公路工程高边坡机械破碎成型施工的技术要点

雷泽明

(福建建工集团有限责任公司，福建 福州 350000)

1 工程概况

本公路工程与其他项目相比难度高，公路里程达28.8 km，其中路堑高边坡多至18处，总长度为2 310 m，本施工期间的主要难题为交通管制与保通。该公路项目已采用机械破碎开挖技术进行施工，且对当前公路交通未造成任何影响，在此基础上获得显著效果。

2 施工工艺流程

施工工艺流程见图1。

图1 施工工艺流程图

3 机械破碎成型施工技术要点

3.1 开挖准备

1)开挖准备与项目现状相结合，在设计基础上进行开挖的放线与测绘等工作，同时确保开挖断面与轮廓与建设需求相符。

2)提前完成临时道路的铺设与开挖边坡的准备工作，顺利运输、调度施工材料，确保项目按照规定时间竣工。

3)开挖边坡前要采取有效措施全面清理坡面上堆放的杂物，降低对坡面施工造成的影响，同时要加固已松动的危险物体，或者将其移除处理。坡面已清理的全部物品不得随处丢弃，可建设专用放置处，施工安全性得到保障后才能开展其他工作。

4)提前留设截水沟后再开挖边坡，该操作可起到拦截积水的作用，坡顶开挖基准线和截水沟间设置的距离应超过3 m，同时保证排水系统可以正常应用。

3.2 临时安全防护

1)边坡开始施工之前要完成临时安全防护工作，可降低发生安全事故的次数，常见的临时安全防护分为边坡平台与边坡坡脚两种。

2)坡脚临时安全防护要符合以下要求：①在与硬路肩相近的位置上建设一个高为3.5 m的工字钢立柱，且立柱在原路路肩内向，埋设任意一个立柱时深度必须超过1.5 m，每个立柱的间隔距离为2 m，周围设置围挡；②位于靠近原路碎落台的近边沟区域设立工字钢立柱，高度为4.5 m，埋设任意一个立柱的深度也要超过1.5 m，各立柱间相距2 m，安装立柱结束后使用钢管支架完成支撑加固操作。

3)边坡平台临时安全防护设置要符合以下要求：①位于与原路边破平台相距5.0 m处设立工字钢立柱，其高度为4.5 m，且深埋所有立柱时深度必须超过1.5 m；②各立柱间间隔2 m，安装围挡设施与钢丝防护网架。

3.3 破碎石方削坡开挖

3.3.1 石方开挖方法

1)开挖时可按照从外到内、从上到下顺序：①结束清理坡面工作后再开挖边坡，严格依据放线与测绘成果放坡；②此施工工序用到的机械设备主要有挖掘机、推土机、运输车辆；③此施工工序在边坡岩石松动后，再按照从外到内、从上到下的顺序完成所有开挖作业。

2)土石方开挖必须遵循的基本标准为“逐层推进”，施工期间要严格遵循的原则为“逐步边坡修筑、逐层开挖、逐步绿化防护、逐步支设”，开挖各个层土方石时，要对开挖的厚度合理控制，使其处于2 m左右。

3)破碎施工：①机械破碎施工的主要流程为选取合理的破碎点，在选择点位时要与工程地形、地质、地势等相结合；②选定点位位置后以红色油漆标注，每个点位间的间隔距离为30 cm，破碎锤根据标注的准确点位进行破碎作业；③应使用液压破碎机械设备作业，确保已粉碎的岩石达到标准，并确保液压机械设备钎杆与岩体结构间的锚固程度；④需将液压破碎机设置的压力达到标准后，再实施破碎作业，破碎结束后采用挖掘机设备完成装车、运输等工序。

4)挖槽施工:施工原有边坡挖槽过程中面临的危险有石块松动、飞落等，因此，在施工前要留设保护层，可起到加强作业安全性的作用，保护层的组成部分为原有边坡向开挖方向，留设厚度为1 m的石方。根据开挖线到原有边坡1 m处的石方向下挖2 m构成一道挖槽，利用挖掘机以从外向内的方向钩回石方。

