魏金晶
(江西省交通投資集團(tuán)責(zé)任有限公司項(xiàng)目建設(shè)管理公司,江西 南昌 330000)
高速公路采用路塹高邊坡技術(shù)施工,主要是為了增強(qiáng)路側(cè)坡的穩(wěn)定性,提高公路設(shè)施的可靠性,防止滑坡事故的發(fā)生,保證公路的安全運(yùn)營(yíng)。具體地講,路塹高邊坡施工技術(shù)可以提升土體穩(wěn)定性,有效抵御地表水上升和暴雨沖刷,保證路側(cè)坡體的安全可靠,提高公路的安全運(yùn)行[1-2]。本文結(jié)合遂川至大余高速公路工程實(shí)例,對(duì)高速公路路塹高邊坡施工技術(shù)進(jìn)行分析。
遂川至大余高速公路新建項(xiàng)目B2 標(biāo)段起訖樁號(hào)K262+300~K276+700,標(biāo)段長(zhǎng)度14.4km,路線總體呈東北-西南走向。標(biāo)段路塹高邊坡共18 處,其中錨桿框格梁防護(hù)共62194m2,植生防護(hù)47851m2,工程體量大,崇義樞紐互通K271+120~K271+380 挖方路塹段,最大挖方高度62.5m,并且在挖方過(guò)程中存在交叉施工問(wèn)題,挖方施工落石防護(hù)是工程的重點(diǎn)。
該區(qū)地形自然坡度5°~30°,植被發(fā)育。頂部覆蓋2~4m 左右的含碎礫石粉質(zhì)黏土,下為泥盆系麻山組砂巖強(qiáng)風(fēng)化層,巖體破碎,巖質(zhì)較硬,厚度5~10m 不等,往下為中風(fēng)化層,巖性較堅(jiān)硬。
根據(jù)遂川至大余高速公路新建項(xiàng)目所在地質(zhì)情況,公司擬定了路塹高邊坡施工技術(shù)方案。
(1)進(jìn)行測(cè)量放樣和埋設(shè)護(hù)樁,在挖掘過(guò)程中每挖掘3m 重新進(jìn)行測(cè)量,確保挖掘施工的準(zhǔn)確性,避免對(duì)邊坡造成損壞或者超挖。
(2)對(duì)于預(yù)留邊坡保護(hù)層,在施工中應(yīng)預(yù)留20~30cm 的邊坡保護(hù)層,然后采用人工挖掘方式保障其坡率以及平整度。
(3)對(duì)于預(yù)留基底保護(hù)層,開(kāi)始采用機(jī)械方式挖掘,待距離標(biāo)高0.3m 時(shí)停止機(jī)械挖掘,換用人工方式,與邊坡土方和水溝土方一起施工。
(4)在邊坡挖掘過(guò)程中應(yīng)本著“分級(jí)開(kāi)挖、分級(jí)穩(wěn)定、坡腳預(yù)加固”的原則,每挖掘一級(jí)首先進(jìn)行支護(hù),然后再進(jìn)行下一級(jí)挖掘[3]。對(duì)于較深位置,可以在橫向?qū)⑵浞譃閹讉€(gè)臺(tái)階,分別進(jìn)行挖掘。對(duì)于風(fēng)化破碎巖體在挖掘時(shí)可以采用階梯法,并且在施工過(guò)程中及時(shí)做好邊坡防護(hù),保障邊坡穩(wěn)定性。
為了做好遂川至大余高速公路新建項(xiàng)目路塹高邊坡的施工,必須對(duì)測(cè)量放樣、土方開(kāi)挖、石方開(kāi)挖、路塹防排水施工、植生防護(hù)施工、錨桿框架防護(hù)施工等技術(shù)要點(diǎn)有準(zhǔn)確的把控和應(yīng)用。
測(cè)量放樣的主要內(nèi)容為對(duì)路塹邊坡和中線進(jìn)行明確,并在路塹頂兩側(cè)每5m 部署一個(gè)控制樁,可以有效避免施工過(guò)程中超挖、欠挖情況發(fā)生,同時(shí)做好路塹邊坡頂開(kāi)口線的放樣,避免隨意破壞紅線外植被。
