李 浩

(福建建工集團有限責任公司，福州 350000)

1 前言

我國公路路網建設隨著經濟的發(fā)展日趨完善， 且仍在迅速向農村邊遠地區(qū)擴展， 公路推動了我國的現代化進程，是保障當地經濟平穩(wěn)發(fā)展的基礎和前提[1]。 由于部分公路處于復雜的地形地質環(huán)境中， 挖方路基和高填方路基相應出現， 這些公路結構帶來的直接問題就是高邊坡及其穩(wěn)定性。一般情況下，高邊坡并不具備一定的穩(wěn)定性，且施工人員在挖掘路基時，破壞邊坡土質結構，影響邊坡植物而導致水土流失，進而引起邊坡塌陷，同時其他各種因素還會造成邊坡滑坡、裂縫等等，最終堵塞、破壞道路，給交通安全帶來不利影響。 因此，探究公路路基高邊坡施工技術具有十分重要的現實意義。

2 工程概況

閩清縣X125 線池園鎮(zhèn)(潘亭村)至上蓮鄉(xiāng)段公路工程路線起點K15+145.793 接池園鎮(zhèn)(潘亭村)X125 線，途經池園鎮(zhèn)東前村、 店前村、 上蓮鄉(xiāng)溪坪村， 終點K20+094.851 平交蓮埔村街道，路線總長為4.949 km，本工程公路等級為二級公路，設計車速60 km/h，雙向二車道、路基寬度為12 m、車道寬度為3.5 m。 本工程共新建橋梁2座，分別是東前大橋和店前大橋，隧道1 座為上蓮隧道，項目工程造價10487 萬元。 本標段共有6 段屬于高邊坡防護工程，分別為：①K15+400～K15+525 段；②K16+640～K16+740 段；③K17+500～K17+540 段；④K17+700～K17+780 段；⑤K19+220～K19+260 段；⑥K19+745～K19+777 段路塹。

3 高邊坡施工方案

3.1 邊坡地質情況

本標段邊坡高度范圍為32～38.5 m，K17+500～K17+540 段、K17+700～K17+780 段及K17+700～K17+780 段地質情況接近，為土巖邊坡，上部為坡積層，下部為侏羅系南園組凝灰熔巖(J3n) 風化層。 K16+640～K16+740 段及K19+220～K19+260 段地質情況接近，為土質邊坡，場區(qū)表層為第四系填土、坡積層，下部基巖為侏羅系南園組凝灰熔巖(J3n)風化層。K19+745～K19+777 段邊坡土層土質差，邊坡穩(wěn)定性較差，從上到下依次為：坡積粉質粘土、凝灰熔巖殘積粘性土、含有斷層生成的破碎帶(斷層角礫巖、碎裂巖、糜棱巖或斷層泥等)。

3.2 邊坡施工方案

本工程邊坡結構為：第一級坡率為1∶(0.5～0.75)，中風化凝灰熔巖；第二級坡率為1∶1，砂土狀強風化+中風化凝灰熔巖；第三級坡率為1∶(1～1.25)，砂土狀強風化凝灰熔巖；第四級坡率為1∶1.25，凝灰熔巖殘積性粘土+全風化凝灰熔巖；第五級坡率為1∶1.25，粉質粘土。 各段邊坡防護施工方案見表1。

4 高邊坡施工方法

4.1 石質路塹施工

石質路塹施工主要流程為：(1)測量放線：確定開挖邊界，一般可根據原地面高程及邊坡率推算，施工時應經常檢查邊坡坡腳線位置及標高， 確保開挖邊坡符合設計坡度要求。(2)截水溝施工：本工程采用C15 混凝土進行截排水溝施工，在邊坡頂5 m 外設截水溝，為防止截水溝基坑被雨水沖刷，開挖后立即鋪砌，但鋪砌前應注意檢查截水溝的凈空及砌筑高度， 片石砌筑時砂漿填縫應飽滿、均勻。 (3)邊坡修整：采用挖機，坡面應平順，注意石質邊坡應對坡面危石進行清理， 挖不掉的堅石可用液壓鎬輕輕敲擊，不可狠鑿猛挖。(4)潛孔鉆+液壓鎬開挖：本工程高邊坡開挖施工順序為自上而下分層開挖，分層高度4 m 左右，先開挖輪廓線、平臺線，再布置潛孔鉆鉆孔位置，用紅油漆畫圈布點，布點間距為100 cm×100 cm，潛孔鉆根據放樣位置鉆孔，應避開平臺邊線，鉆孔深度≤2 m，且應分層鉆孔。 液壓鎬根據鉆好的孔位對巖石進行沖擊破碎或剝離，邊坡附近應及時對邊坡進行修整，修整過程中應控制液壓鎬破碎力度， 不允許出現虧坡或坡比過大的情況出現，第一級(層)施工平臺上的巖層破碎到位并將坡面修整后，再進行下一級(層)施工平臺巖體的破碎，剝離后的塊石應及時轉運至下方。 施工步驟示意見圖1。

