較軟巖地段路塹高邊坡施工安全技術應用研究

摘 "要：高邊坡施工安全是項目管理中一項十分重要的工作，以西南區(qū)域某市政工程為背景，以技術價值創(chuàng)造服務安全生產為總體思路，在高邊坡設計優(yōu)化、高邊坡開挖設備選型、防護工程安全管理3方面采取有效措施，形成可復制的高邊坡施工管理經驗，實現(xiàn)高邊坡施工全過程安全、質量、進度均受控的目標，為同類型高邊坡工程施工提供借鑒。

關鍵詞：高邊坡；安全管理；設計優(yōu)化；機械破碎；邊坡防護

中圖分類號：U416.14 " " "文獻標志碼：A " " " " "文章編號：2095-2945（2024）20-0177-04

Abstract： The construction safety of high slope is a very important work in project management. Taking a municipal project in southwest China as the background， taking the creation of technical value to serve safe production as the overall idea， effective measures are taken to form replicable construction management experience of high slope through three aspects： design optimization of high slope， selection of excavation equipment and safety management of protective engineering. To achieve the goal of controlling the safety， quality and progress of the whole process of high slope construction， so as to provide reference for the construction of the same type of high slope engineering.

Keywords： high slope; safety management; design optimization; mechanical crushing; slope protection

《“十四五”現(xiàn)代綜合交通運輸體系發(fā)展規(guī)劃》出，優(yōu)化綜合立體交通網(wǎng)絡，加快推進并行線、聯(lián)絡線以及待貫通路段建設。加快普通國省道低等級路段提質升級，將西部地區(qū)普通國道二級及以上公路比重提高到70%。該類項目將涉及較多山嶺重丘區(qū)域、不良地質構造，施工風險高、難度大。而在山嶺區(qū)域路塹邊坡施工安全管理也為施工安全管理的重點，其中坍塌、高處墜落、爆破3類風險為管理的重中之重，本文以較軟巖地段路塹高邊坡施工為例，通過安全技術的運用，實現(xiàn)全過程安全生產目標。

1 "工程概況

迎賓大道道路提升改造項目位于四川省南充市儀隴縣，道路總長5.93 km，寬度58 m，其中K3+100—K3+700段深挖路段落挖方數(shù)量約140萬m3，該段落挖方主要為砂巖、泥巖，巖石單軸天然抗壓強度為5～37.3 MPa，場地內巖層產狀呈近水平狀。采用逐級放坡開挖，錨桿框架梁支護。

2 "設計方案優(yōu)化

K3+100—K3+700段邊坡原設計最大高度約57 m，為7級邊坡；經原地貌復核，地形存在差異，實測最大高差為77 m，若采取原設計方案放坡將成為11級坡，面臨土石方工程數(shù)量增加、邊坡安全風險增大、用地紅線不足等問題。通過對現(xiàn)場地形、地質進一步摸排，考慮在不改變原設計錨桿框架梁支護形式的前提下，通過調整邊坡坡率、平臺寬度的方式進行設計方案優(yōu)化。

原設計方案，邊坡坡率為第一級1∶1，第二、三級1∶1.25，第四、五級1∶1.5，第六級1∶1.75，第七級及以上1∶2，每級邊坡高度8 m，級間設置2 m平臺。需挖設10級邊坡，最大開挖深度77 m，所需紅線寬度334 m。

優(yōu)化后方案：將高邊坡框架梁分為3個單元，每級邊坡高度8 m，每三級為一個單元，單元間設置8 m平臺，其余平臺寬度為2 m。第一單元各級坡率均為1∶1，第二、三單元坡率從下至上為第一、二級為1∶1，第三級為1：1.25（其中）。需挖設9級邊坡，最大開挖深度75 m，所需紅線寬度268 m。

方案優(yōu)化后，縮小了紅線寬度避免了紅線補征地問題，減少了土石方開挖數(shù)量，節(jié)約了工程造價，同時高邊坡單元平臺由2 m擴大至8 m，單元平臺在施工中同時兼作小型設備運輸通道及施工平臺，在保證邊坡施工安全的同時，極大程度提升了施工效率，如圖1所示。

3 "開挖方式選定

該項目為市政道路拓寬項目，且道路沿線涉及較多居民區(qū)，施工期間無法中段交通，且甲方不支持采用爆破施工，考慮施工安全因素，對路基石方采取機械破碎開挖方式進行，根據(jù)巖石強度及破碎程度，分別采用大型挖掘機、挖掘機巖石臂、挖掘機改潛孔鉆+挖掘機巖石臂3種方式進行機械開挖。各類巖石強度設備組合情況如下。

強度在5 MPa范圍內的巖石，配置40 t、50 t巖石臂進行機械破碎，在該強度范圍內的巖石破碎中，40 t巖石臂破碎效率約為80 t巖石臂的1/2，多臺設備可多點同步作業(yè)，可提高石方破碎運輸效率。

強度在5～15 MPa范圍內的巖石，配置60 t巖石臂或80 t挖掘機進行機械破碎，其中80 t挖掘機破碎成本較高，可在石方機械破碎后期進場，以石方解小作業(yè)為主，配合石方裝運，合理調配工序，保證其使用效率。

強度在15～25 MPa范圍內的巖石，配置80 t巖石臂進行破碎，在該強度范圍內其破碎功效仍可保持在100m3/h以上，且性能穩(wěn)定，在通過該類巖層后可繼續(xù)破碎其余低強度巖石。

