谈黄土地区高边坡开挖支护技术

李 伟

(中铁十局集团西北工程有限公司，陕西 西安 710065)

0 引言

随着西部大开发战略思想的不断推进，高速公路建设已成为西北地区发展经济的迫切需要，穿越黄土高原地区黄土梁峁沟壑地貌已成为不可避免的事实，尤其是甘肃地区气候变化较剧烈，为了确保路基施工的安全，高边坡开挖支护成了重中之重。

本文所涉及的工程根据现场条件，通过对技术准备和人员、机械设备准备、高边坡开挖支护方案进行分析总结，说明高边坡选取顺层开挖的施工方法，支护采用C25混凝土预制块拱形骨架方案可行，既节约了成本，又加快了施工速度，也保证了工程质量，所以可以作为成功案例加以推广应用。

1 工程概况

甜水堡(宁甘界)经庆城至永和(甘陕界)公路起自庆阳市环县甜水堡镇(宁甘界)，止于正宁县永和镇(甘陕界)，全长约279.015 km。全线设置甜水(甜水堡)、山城、二十里沟口、环县、杨旗、马岭、庆城北、李家坪、史家山、高楼、合水、宁县、早胜、宫河、乐兴、罗川16处互通式立交。本标段(TY02合同段)路线起于甜水堡以东的后湾子村，向东经武新庄、保宁堡、李台子、麻黄咀进入TY03合同段，全长10.6 km。属于黄土梁峁沟壑地貌，整体地势西北高、东南低，大致从西北向东南倾斜，地势陡峻，地势起伏变化大，最大海拔1 565 m,最低海拔1 450 m。沟谷两侧岸坡陡峻，为黄土塬、梁地貌。山坡植被覆盖率低。

2 施工前准备

2.1 技术准备

1)为了确保边坡开挖线的准确度，组织测量人员对设计院提供的测量控制网进行复测加密，并对控制桩设置明显标志，加强保护，以防损坏。

2)为了确保支护的强度及稳定性，对主要施工材料进行检验，并对混凝土进行配合比试验，确保施工最佳坍落度。

2.2 人员、机械设备准备

1)人员配备。

根据工程规模及现场实际进行规划，配置经验丰富的管理人员，并且是经过岗前培训取得上岗资格证的单位在职职工。

2)机械及辅助设备准备。

为经济效益最大化，机械及辅助设备根据现场实际施工进度分批进场，同时满足施工需求。

3 总体施工方案

3.1 施工方案比选

土方路基施工有横向挖掘法，纵向挖掘法，边坡防护有植物防护、骨架植物防护、圬工防护等，本标段由于挖方路基较长，弃土场较远，工期要求比较紧，边坡开挖后容易被雨水冲刷，且西部地区处于黄土高原，石料缺乏，通过分析，对施工方案优化，最终采用顺层开挖施工方法，即从上往下逐层分段进行开挖，边坡采用C25混凝土预制块拱形骨架进行支护，既经济又安全。

3.2 路堑施工方法及工艺

1)由于本标段挖方路基均为土方，宜采用挖掘机配合自卸汽车运输或铲车开挖运输，对施工场地狭窄地段无法进入机械时，采用人工配合小型机具施工。以挖作填路段，当运距在100 m以内时采用推土机直接推送到位，当运距在100 m以上时采用自卸汽车装运，提高机械利用率，加快施工进度。

2)土方路堑开挖施工工艺(见图1)。

3.3 C25混凝土预制块拱形骨架施工方法及工艺

3.3.1C25混凝土预制块生产及运输

为了确保预制块质量，我标段采用工厂化施工，引进自动化生产系统。根据C25混凝土配比，由拌合站集中供应，混凝土运输车进行运输，由自动化生产线进行生产，然后采用自动喷淋系统进行养护，达到设计强度后进行堆码。

预制件拼装最大的危害是外观质量，运输过程中保护不到位造成缺角等问题。为了避免运输过程中造成预制构件破坏，我项目部从源头控制，预制件分类进行堆码，每层预制件之间放置软木进行隔离，层高不超过4层。运输时，先在托盘上铺垫1 cm厚的泡沫板，按照每块1层，5块为1捆的标准，利用包装带捆绑后放置于木质底座上，进行打包装运，专人负责管理。

3.3.2C25混凝土预制块施工工艺

边坡防护施工工艺流程图见图2。

3.3.3C25混凝土预制块拱形骨架安装

1)骨架安装前要根据线路中心进行放样，确定坡脚位置，保证路基宽度。

2)放样完成后，根据1∶1的设计边坡坡率进行修整，保证坡面的平整度。

3)开挖骨架沟槽，沿着骨架沟槽线从上而下进行人工开挖，开挖过程中要及时检查沟槽的深度、宽度及平整度，确保C25混凝土预制块顺利安装。

4)预制块砌筑：混凝土预制块按沟槽线型对称码放，坡脚坡顶砖连接平整紧密，用橡胶锤敲打稳定，不得损伤边角，砌缝要均匀。

5)骨架预制混凝土挡水块拼装砌筑。骨架框体采用预制混凝土块，预制混凝土块尺寸分为矩形0.365 m×0.3 m×0.2 m、弧形0.451 6 m×0.25 m×0.2 m两种类型，拼装砌筑时应从衔接处开始，自下而上砌筑，按设计图纸形状布置，紧顶骨架坡顶镶边和脚墙内侧倒角面，横向、纵向两行排列，两骨架衔接处应处于同一高度。拼装砌筑时骨架线形应顺直、整齐。砌缝宽度1 cm，每隔14.1 m设置2.0 cm沉降缝，缝内采用沥青木板填塞。

6)勾缝。预制块沟缝一般采用M10水泥砂浆，勾缝宽度应均匀美观，水平灰缝厚度和竖向灰缝宽度一般为1 cm，但不小于0.8 cm，也不应大于1.2 cm，不得有脱落、漏勾。如不能及时勾缝，须在砂浆未凝固前将砌缝砂浆刮深不小于20 mm，为以后勾缝做好准备。

7)骨架拼装、勾缝完成后应当及时养护，考虑到西部地区用水紧张问题，砌筑完成后采用防水土工布进行覆盖，既起到了保水作用，又提高了养护温度，减小昼夜温差，提高了砌体的强度，保证了工程质量。

黄土地区长路基，高边坡采用顺层开挖的施工方法，支护采用C25混凝土预制块拱形骨架防护，符合该地区的施工条件，在确保安全、质量的前提下，提高了效率，加快了施工进度，按工期要求完成了路基工程，并顺利的通过了验收。

4 结语

通过实践证明，在黄土地区深挖路堑施工过程中，采用顺层开挖的施工方法，C25混凝土预制块拱形骨架支护方案，确保了工程安全、质量，节约了成本，有效的解决了水毁、滑坡、片石短缺等问题，对今后类似工程的施工有很好的参考价值。