放樣前需充分掌握該區(qū)地形圖、路線圖以及道路總平面圖,并在實(shí)地踏勘中做好首級(jí)控制工作,需注意控制點(diǎn)應(yīng)控制在邊坡外側(cè),不能距離坡口太遠(yuǎn),通常為1~1.5m?;谑┕ぴO(shè)計(jì)要求計(jì)算每級(jí)邊坡放樣數(shù)量,具體到每級(jí)邊坡放樣數(shù)據(jù),布置開(kāi)挖坡口樁,注意放坡口樁時(shí)其尺寸應(yīng)適當(dāng)增加5cm,可以有效保障路面寬度大于等于設(shè)計(jì)寬度,坡面陡度小于等于設(shè)計(jì)陡度。在確定坡口開(kāi)挖邊線時(shí),如果相鄰邊樁之間的縱向地形坡度保持一致,即兩者之間無(wú)明顯凸地形,可以計(jì)算得到路中樁與坡口之間的水平距離[4]。在相鄰坡口樁之間灑上白灰,確定坡口開(kāi)挖邊線,完成放樣。對(duì)于深挖地段的邊坡通常存在多級(jí)臺(tái)階,在放樣過(guò)程中需在每級(jí)臺(tái)階坡面樁之間按直線灑白灰,明確坡面開(kāi)挖邊線。對(duì)于不在同一個(gè)臺(tái)階內(nèi)的坡面樁,需要測(cè)量平臺(tái)出口的內(nèi)外樁,通過(guò)上面樁點(diǎn)與平臺(tái)出口外樁相連,下面樁點(diǎn)與平臺(tái)出口內(nèi)樁相連。
(1)首先需要做好準(zhǔn)備工作。對(duì)地上、地下管線情況進(jìn)行檢查,并進(jìn)行拆除;紅線范圍采用機(jī)械挖掘方式對(duì)高邊坡清表,將清除的表土運(yùn)輸至指定地點(diǎn)作為將來(lái)的種植土。
(2)明確開(kāi)挖方式。通常情況下采用橫挖法與通道縱挖法聯(lián)合的混合挖掘方式。
(3)設(shè)計(jì)開(kāi)挖工藝。在土方挖掘過(guò)程中應(yīng)本著自上而下分層開(kāi)挖原則,并做好排水坡,避免積水。同時(shí)在施工過(guò)程中還應(yīng)該對(duì)邊坡位置定期進(jìn)行檢查,避免發(fā)生超挖和欠挖現(xiàn)象。邊坡部位預(yù)留厚度要求大于50cm,并采用人工方式進(jìn)行修整。在修整過(guò)程中需對(duì)塹坡坡度進(jìn)行檢查,確保施工質(zhì)量,對(duì)于坑穴以及凹槽中的雜物需要及時(shí)清理,并修補(bǔ)平整。在路塹開(kāi)挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí),需要對(duì)地質(zhì)情況進(jìn)行核驗(yàn),如果與設(shè)計(jì)一致便可以按照規(guī)范對(duì)地基進(jìn)行處理,如果與設(shè)計(jì)不一致需要及時(shí)與業(yè)主單位進(jìn)行溝通解決。
在石方開(kāi)挖時(shí)應(yīng)基于巖石類別、風(fēng)化程度以及節(jié)理發(fā)育情況等綜合確定開(kāi)挖方式?;谠搮^(qū)斷面情況做好邊坡修整工作,避免邊坡上存在松散石以及危石等。如果路塹邊坡開(kāi)挖超過(guò)規(guī)定,應(yīng)該按照施工設(shè)計(jì)要求及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)。對(duì)于強(qiáng)度較低的軟巖,擬采用大功率挖機(jī)直接開(kāi)挖,減少爆破環(huán)節(jié),加快施工效率。開(kāi)挖前,應(yīng)定出開(kāi)挖邊線,完善臨時(shí)排水系統(tǒng),避免出現(xiàn)積水對(duì)路基造成損壞。需要注意的是臨時(shí)排水系統(tǒng)在建設(shè)過(guò)程中需要充分考慮該區(qū)永久性排水系統(tǒng)以及自然排水系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)不同排水系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。為了避免雨水對(duì)邊坡和基底沖刷,在石方挖掘過(guò)程中需要在邊坡和基底預(yù)留不少于50cm 厚的土層,在最后一次開(kāi)挖時(shí)將其挖掘至設(shè)計(jì)標(biāo)高。對(duì)于硬巖采用松動(dòng)爆破相結(jié)合方式開(kāi)挖。接近路塹邊坡開(kāi)挖部位要求距離設(shè)計(jì)坡面3~5m范圍內(nèi)采用光面爆破。
