永蓝高速公路大型边坡的设计与施工

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摘要：本文以永蓝高速建设中的一个典型的大型边坡施工中发生的坍塌的治理为案例，对高速公路高大型边坡建设和治理的设计与施工进行了详细的描述，并对施工效果进行简要的评价，为本项目后续工程及其他类似的工程提供借鉴。

关键词：高速公路 边坡防护工程设计施工

中图分类号： U412.36+6 文献标识码： A 文章编号：

一、引言

近年来，高速公路在我国得到了快速的发展，然而建设在我国西南、东南部崇山峻岭间的高速公路不得不修建大量大型边坡，加上此类地区特殊的地形地质，致使大型高边坡各种病害频发，导致道路交通中断，造成重大人员伤亡和财产损失等严重后果。因此如何完善高速公路大型边坡设计和加强施工管理，尤其是科学合理做好边坡病害预防和处置更是高速公路建设工作一个不能忽视的关键工作。

二、工程概况

2.1.1总体情况

永蓝高速公路为二连浩特至广州国家高速公路湖南永州市至蓝山县段，道路全长145.146公里，总投资概算107.92亿元。该项目由广东省联泰集团有限公司独资建设，广东省汕头市政达濠市政建设有限公司为施工承建单位。道路主线K124+100~K124+308 段为一深挖路堑，开挖后在其右侧形成了最高43米的高大型边坡。后来在雨季雨水长时间的冲刷和浸泡下，导致在施工过程中，四级边坡坡顶和部分自然山坡发生涨裂缝，宽度为5～6cm，原已完工的部分工程损毁。为了防止坍塌进一步扩大，业主单位聘请了边坡防治专家对边坡进行了现场调研，并与设计单位洽商，根据开挖后的地质情况，对边坡设计进行了调整，调整和增加了部分防护工程，然后对边坡进行修复。

2.1.2地质地貌

K124+100~K124+308 段位于永州市蓝山县城旁，该段路线右侧为中山，左侧为龙溪渠及永连公路，山体自然坡度约30°左右。山坡植被茂密，地表水丰富，地下水位较深。

勘察单位提供的地质资料为：上部为亚粘土层、全风化泥灰岩，褐黄色，硬塑状，稍湿，其底部稍软，层厚约9.7m。其下为强风化、中风化灰岩、泥质灰岩，节理裂隙发育，岩体较破碎。

三、工程设计方案

3. 1原工程设计方案：

1、边坡坡率：

路堑边坡采用台阶式边坡，上缓下陡，每8米分一级，最上一级边坡坡率1：1.25，其余边坡坡率采用1：1，各级边坡平台宽2米，同一级边坡坡率变化处应设置10～20m的圆顺过渡段，最大边坡高度43米。

2、边坡防护工程：

K124+141.6～K124+295.2右侧一级、K124+141.6～K124+285二级、K124+141.6～K124+268三级边坡采用框格粱防护防护，其余采用拱形骨架护坡和三维网植草防护

3、排水工程措施

右侧路堑5米外设M7.5浆砌片石截水沟，碎落台及边坡平台采用M7.5浆砌片石加固，边坡平台处设置平台截水沟，将坡面水引至边沟或路堤排水沟。K124+133处设置路堑跌水，将截水沟的水引至边沟。

3.2.2变更设计方案

在发生边坡病害后，设计院根据专家意见对本边坡进行了变更设计。调整后的设计方案如下：

1、对滑塌的第一、二级边坡，采取临时加固措施，在第二级边坡平台设置三排微型钢管桩，排间距70cm，桩纵向间距150cm，钢管桩设置范围K124+100～K124+220。

2、加强排水，第一级、第二级边坡坡脚设置仰斜排水孔；

3、K124+100～K124+220段落第一、二级边坡滑塌，在第一级边坡设置路堑挡土墙；第二级边坡采用预应力锚索地梁防护；第三级边坡设置锚杆框格梁护坡。

4、K124＋220～K124＋310段，第一、二级边坡较为稳定，边坡有岩石出露，第一级边坡设置护面墙或采用浆砌片石满铺；第二～四级边坡采用锚杆框格护坡，第五级边坡保持拱形骨架护坡。

3.3防护工程施工

3.3.2 关键施工工艺

K124+100~K124+308段的防护工程施工，涵盖了除大型抗滑桩外常见边坡防护和支挡工程的施工，甚至还有不太常用的微型钢管桩的施工，是一个非常有代表性的边坡防护工程。在整个边坡建设施工和治理施工过程中，锚杆框架施工是本项目的施工关键工艺和和质量控制重点。

1、锚杆框架施工工艺流程

确定孔位钻孔清孔安装锚杆注浆制作框架梁。

2 、锚杆框架施工方法

（1）锚杆孔测量放线

按设计立面图要求，在锚杆施工范围内，起止点用仪器设置固定桩，中间视条件加密，在施工阶段不得损坏。竖梁的具体长度可根据实际边坡高度确定，但锚杆的位置须按等分坡面的长度进行放样，其间距可适当调整。

