法逐級開挖。因道路斷面右側鄰近高速公路，減小開挖臺階高度，臺階高度控制在4 m左右，臨近高速一側臺階高度控制在2 m左右。嚴格按照設計坡率、坡高測量放線，安放坡度架，按線開挖，不得超挖、欠挖。

（3）自上而下、逐級開挖、逐級防護：邊坡開挖需要從上而下逐級開挖，且開挖中需逐級進行加固，實現逐級開挖，逐級防護加固，保證邊坡開挖中巖體的穩定、安全。

（4）做好截水溝措施：邊坡開挖中排水工作是重要內容，排水也會對邊坡的穩定性產生重要的影響，因此，在邊坡開挖前需要事先做好截水溝，減少地表水對巖體的沖刷或滲入坡體后對邊坡穩定性產生影響。

（5）加強邊坡的變形觀測頻率，包括水平位移觀測及高程監測，觀測頻率根據邊坡開挖情況，每2 d觀測1次，要求雨后1～5 d，每天觀測1次。

3.2 高邊坡主要施工工藝和方法

3.2.1 邊坡開挖方法及工藝

采用臺階法逐級開挖，減小臺階高度（臺階高度為4 m），先期開挖路線左側，預留2～3 m寬臨近高速部分最后開挖，減小對運營高速的影響，每段開挖工作完成后，對邊坡進行及時防護，深挖路塹開挖一級防護一級，與路基成型平行流水作業[2-3]。

（1）根據地形的施工（開挖）方法。開挖施工中應做好挖掘機和自卸汽車配合，自上而下逐層挖掘，每層挖掘深度控制在3～5 m之間，以4 m為最佳。根據該段標邊坡的設計，每層挖深應按4 m進行控制。同時，沿路線方向修建便道，便道的縱坡應保證自卸汽車在空車情況下能夠順利爬到坡頂。在錯車處，應根據實際情況進行合理規劃。

（2）根據地質情況的施工（開挖）方法。路塹開挖橫向順序：上部橫向施工面寬度較大時，分兩步，先施工左側邊坡側，后施工靠高速公路側。內側部分分臺4 m高，鄰高速公路側分臺高度為2 m。下部橫向寬度較窄路段，從既有高速公路處開始逐漸向永久邊坡側推進，都采用較小分臺高度。具體如圖1所示。

路塹開挖縱向順序：在開挖過程中，首先沿路線方向修建施工便道，便道的縱坡需確保自卸汽車在空車狀態下能夠順利爬到坡頂。為確保施工安全，會在路線左右幅各修建一條施工便道，上下汽車的行駛分道而行。挖掘機將按照由高到低的順序進行分層分幅開挖，每層的開挖深度控制在3～5 m之間，每幅的寬度控制在8～10 m。在開挖過程中，將采用挖掘機配合自卸車進行運輸。具體如圖2所示。

（3）臨近高速公路側開挖方法。臨近高速側靠近邊坡處，平行于邊坡挖機先行開挖，再依次從臨空面向邊坡方向開挖。露出巖石部位，采用單臂鉤機向內側臨空面破碎松散后，挖機清理裝車。機械開挖臨近高速路一側時，派專人值守。

3.2.2 邊坡防護及排水工程施工方法及工藝

（1）臨近京昆高速高邊坡臨時防護。臨近京昆高速邊坡開挖時，在原京昆高速邊坡上橫向設置4道RX-075型被動防護網，被動網高度為4 m，京昆高速路占用一個應急車道以及行車道設置鋼管排架加掛設防拋網以防挖方滾石。

（2）人字骨架護坡施工：

①刷坡：待路基邊坡沉降穩定后，按設計坡度進行刷坡修整，填補坑洼，清除坡面浮土，確保坡面平整、無坑洼。

②骨架護坡預制：在選定的預制場內按設計尺寸規格進行骨架護坡的預制施工，混凝土強度C20，預制的骨架護坡表面平整，結構尺寸滿足要求。預制后的骨架護坡及時脫模，并按要求進行灑水養護，養護期最少為7 d。達到設計強度的70%后轉運至施工現場。

③人字骨架護坡的鋪砌施工：坡面修整完成后，進行準確的測量放樣，按樁位拉線，將坡面分割為一定規格的網格，網格由中間向坡面邊沿布置，中間網格大小為預制塊的整數倍。將滿足要求的預制塊運至施工現場，散布于網格中。鋪砌從下往上一層一層施工，每層鋪砌都必須垂直于坡面掛線。施工相鄰網格時縱橫線形必須與已完成網格一致，確保整個坡面的線形。鋪砌完成后采用M7.5砂漿勾縫，要求縫寬一致，線形順直。