在進(jìn)行場(chǎng)地開(kāi)挖時(shí)需保障地面排水坡度,有助于在進(jìn)行挖掘時(shí)確保地面干燥無(wú)水。對(duì)于該區(qū)域可能對(duì)施工造成影響的滲漏水以及地下水等,可在附近挖掘集水坑和排水溝槽。對(duì)于邊溝、排水溝以及截水溝互相連接位置處,或者其與自然溝谷連接位置處,如果水頭高差較大,則應(yīng)該設(shè)置急流槽。平臺(tái)急流槽銜接平臺(tái)的端部,急流槽側(cè)壁連接預(yù)埋預(yù)制塊攔水梗形成末端封閉平臺(tái)。平臺(tái)急流槽設(shè)置在挖方邊坡處,在長(zhǎng)度大于50m 的邊坡坡面上并設(shè)有多級(jí)平臺(tái),多級(jí)路塹邊坡最上一級(jí)坡面不設(shè)平臺(tái)急流槽;每一處路塹邊坡,各級(jí)平臺(tái)一般只設(shè)置一道檢查踏步,且各級(jí)檢查踏步上下對(duì)齊同一樁號(hào),多級(jí)邊坡上設(shè)置的檢查步道應(yīng)盡量在同一垂線上;平臺(tái)長(zhǎng)度>300m 的可酌情每級(jí)布設(shè)兩道檢查踏步;檢查步道寬度100cm,單側(cè)設(shè)置鋼筋混凝土生態(tài)仿木扶手。在同級(jí)坡面平臺(tái)上平臺(tái)急流槽間距設(shè)置在80m 左右,當(dāng)遇兩山凹谷間水流集中處或路線凹曲線最低點(diǎn)易積水處,需增設(shè)平臺(tái)急流槽。邊坡檢查踏步直接在坡面上開(kāi)挖踏步狀坑槽,坑槽內(nèi)立模澆筑C20 混凝土,混凝土踏步側(cè)壁頂厚度10cm,下寬15cm,踏步頂面厚10cm,一般踏步整體澆筑寬度0.6m,設(shè)置仿木扶手的澆筑寬度1.0m,在踏步混凝土干燥后,踏步兩側(cè)頂各10cm 分別澆筑攔水梗,攔水梗頂高出坡面線15cm。各種類型排水溝相接時(shí)應(yīng)設(shè)置2m 的過(guò)渡溝,以免水流不暢。路塹邊坡排水示意圖如圖1所示。
圖1 路塹邊坡排水示意圖
邊坡平臺(tái)施工:邊坡平臺(tái)寬2m,現(xiàn)澆8cm 厚C20混凝土地坪(4%橫坡),平臺(tái)靠近上一級(jí)邊坡底一側(cè)澆筑25cm 厚C20 護(hù)腳基礎(chǔ),距護(hù)腳基礎(chǔ)1.5m 處設(shè)置C25 混凝土預(yù)制塊攔水梗。路塹護(hù)坡平臺(tái)現(xiàn)澆混凝土地坪必須嚴(yán)格控制排水坡度,與上級(jí)護(hù)坡基礎(chǔ)及下級(jí)護(hù)坡圬工頂銜接處必須密實(shí),接縫密封嚴(yán)實(shí),以保證遇水不會(huì)滲透。攔水梗選用預(yù)制混凝土塊,與路堤排水溝所用預(yù)制塊相同,其拼座銜接采用1:3水泥砂漿。滿澆混凝土平臺(tái)縱坡同路線縱坡一致,攔水梗一般間隔120m 左右設(shè)置一處開(kāi)口,開(kāi)口處下坡面必須銜接一道排水急流槽,當(dāng)遇兩山凹谷間水流量集中處,或路線凹曲線最低點(diǎn)易積水處,需增設(shè)開(kāi)口和排水急流槽。
該工程中分級(jí)邊坡坡率在1∶1.25~1∶1.5 的邊坡采用掛網(wǎng)植生防護(hù)。