5)开挖图：边坡开挖施工时与本公路工程现状相结合，采用的开挖方式为分层纵挖法，见图2。

图2 高边坡石方分区分层开挖示意图

6)开挖同一层面边坡：开挖相同边坡层面过程中要严格按照先土方再石方的顺序作业，最后再对边坡进一步修复，可降低开挖层面发生不规则层面滑动现象，土石方开挖完成后要及时向外运输，且频率与开挖速度相匹配。

7)控制坡面比值：制定破碎方案时一项主要参考指标为坡面比值，采用液压机械对岩体结构进行破碎作业过程中，要对坡面比值进行严格控制。图3为开挖高边坡石方机械破碎施工现场。

8)清理坡面：破碎作业时要及时清理碎渣及向外输送岩体，而此项操作离不开液压破碎机械和开挖机器间的有效配合，最终才能确保不同环节按照要求完成。清除坡面碎石取得的标高与设计的标准值相等，该值也是对施工合格与否进行判断的重要标准，根据该值可确定是否开始下个施工工序。图4为高边坡机械破碎与装车操作。

图3 高边坡石方机械开挖破碎

图4 高边坡机械破碎及装车

3.3.2 石方边坡开挖控制要点

1)加强质量管理，坚决杜绝违反施工标准的所有施工行为，如欠挖、超挖等。

2)增加管理人员巡视次数，不同作业层产生的碎石要及时处理，提高对边坡稳定性的判断，可采取支护方式保持稳定性。

3)开挖时按照施工顺序完成，避免交叉作业，施工人员切忌不可在作业下方位置活动。

4)边坡坡面保持平整，使用设施设备对坡面产生的碎石迅速清理，可在危险性高的石块周围放置警示牌，人员不可在石块下方活动与放置物品。

5)各级台阶设置相同的倾斜度，可确保开挖台阶时不影响正常排水。同时在开挖期间重点对边坡是否变形、变形程度等进行监控记录，在一些重要路段设置变形观测点位，可减少边坡出现塌陷事故。

6)每层开挖完成后作为工序节点，与支护防治相互配合，保持边坡自身稳定性。

7)开挖各层次边坡，进行支护的前提条件是对自身稳定性不产生任何干扰。

3.4 边坡整修及检测

1)边坡开挖面与设计点位间距离较近的情况下，可采用人工操作结合削坡的方式处理。

2)随时对边坡坡脚削坡程度观测，在确保削坡精准度的基础上减少发生过度削坡问题。

3)边坡坡面参数需要及时记录，可避免出现开挖偏离问题，使得削坡施工与设计要求相符。

3.5 边坡防护及绿化

1)严格按照“逐级开展”的基本原则治理路堑边坡与防护施工作业，分级整理各级路堑边坡之后，必须及时开展植被工程、防护工程，使得施工具有一定连续性。

2)土质边坡，且边坡高度小于5 m，实施植被防护。

3)土质边坡稳定性强，同时坡度不超过或者等于1∶1的情况下，可结合植被防护箱与预制混凝土块体砌筑完成防护工作。

4)边坡土质稳定性较低时，理想的措施为结合植被防护与支设锚杆两种方式，本方法也可以应用于沿岩石节理发育显著的区域。

5)土质边坡稳定性强，同时具有绿化要求，在此可结合植被防护与混凝土砌体实现。

6)对于受到深度、土质等影响造成深路堑地段，可结合支设锚杆加固与井格植被防护的方式全面封闭坡面。

7)路堑坡面不平整，且具有发育显著的岩石节理或者碎石的地段，必须确保坡面平整度的情况下开展下一步防护措施。

4 结 论

依据以上分析得出，机械破碎开挖技术是一种常见的公路边坡施工工艺，其优势在于检修便捷、操作简单、可合理控制开挖力度，碎石作业的同时还可以通车，施工期间造成的破坏小、噪音低。本课题选取的某公路工程未采用原有的爆破施工技术，而是通过破碎机设备开挖公路边坡石方，施工期间，开挖各个边坡时稳定性强，原道路可正常行驶车辆，开挖后的边坡安全性与平整度高，与爆破施工技术相比，噪音更小，对周围环境造成的污染小，更高效，且可靠性与安全性强，施工效率高。

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