（2） 钻孔

根据锚固地层的类别、锚杆孔径、锚杆深度、以及施工场地条件等来选择钻孔设备。钻机选择完成后，开始钻机就位，严格按规范要求进行钻孔，保证钻孔的角度和方位、深度符合要求；钻孔速度根据使用钻机性能和锚固地层严格控制，防止钻孔扭曲和变径，造成下锚困难或其它意外事故。

（3）锚杆孔清理

在钻孔完成后，使用高压空气（风压0.2～0.4MPa）将孔内岩粉及水体全部清除出孔外，以免降低水泥砂浆与孔壁岩土体的粘结强度。除相对坚硬完整之岩体锚固外，不得采用高压水冲洗。若遇锚孔中有承压水流出，待水压、水量变小后方可下安锚筋与注浆，必要时在周围适当部位设置排水孔处理。如果设计要求处理锚孔内部积聚水体，一般采用灌浆封堵二次钻进等方法处理。

（4） 锚杆孔检验

锚杆孔钻孔结束后，须经现场监理检验合格后，方可进行下道工序。孔径、孔深检查一般采用设计孔径、钻头和标准钻杆在现场监理旁站的条件下验孔，要求验孔过程中钻头平顺推进，不产生冲击或抖动，钻具验送长度满足设计锚杆孔深度，退钻要求顺畅，用高压风吹验不存明显飞溅尘碴及水体现象。同时要求复查锚孔孔位、倾角和方位，全部锚孔施工分项工作合格后，即可认为锚孔钻造检验合格。

（5）锚杆体制作及安装

锚杆杆体采用Ø18 (Ø32)螺纹钢筋，沿锚杆轴线方向每隔2.0m设置一组钢筋定位器，保证锚杆的保护层厚度不低于50 mm。制作完整的锚杆经监理工程师检验确认后，应及时存放在通风、干燥之处，严禁日晒雨淋。锚杆在运输过程中，应防止钢筋弯折、定位器的松动。

（6）锚固注浆

常压注浆作业从孔底开始，实际注浆量一般要大于理论的注浆量，或以孔口不再排气且孔口浆液溢出浓浆作为注浆结束的标准。如一次注不满或注浆后产生沉降，要补充注浆，直至注满为止。注浆压力为0.2~0.4MPa，注浆量不得少于计算量，压力注浆时充盈系数为1.1~1.3。注浆材料宜选用水灰比0.45～0.5、灰砂比为1：1的M30水泥砂浆。注浆压力、注浆数量和注浆时间根据锚固体的体积及锚固地层情况确定。注浆结束后，将注浆管、注浆枪和注浆套管清洗干净，同时做好注浆记录。

（7）框架制作

框架采用C20砼浇筑，框架嵌入坡面20cm，用人工开挖，石质地段使用风镐开凿，超挖部分采用C20砼调整至设计坡面。横梁、竖梁基础先采用5cm水泥砂浆调平，再进行钢筋制作安装。模板采用木模板，用短锚杆固定在坡面上，砼浇注时，尤其在锚孔周围，钢筋较密集，一定要仔细振捣，保证质量。框架分片施工，横梁每10~15 m设一道伸缩缝，缝宽2cm，以沥青麻絮填塞。

3.4、施工监测

3.4.1 监测内容及布置

对边坡的不稳定范围，移动方向和速度以及地下水、爆破震动等取得定量数据，供设计分析、验证边坡锚固系统是否达到预期作用、并指导施工。根据设计要求在本段路堑断面K124+210处设置一个位移监测点。

3.4.2 监测时间及频度

边坡位移监测工作时间主要为施工期和公路营运初期，总的监测时间应为边坡开挖至公路建成营运不少于一年。

监测频度应与施工和降雨量相适应，在雨季、边坡开挖（放炮）期间和已出现变形破坏时应加密观测。连续3日降雨量大于50mm/日时，应连续观测3次，间隔时间不大于2天。竣工后监测次数可减少。

检测时间和频度表（一般情况）

3.4.3监测过程及初步结果

根据《公路路基设计规范》及设计要求，施工单位按规定设置一处位移观测点。发生塌方后，为确保施工安全，又在增加了4个监测点，其中两个监测点采用简易三脚架，两个采用单杆，通过位移监测，及时掌握边坡稳定状态，为工程施工顺利进行创造了条件，也为今后的运营安全提供依据。

四、结束语

施工单位根据调整后的设计，科学组织，精心施工，目前K124+100~K124+308段的边坡建设和治理施工已经顺利完成，工程

治理后的成果已然显现，从近半年的测量监测结果来看边坡稳定，排水良好，完工后的边坡显得整齐美观，治理效果显著。

K124+100~K124+308段边坡的治理设计与施工的成功，为工程项目的竣工验收及运营安全提供了保证，为本项目后续边坡施工的提供了宝贵的施工经验，也为其他类似工程提供一定借鉴意义。

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