(1)噴播植草防護(hù)。噴播植草選用當(dāng)?shù)匾咨牟莘N,依據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況添加0~20%的灌木種子。草籽和灌木籽應(yīng)為宜成活、生長(zhǎng)快、根系發(fā)達(dá)的多年生草籽。在噴播植草作業(yè)過(guò)程中要選擇合適的風(fēng)壓,避免草籽分布不均勻。在噴播植草作業(yè)結(jié)束后需要及時(shí)覆蓋土工膜,可以有效避免被雨水沖刷。植生袋壘積完畢后,需對(duì)其進(jìn)行液壓噴播。將草籽、附著劑、木纖維、肥料、生長(zhǎng)素、保濕劑等以相應(yīng)的比例進(jìn)行混合,形成均勻混合液,采用液壓噴播機(jī)進(jìn)行噴播。噴播施工完成之后,覆蓋無(wú)紡布,一方面有助于保持坡面水分,另一方面可以避免降雨對(duì)種子的沖刷。
(2)掛鋼絲網(wǎng)植草護(hù)坡。對(duì)坡面塊石雜物等進(jìn)行清除,對(duì)邊坡土質(zhì)條件差的坡面進(jìn)行改良客土回填,通過(guò)水潤(rùn)濕保障坡面自然沉降穩(wěn)定。在坡頂及坡底沿邊坡走向開(kāi)挖一條矩形溝槽,用以固定植被網(wǎng)。鋪網(wǎng)時(shí)順坡鋪設(shè),網(wǎng)之間要重疊搭接,搭接寬度15cm,搭接部位每間隔120cm 用Φ10 巖釘固定,待鋼絲網(wǎng)鋪設(shè)完畢后,再機(jī)械噴播草種。覆土?xí)r分層多次填土,灑水濕潤(rùn),噴播后及時(shí)加蓋無(wú)紡布。
(3)植生袋施工。植生袋施工包括植生袋填充和植生袋壘積施工。植生袋填充:將基質(zhì)材料填裝入植生袋內(nèi),采用封口扎帶或現(xiàn)場(chǎng)用小型封口機(jī)封制。植生袋壘積施工:植生袋壘積在基礎(chǔ)和上層形成的結(jié)構(gòu)上,每層袋子鋪設(shè)結(jié)束后在其上放置木板,通過(guò)人來(lái)回走動(dòng)踩踏將其壓實(shí),確保植生袋結(jié)構(gòu)扣和植生袋之間良好的聯(lián)結(jié)。
(4)養(yǎng)護(hù)管理。噴草施工結(jié)束后,需定期養(yǎng)護(hù)。通常情況下待草坪長(zhǎng)至5cm 時(shí),便可以揭開(kāi)無(wú)紡布,適當(dāng)施肥,一般使用復(fù)合肥,為草坪生長(zhǎng)提供所需養(yǎng)分。定時(shí)針對(duì)性地噴灑農(nóng)藥,定期清除雜草,保證草坪健康生長(zhǎng)。
該工程高邊坡工點(diǎn)均采用石質(zhì)或強(qiáng)風(fēng)化邊坡或帶有順層巖面的防護(hù)。
(1)錨桿框格施工。錨桿框格防護(hù)梁節(jié)點(diǎn)處錨桿采用Φ36HRB400 螺紋鋼制作,錨桿間距2m,錨桿與水平面傾角45°(下傾),錨桿長(zhǎng)11.0m/13.0m。錨桿施工完成后,對(duì)框格梁位置進(jìn)行挖槽(梁體需拉線定位),同時(shí)設(shè)置梁體鋼筋并安裝現(xiàn)澆梁體模板,梁體鋼筋相互交叉處及與錨桿A3 鋼板結(jié)合處必須進(jìn)行焊接,以形成整體框架。采用人工方式挖掘框架坡面,對(duì)于難以采用人工挖掘的石質(zhì)地段通過(guò)重型炮頭機(jī)機(jī)械刻槽,如果發(fā)生超挖應(yīng)采用C30 混凝土及時(shí)進(jìn)行回填修整。框架內(nèi)通過(guò)厚層基材進(jìn)行有效防護(hù),通常來(lái)說(shuō)橫梁以及豎肋基礎(chǔ)通過(guò)5cm 厚水泥砂漿進(jìn)行調(diào)平,然后制作安裝鋼筋。需注意鋼筋接頭之間要錯(cuò)開(kāi),在鋼筋接頭截面距離要超過(guò)1m。模板采用小塊鋼模板,通過(guò)短錨桿將其固定在坡面上。在進(jìn)行混凝土澆筑過(guò)程中,對(duì)于鋼筋較為密集的錨孔周圍要充分振搗。