表1 各段高邊坡防護施工方案

圖1 石質路塹施工步驟示意圖

4.2 錨索框架梁工程施工

施工過程中，由于持續(xù)強降雨，K19+745～K19+777 段邊坡在K19+765 處坡頂有兩處泉眼在短時間內大量往外冒水，且含有斷層生成的破碎帶(斷層角礫巖、碎裂巖、糜棱巖或斷層泥等)，雨水滲入該段邊坡坡體內，導致局部坡面出現溜塌， 針對該情況本段第二級采用8 m×8 m預應力錨桿框架梁防護，K19+745～K19+777 段支護剖面圖如圖2 所示。預應力錨索框架是本工程施工難度最大、施工工藝及工序多、工期最長的防護施工分項工程，該段邊坡全長32 m，采用4 束鋼絞線錨索，錨索長30～34 m，錨固段長8～12 m，單孔設計拉力350 kN/孔，格梁方形布置，間距4.0 m×5.6 m，截面尺寸為0.5 m×0.6 m。 錨索施工工藝流程為： 錨索編制→修坡測孔→鉆孔→錨索安裝→注漿→封孔注漿→框架梁、錨斜托→張拉、鎖定、補漿→C30 砼封錨。

圖2 K19+745～K19+777 段支護剖面圖

(1)坡面修整：人工自上而下分層修坡，錨索框架梁邊坡開挖時每層開挖高度為錨索上下橫梁間距， 至下級平臺開挖格梁基礎并施作錨索， 土質坡應用彩條布覆蓋以防止雨水沖刷。

(2)腳手架搭設：采用3 號鋼焊管尺寸為Φ48 mm×3.5 mm，扣件應貼合鋼管，立桿縱距1.0 m，大橫桿步距1.2 m，小橫桿間距1.5 m，立桿、大橫桿均采用扣件對接，離地250 mm 設掃地桿、6 m 設一道剪刀撐。 平臺上鋪設厚度25 mm×3000 mm 松木板。 腳手架地基采用厚10cm C15 混凝土硬化處理。

(3)施作錨孔：用紅油漆標示錨索開孔位置，位置偏差≤±20 mm，驗收合格的錨孔應進行編號；由于水鉆會導致邊坡巖土工程地質條件惡化且孔壁粘結性能差，鉆孔方式應采用干鉆，鉆孔機具根據錨固地層類別、錨孔孔徑及深度等確定[2]，本工程巖層中采用YQ100 型電空潛孔錨索鉆機潛孔沖擊成孔， 巖層破碎處則采用跟管鉆進技術。 鉆孔時應實時記錄施工現場情況(鉆壓、轉速、孔深等)，為確保孔徑、孔深，鉆頭直徑應≥設計孔徑，實際鉆孔深度與設計孔深之差應≥0.2 m，鉆至符合要求孔深后不能立即停鉆，應穩(wěn)鉆1～2 min，防止孔底尖滅，且應通過風壓為0.2～0.4 MPa 的高壓風清理孔內巖粉及水體；若遇塌孔縮孔等現象應立即停鉆， 且對孔道進行固壁灌漿處理，水泥砂漿初凝后再重新掃孔鉆進。錨孔經監(jiān)理檢驗合格后用織物堵塞保護待用。

(4)錨索體制作及安裝：預應力錨索組成為格梁+自由段+錨固段，采用4 束鋼絞線錨索，鋼筋沿錨索體軸線方向每2 m 設置一道架線環(huán)， 保證錨索體保護層厚度不小于2 cm。 自由端套管采用HDPE 管，自由端封堵采用防水膠布多層綁扎。 人工安裝錨索體，用高壓風吹孔，錨索緩慢放入孔內， 鋼尺測量孔外露出預應力筋長度以計算孔內錨索長度，確保有效錨固長度。