④植草綠化：預制塊鋪砌完成后，在空心體內植草進行坡面綠化。

（3）錨桿框架梁施工：

①開挖、修坡：首先逐層開挖邊坡，每層開挖高度為錨桿上下排序大小，不得超挖，開挖一層后用人工及時修整。

②成孔：坡面修整好后按設計要求成孔，包括注漿前的清孔工作。

③設置鋼筋：成孔后，應對錨桿鋼筋表面進行防腐蝕處理，然后及時將鋼筋送入孔中。當錨桿錨固于無腐蝕條件地層內時，對錨桿表面進行除銹處理后不可再做特性處理，但錨桿必須居中，水泥砂漿保護層厚度不小于2 cm[4]。

④錨桿注漿：錨桿采用一次性注漿，即從孔底返漿法進行注漿。水泥砂漿的強度要求為7 d不低于20 MPa，28 d不低于30 MPa。配合比為1∶1（重量比），水灰比為0.4。注漿壓力不小于0.5 MPa。當孔口冒漿持續10 s以上時才可以停止灌注。為了增加漿液的流動性和水泥砂漿的早期強度，可在漿液中加入適量的減水劑和早強劑。

⑤開挖格子梁基礎，制作鋼筋骨架。

⑥澆筑格子梁。

（4）路塹墻施工。路塹矮擋墻采用C20現澆混凝土結構，高3 m，在路塹高邊坡坡腳處設置，采用“防水膠泥+塑料網帶裝級配碎石+袋裝砂礫層+黏土層”作為反濾層，墻內設置φ10 cmPVC泄水管進行排水。

（5）排水工程施工：

①針對較大的匯水面積，在坡口外征地線范圍內合適位置設置深0.6 m、底寬0.6 m的U形截水溝，使用漿砌片石鋪砌，使其呈現出臺階狀。為減少對景觀的影響，可通過綠化手段進行遮擋。當地面線較緩時，可設置V形土質截水溝。

②為確保截水溝內匯水的有效排放，兩端應通過急流槽引入排水溝。在挖方坡口存在地勢起伏的雞爪地形時，可在較低處設置急流槽作為泄水口，將水排至挖方邊溝。若截水溝連續長度超過400 m，也應選擇合適位置設置截流槽，將匯水排至挖方邊溝。

③在邊坡中部平臺設置小型攔水溝，尺寸為0.25 m（底部）、0.25 m（溝深），采用漿砌片石。一般情況下，碎落臺應根據實際情況設置攔水溝，并引入截水溝。當第一級邊坡為石砌擋墻時，第二級碎落臺可不做攔水溝。

通過以上措施，可以有效降低水患對坡面工程的影響，保證工程的穩定性和安全性。同時，合理設置攔水溝和截水溝，也有利于提高邊坡的綠化效果，美化環境。

4 高邊坡施工關注要點分析

根據對該項目施工過程分析，總結高邊坡施工關注要點主要包括以下幾點[5]：

（1）考慮緊鄰高速公路，優先設置高速公路必要的圍欄防護（鋼管排架），高邊坡設置臨時防護3道被動網以防邊坡開挖時有滑石等。

（2）高邊坡施工總的原則：開挖一級、防護加固一級；逐級開挖，逐級防護。調整邊坡開挖方式，分級開挖高度減少為4 m，優先開挖高邊坡左側，待左側形成臨空面后開挖右側鄰近高速公路面邊坡，可減少松散石料朝高速公路方向墜落，減小安全風險。

（3）應高度重視高邊坡地下水問題，完善綜合排水設施，并優先施工坡頂臨時截排水工程。

（4）在施工開挖過程中，應隨時進行地質核查，并對邊坡穩定性進行施工監測。一旦發現實際地質情況與設計不符或地質有異常變化，應立即通報相關部門。

（5）路基開挖后的邊坡如不能及時防護，應在其表面覆蓋塑料薄膜，以避免雨水沖刷造成坍塌。

（6）在施工過程中，應嚴格按照設計要求對深挖路基進行監測，并保證監測頻率。一旦監測數據超過規范允許值，應立即停工并及時通知監理、設計和業主單位進行分析處理。

5 結語

通過采取以上技術與措施進行處理，有效保證該工程路塹高邊坡開挖防護工程順利實施，通過安全生產管理工作，切實保障了作業人員人身安全及通行車輛安全行駛，確保京昆高速的安全運營，確保工程質量及合同工期的實現，采用該文所提出的方法工藝和方法，取得良好的施工效果。這些施工措施對今后同類項目條件施工，具有重要參考價值。

參考文獻

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[3]梁寶貴. 淺談祁臨高速公路高邊坡整治工程施工技術及管理[J]. 科學之友， 2011（21）： 90-91.

[4]李龍軍. 邊坡錨固技術在常吉高速公路路塹邊坡防護中的應用[J]. 中外建筑， 2009（6）： 227-228.

[5]鄧雷. 高速公路改擴建路塹高邊坡施工安全防護技術要點研究[J]. 工程建設與設計， 2021（12）： 150-153.

收稿日期：2023-11-29

作者簡介：陳翼（1987—），男，本科，工程師，從事合同管理和工程管理工作。