(2)錨桿鉆孔施工??孜徽`差不得超過(guò)±2cm,錨孔偏斜度不超過(guò)5%。在邊坡挖掘過(guò)程中不能一次性挖掘到底,需要挖一級(jí)防護(hù)一級(jí)。錨桿孔位置誤差不得超過(guò)±50mm。基于邊坡高度來(lái)確定豎肋長(zhǎng)度,為了保障錨桿的位置準(zhǔn)確,需按等分坡面的長(zhǎng)度進(jìn)行放樣。安裝固定鉆機(jī)時(shí)需對(duì)機(jī)位進(jìn)行認(rèn)真調(diào)整,要求錨桿孔縱橫誤差小于±50mm,高程誤差小于±100mm,同時(shí)鉆孔的傾角以及方向均符合設(shè)計(jì)要求。鉆孔深度大于設(shè)計(jì)深度0.5m以上,孔徑應(yīng)大于設(shè)計(jì)值的1.01倍以上,以確保注漿質(zhì)量。在鉆孔完成后除相對(duì)堅(jiān)硬完整之巖體錨固外,不采用高壓水沖洗。
(3)錨桿施工。如果長(zhǎng)度不夠,需要對(duì)錨桿進(jìn)行接長(zhǎng)處理,應(yīng)采用對(duì)焊方式,并且確保錨桿不能有損壞銹蝕情況。錨桿桿體采用直徑36mm 的HRB400 鋼筋,沿錨桿軸線方向每隔2.0m 設(shè)置一處隔離架,對(duì)錨桿起到保護(hù)作用。如果施工過(guò)程中,錨桿與地梁鋼筋以及箍筋之間產(chǎn)生干擾,可以對(duì)鋼筋以及箍筋間距進(jìn)行合理調(diào)整。安裝前,需對(duì)錨桿進(jìn)行除銹、除油污等處理,保障錨桿干凈順直,并且對(duì)錨孔編號(hào)進(jìn)行核驗(yàn),在準(zhǔn)確無(wú)誤之后采用人工方式緩緩將錨桿體放入孔內(nèi)。然后是注漿,孔內(nèi)灌注M30水泥砂漿,必要時(shí)可適當(dāng)添加早強(qiáng)劑。錨桿采用一次性注漿,即孔底返漿法進(jìn)行注漿,注漿壓力通??刂圃?.6~1MPa 以上,當(dāng)孔口冒漿10s 以上時(shí)才可停灌。注漿完畢待漿液收縮后,孔口進(jìn)行二次補(bǔ)漿,錨桿補(bǔ)漿采用M30水泥漿,且在M30水泥漿中添加阻銹劑。注漿管應(yīng)從孔底開(kāi)始注漿,在注漿過(guò)程中緩慢均勻撥出注漿管,注漿中途停止較長(zhǎng)時(shí)間后進(jìn)行再次注漿作業(yè)時(shí),需用水或稀水泥漿潤(rùn)滑注漿泵及注漿管線。
(4)框梁澆筑?;A(chǔ)底面用2~5cm 厚水泥砂漿找平?;炷翝仓r(shí)用振動(dòng)棒振搗密實(shí),尤其在錨孔周圍,鋼筋較密集,仔細(xì)振搗。澆筑完成后,需采用土工布覆蓋灑水養(yǎng)生至張拉齡期。橫梁每12~18m 設(shè)一道伸縮縫,伸縮縫寬2cm,用瀝青麻筋填塞。
本文結(jié)合遂川至大余高速公路工程實(shí)例,對(duì)路塹高邊坡施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了深入分析。該工程的實(shí)踐證明,采用植生防護(hù)、錨桿框架防護(hù)等邊坡防護(hù)施工后,邊坡坡度滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求,且坡面平順、穩(wěn)定。由此可知,在高速公路路塹高邊坡施工中,需要充分結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)情況,編制科學(xué)合理的施工技術(shù)方案,并加強(qiáng)施工過(guò)程的控制管理,才能確保高邊坡工程的施工質(zhì)量,進(jìn)而保證高速公路項(xiàng)目整體的施工效果。