(5)錨固注漿：采用普通硅酸鹽水泥注漿，本工程水泥砂漿配合比為1∶1(重量比)，水灰比為0.4～0.5，強度不低于40 MPa。 注漿壓力為0.5～0.8 MPa，控制實際注漿量理論計算注漿量，待孔口溢漿開始5 min 后停止注漿，水泥砂漿凝固后體積收縮應進行補漿，直至注滿，注漿結束后清洗注漿設備(注漿管、槍、套管等)。

(6)鋼筋混凝土框架梁施工：框架梁坡度1∶1，采用C30混凝土現場整體澆注。完成坡面修整及框架梁基槽開挖，基槽底部應潔凈密實，施工順序為先豎梁后橫梁，手動綁扎鋼筋、立模板，鋼筋錨釘固定模板后澆筑混凝土，應連續(xù)作業(yè)，拆模后養(yǎng)護時間7 d。

(7)錨索張拉、鎖定及封錨：錨索設計拉力為350 kN，張拉分級穩(wěn)壓3 min，最后一級穩(wěn)壓≥5 min，張拉鎖定檢驗后切除錨索多余長度， 封錨混凝土等級應高框架梁混凝土一級(即高于C30)。

4.3 液壓客土噴播植草灌防護施工

液壓客土噴播植草灌防護施工順序為： 坡面清理→施噴殺蟲菌劑→機械液壓噴播草籽→覆蓋無紡布→種植地表灌木→養(yǎng)護。 測量放樣定出液壓噴播植草護坡范圍后將范圍內坡面的碎石塊及雜物清除， 施噴殺蟲菌劑后將已通過機械攪拌均勻的草種、纖維、土壤改良劑、復合肥混合液噴射到坡面，噴射順序為自上而下，隨后蓋膜養(yǎng)護，幼苗長出5～6 cm 后揭膜，最后種植地表灌木及噴水養(yǎng)護。

4.4 錨桿鍍鋅網植草灌防護施工

錨桿鍍鋅網植草灌防護施工具體方案為采用14 號鍍鋅鐵絲網(固草器)及φ14 掛網錨桿鋼筋，施工順序為：邊坡檢驗→坡面修整→安固錨桿→固定植生帶→鋪設鍍鋅鐵絲網→噴射植生基質→覆蓋無紡布→養(yǎng)護。 確認邊坡坡率、 平整度等及清理坡面松石浮渣等雜物后即可進行錨桿的安裝固定， 本工程錨桿采用采用φ14 長度為0.75～2.5 m 的螺紋鋼筋， 潛孔鉆鉆孔深度多出錨桿長度20 cm，錨桿伸出坡面8～10 cm，抗拔力≥50 kN。 錨桿固定后橫向等間距1 m 位置布置植生帶，再采用14 號鍍鋅的特性鐵絲網(網目14×16 cm)沿坡頂往坡面鋪設，鍍鋅網平順后掛于錨桿，并用8# 鐵絲鎖緊，鐵絲網應距離坡面3～5 cm， 鐵絲網滿足鋪設要求后噴射植生基質(種植土∶纖維料∶綠化培養(yǎng)基=2∶2∶1)，最后采用U 型鐵釘或竹釘固定規(guī)格為20 g/m2的無紡布于坡表，應注意巖石邊坡儲水能力差，應適時噴水養(yǎng)護，促進種子萌發(fā)生長。

4.5 邊坡監(jiān)測管施工

本標段K19+745～K19+777 段邊坡施工采用深孔位移監(jiān)測，根據坡高、坡長及巖體土體情況，布設1～5 個檢測斷面，每個斷面孔數宜為2～3 個孔，具體根據實際情況調整。 監(jiān)測孔深根據坡高及坡體地質情況確定， 深度以15～40 m 為宜，以進入穩(wěn)定地層不小于2～5 m 為宜。 監(jiān)測孔鉆孔孔徑為土層(含強風化)孔徑≥φ108 mm；弱風化以上巖層孔徑≥φ90 mm；鉆孔孔深應大于設計孔深且不小于20 cm，鉆孔成空清孔后，立即逐根放入PVC 測斜管，鎖定接管螺絲，至設計標高后，測斜管外須用干凈的中粗砂充填密實(可灌水)。 監(jiān)測孔布設后，應注意孔口加蓋保護。

