南水北调工程弃渣场不稳定高边坡开挖施工技术

□任变丽

在南水北调中线工程一期邯邢段施工中，产生的弃渣临时堆置在指定场地，结合新3 号弃渣场实际情况，进行整改加固施工，对弃渣场进行边坡不稳定加固，防止堆置弃渣流失造成环境和水质污染，以促进环境保护和水土保持。

1.工程概况

南水北调中线一期工程的新3 号弃渣场，为南水北调中线一期开挖弃渣堆积而成，主要整改加固施工内容包括：削坡分级、渣土清运、表土清理、顶面土地平整、挡渣墙、边坡防护、截排水设施、植物建设及恢复工程、挡水土埂及表土临时防护等措施。

该渣场最大边坡长度为102m,最大高度为34.5m，局部边坡存在不稳定因素，为危险性较大的施工，开挖施工技术要求高,施工环境复杂,施工难度大，开挖施工前需要编制专项施工方案进行审批论证。

2.高边坡开挖施工技术

2.1 总体思路

弃渣场高边坡开挖总体方案：采用台阶式边坡开挖，挖方边坡应从上到下，分层分段依次进行,放坡比例缓于1∶2.0,边坡每6m 设马道,马道宽度为2m,在边坡坡顶设置挡水土埂,在马道及坡脚设置临时排水沟。

根据该渣场坡度情况,按照上述总体思路，施工时可将坡道分为五级马道，高 程 分 别 为95m，101m，107m，113m，119m，坡比均为1∶2.5。

2.2 开挖施工方法

2.2.1 开挖准备

一是开挖前已完成弃土场及临时施工便道。

二是高边坡周围排水沟已建成。

三是根据高边坡开挖进度，在坡脚设置警戒区，要求设置高度大于1.20m的防护栏杆，使用栏杆材质强度、栏杆横向纵向设置间距尺寸必须符合要求，并在护栏外侧安装密目安全织网进行封闭，防止发生滑坡、土石块等物体的打击、高空坠落等意外事件。

2.2.2 开挖工序

依据现场地形高程情况，施工方法为机械开挖，采用挖掘机挖装自卸汽车运输，从高处往低处层层开挖, 每层开挖深度控制在2.5～3m 为最佳范围。边坡开挖详见图1。

2.2.3 开挖顺序及开挖步骤

高边坡开挖分段开挖，分段长度小于30m，高边坡开挖应自上而下分层进行,每分层高度不大于3m，随开挖随运。

由于挖掘机操作工艺的要求，高边坡开挖时纵向放坡挖成缓于1∶2 坡比，以保证土体的稳定性。

2.2.4 高边坡开挖及出土方法

土方开挖的顺序遵循“分层开挖,严禁超挖”的原则，施工中开挖施工工艺及方法式必须与编制的施工组织设计或专项方案一致,本工程中开挖主要采取分层分区段开挖法施工，每区范围控制在25～30m。每个施工区安排挖掘机在高边坡坡面上采用退挖法的顺序挖土装车外运,严格控制超挖,确保坡面线标高控制在设计范围内，且开挖后每一层坡面标高确保要高于该层坡面线的标高。

在渣场堆积沿纵向地形相对较缓的地段内,修建的运土施工道路纵坡也应相对平缓，便于车辆通行时空车能较方便的开至坡顶。

图1 高边坡开挖示意图

表1 检测频率控制表

施工过程严格控制边坡坡比，挖掘机开挖时，预留30cm 进行人工修整边坡，机械配合挖运。坡比采用GPS 检测。并在坡口处设置明显标志，以防侵线。当开挖至边坡的马道位置时，采用推土机等机械平整后，在施放的坡口桩位置继续往下开挖。

雨季施工时，雨前及时压实作业面，并做成内侧高，外侧底，坡向截流沟；并要时对已开挖的边坡进行覆盖，保证开挖边坡不受雨水冲刷；在开挖过程发现不安全因素,应暂停施工,并及时报告采取防护措施。

2.2.5 开挖注意事项

一是确保纵坡稳定。开挖过程中的动态坡度应缓于按1∶2 比例放坡；纵向采用人工修坡。纵坡未覆土及时碾压时，应在坡面上用塑料薄膜等将纵坡整体覆盖，以防纵向坡滑。

二是充分准备排水设备以清除地表水。高边坡开挖前，做好高边坡外侧排水准备，对于高边坡外的地表水，应在高边坡周围设置排水沟进行排水。对于施工过程中高边坡散水，应准备足够的排水设备，并通过排水沟排水。纵向排水沟设置在高边坡中间，通过马道排水沟水平引至纵向排水沟。雨季施工时，开挖面应用塑料薄膜密封，防止地表水渗入土壤。

三是做好开挖、运输和弃土工作，保证高边坡的连续高效开挖。

3.高边坡开挖安全检测

3.1 测点布置

一般来说，高边坡变形观测是最简单的宏观监测方法，监测基点的选择是至关重要的一个环节，这会直接影响到监测结果的准确性，边坡体上的监测点宜布置在各级边坡平台上。对可能出现的滑带、关键部位和可疑点位置进行深化、密布基点，避免在松散表面上放置基点。

土质边坡选择监测基点位置，挖0.1×0.1m 深约50cm 的坑，然后浇筑钢砼底板与坡地面持平，在底板中心设置预埋钢筋，伸出底板约5m，并在钢筋顶部设标志作为监测基点，观测点埋设完毕后，应稳定2～3 天之后以消除水平位移观测时的对中误差再进行初测。

3.2 坡面外观观测

3.2.1 量测目的

平台上设置边坡变形观测点，采用GPS 进行观测。通过对施工过程之中观测统计的数据进行处理，分析边坡表面几何形态的变化，绘制施工过程中边坡表面各点的水平位移变化，及时掌握边坡的滑动范围和情况，为安全施工提供预警信息。

3.2.2 监测仪器的选取与测试

监测仪器宜选用精度≤1″的高精度全站仪，此项目监测仪器为全站仪1台，并已标定合格。量测采用角度交汇法进行观测。

3.2.3 监测频率

监测在观测点埋置后开始，一般监测过程持续至工程结束或当年雨季结束后3 个月，无明显位移情况即可结束。在此期间的监测频率按表一控制。

4.高边坡开挖安全保证措施

一是滑坡段开挖应从滑坡体两侧向中间、自上而下分层进行。严禁采用抽槽开挖，不得将弃土堆放在主滑区。施工中设专人观察，防止塌方。

二是对于边坡上的断层、裂隙、断裂带等不良地质构造，应及时处理，避免形成重复形成高边坡。

三是严格按照设计坡度进行边坡施工，并随进度进行削坡。严禁在形成较大高差后再进行削坡。

四是高边坡开挖现场周围及工作面的危险部位、出渣路口及可能遇到的空洞、地缝等情况，都应采取相应的安全措施，设置安全标志和必要的安全防护措施。需要设置安全警戒哨卡的，必须确保班班落实到位。

五是进入施工部位，必须给施工人员提供安全通道，上下爬梯应设扶手和防滑措施，较高爬梯中间应设休息平台，严禁违章攀爬。

六是在施工过程中，应密切监测边坡的稳定性，发现异常应及时报告处理。风化危岩应及时清除。

七是进入工作面的临时机行道路应满足规范要求，施工中对其有损坏时，要及时修整，确保机械、运输车辆行走安全。

5.结语

针对这种存在不稳定因素高边坡开挖的施工，施工前编制专项施工方案，采取分层分段的施工方式有序展开施工,确保能在安全保障情况下顺利完成开挖任务。□