強度在25 MPa以上的巖石，配置挖掘機改潛孔鉆+50 t巖石臂作業(yè)，該配置在40 MPa以內巖層適用，但功效較低，需合理組織，通常情況采取挖掘機改潛孔鉆不間斷作業(yè)，巖石臂僅在日間施工，以降低窩工造成成本增加的情況。

4 "邊坡防護設備更新

該項目為路塹邊坡防護形式多為錨桿框架梁，需要使用錨桿總長度約16萬m（單根錨桿長度14 m），需鉆設約11 000個錨孔，高邊坡錨桿工程量大，施工風險高，結合高邊坡施工“開挖一級、防護一級”的要求，錨桿框架梁施工進度為路基土石方工程中的關鍵工序。項目高邊坡錨桿鉆孔采用多功能錨桿鉆機，通過該設備的使用提升了錨桿鉆孔的安全性、生產效率。對錨桿鉆孔設備進行比選見表1。

經核算，采用履帶式錨桿鉆機節(jié)約成本約160萬元，通過機械化換人的方式克服了傳統(tǒng)氣動錨桿潛孔鉆機的安全風險，實現(xiàn)了本質安全，錨桿支護的快速施工實現(xiàn)了裸露邊坡及時穩(wěn)定，安全管控壓力得以有效緩解。此外機械設備更新也實現(xiàn)了有效的質量管控和簡便環(huán)保控制措施。目前市面上履帶式錨桿鉆機已大規(guī)模普及，可根據(jù)不同地質、工況選取適配設備，在大體量高邊坡錨桿、錨索施工中可有效起到降本增效的目的。

5 "安全防護方案優(yōu)化

該項目安全防護形式為錨桿框架梁，在錨桿安裝后，涉及框架梁鋼筋安裝、模板安裝、混凝土澆筑等工序，均為高處作業(yè)，而采用傳統(tǒng)的搭設腳手架方式在作業(yè)期間將涉及支架坍塌、高處墜落、物體打擊等傷害類型，作業(yè)安全風險高、施工難度大、功效低。為解決上述問題，對施工方案進行優(yōu)化，具體如下。

5.1 "采取錨固樁+防墜落裝置設置高處作業(yè)生命線替代腳手架

每級邊坡框架梁施工前在距離坡頂或平臺邊緣1 m處打設錨固樁，用于掛設防墜落裝置（由速差式自控器、安全繩、安全帶組合）。錨固樁采用φ28螺紋鋼/圓鋼，沿邊坡縱向布置，每間隔5 m布設1根錨固樁，錨固樁外露長度不小于0.5 m，錨固樁實際打入深度應結合現(xiàn)場實際地質綜合考慮確定，打入土體的深度不得小于1 m。其中，邊坡刻槽、框架梁模板安裝、混凝土澆筑及拆模養(yǎng)護均利用錨固樁+防墜落裝置配合進行施工作業(yè)。邊坡框架梁施工作業(yè)時，每位坡面作業(yè)人員均使用防墜落裝置，其中速差式自控器一端掛在錨固樁上（如圖2所示），另一端與安全帶連接。安全繩的長度限制在1.5～2 m，如圖3所示。

5.2 "搭設支架+防墜網(wǎng)設置最后防線

框架梁作業(yè)全過程為懸空作業(yè)，高處墜落風險極高，為確保全過程安全，在每級框架梁底部平臺設置支架+防墜網(wǎng)平臺，用于防止作業(yè)人員高處墜落。

在一級邊坡坡腳位置搭設支架+防墜網(wǎng)，增加水平生命線，支架離地高度3 m，采用φ48鋼管搭設，立桿間距3.5 m，縱向橫桿距坡面2 m，水平橫桿與坡面連接處采用φ28鋼筋錨固，錨固入土深度及深入錨桿深度均大于50 cm，立桿下端支撐于路塹邊溝側壁外側，在支架水平桿位置掛設安全平網(wǎng)（如圖4所示）。通過防墜網(wǎng)和防墜落裝置的設置對高邊坡作業(yè)起到了雙保險作用，降低高墜風險。

6 "結束語

建設項目安全管理工作，不僅是落實安全三要素（人的不安全行為、物的不安全狀態(tài)、管理上存在的缺陷）的控制，也更應該在技術安全、事前控制、本質安全方面考慮降低安全風險，消除安全隱患。該項目通過設計優(yōu)化、方案優(yōu)化、設備更新等技術手段，在高邊坡施工中取得明顯成效，迎賓大道框架梁總面積14.3萬m2，節(jié)約錨桿鉆設費用160萬元，支架搭設費用169萬元，且建設全過程未發(fā)生任何安全事件。

在設計方面通過九級邊坡優(yōu)化，實現(xiàn)了減少工程量、降低坍塌風險、增加作業(yè)空間等目標，類似項目也可結合地質情況，在邊坡施工中可考慮優(yōu)化開挖、支護形式，以確保安全。

在開挖方式及設備選型方面，放棄了功效更高的爆破施工，通過多機械組合的方式分巖石強度進行機械破碎，取代了爆破作業(yè)，在軟巖、較軟巖地段及涉及控制爆破地段，可以參考借鑒。

在邊坡支護方面，一是采用履帶式錨桿鉆機替代傳統(tǒng)氣動式錨桿鉆機，二是通過錨固樁+安全繩及支架+防墜網(wǎng)的方式，降低了高處墜落的風險，在市政工程及大體量錨桿、錨索框架梁施工區(qū)域可以推廣。

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