5 高邊坡施工要點

5.1 跟管鉆進技術的應用

K19+745～K19+777 段邊坡有斷層生成的破碎帶(斷層角礫巖、碎裂巖、糜棱巖或斷層泥等)，針對該類地質情況(積土層和破碎層等)，錨索鉆孔采用跟管鉆進技術，利用潛孔錘接偏心擴孔鉆頭跟管沖擊成孔， 鉆孔參數為鉆機鉆壓5～7 kN，風量8～10 m3/min，風壓0.7～0.8 MPa。 注意在跟管鉆進前應先用偏心鉆頭不帶套管鉆進1 m 左右，鉆出一只定位孔和導向孔，隨后提鉆安裝套管準備跟管鉆進，套管安裝前檢查確認潛孔錘及套管直徑，保證直徑偏差＜10 mm。 二次開鉆前搭設限位支架(孔口位置)可以起到限制套管和鉆桿大幅度晃動的作用；同時，在保證套管與鉆桿同軸的前提下， 應在套管與孔壁之間填入粘土并擠實，防止套管偏離軸線位置。注意跟管鉆進過程中的鉆孔速度應根據錨固地層嚴格控制， 避免不均勻地層導致鉆孔偏移扭曲甚至變徑，進而引起下錨困難；在遇到不均勻地層(較大塊石或破碎層與基巖的接觸面)時降低鉆速同步減小鉆壓，緩慢鉆進。 與常規(guī)鉆孔方式一樣，如遇不良鉆現象應立即停鉆及孔道固壁灌漿。 孔內排渣在鉆進深度超過14 m 后已非常困難，此時每鉆進1 m 就應將鉆頭收入套管并開強風排渣，確?？變扰旁ǖ?鉆桿與套管內壁間環(huán)狀間隙)暢通，隨后繼續(xù)鉆進，長時間不提鉆排渣會導致偏心鉆頭回轉部分被鉆渣卡住而無法正常工作，甚至引起埋鉆事故。 跟管鉆進裝卸套管時間長、鉆進摩阻力大，且容易發(fā)生斷管現象，因此跟管鉆進技術僅在遇到松散破碎巖體確實沒有辦法的情況下使用，且在通過破碎地層后應立即停止跟管鉆進。

5.2 孔位偏斜的處理

鉆孔因測量放樣存在誤差等因素影響會造成孔位縱橫方向出現偏差，導致錨索偏位，一般包括兩種情況，一種情況是錨索在框格梁內偏位， 此時橫梁與豎梁的荷載并不全都直接作用在錨索上， 而是橫向荷載直接作用于錨索，但豎向荷載通過橫梁間接傳遞至錨索，因此橫梁與豎梁連接處抗力要求變高，需對該部位進行補強，才能確保荷載的順利傳遞。 局部補強通過在橫豎梁連接處加密鋼筋，同時在錨索與框格梁之間增設連接鋼筋。另一種情況是錨索偏出框格梁，此時不能局部加強，而是必須重新鉆孔，準確放樣定出錨桿孔位，鉆孔后重新安裝錨索及注漿。

5.3 克服抗拔試驗條件不足

錨索施工完成后需對已完成錨索總數的3%錨索進行抗拔試驗，但高邊坡部分區(qū)域不具備條件，如錨索位于土質邊坡，由于土質松軟試驗機械發(fā)生位移無法操作，抗拔試驗作業(yè)困難。本工程針對該類情況采用兩種方式，一是在錨桿索兩側放置具有一定屈服強度的鐵板以擴散壓力，注意鐵板應在抗拔試驗中不變形，以將壓力良好地傳遞至邊坡巖體。二是在錨索兩側制作一定強度的水泥墩，通過將錨索抗拔機械作用在水泥墩上使得拉拔力傳遞至水泥墩， 水泥墩受力面積大可將抗拔力大范圍擴散至邊坡坡體[3]。

6 結語

公路工程是推動當地經濟發(fā)展的重要因素， 高邊坡施工技術對公路工程質量影響重大， 只有邊坡的安全性與穩(wěn)定性符合要求， 公路的使用功能及壽命才能得到保障。 在公路工程高邊坡的施工中， 應根據邊坡的地質情況，科學合理設計邊坡結構和施工方案，做好石質路塹、錨索框架梁、液壓客土噴播植草灌防護、錨桿鍍鋅網植草灌防護，以及邊坡檢測管等各項施工工作，切實提高路基高邊坡質量，優(yōu)化公路整體性能，保障公路質量。