公路边坡防护施工关键技术研究
2022-09-20谢世超
谢世超
(贵州宏信创达工程检测咨询有限公司,贵州 贵阳 550000)
0 引言
在公路工程施工建设过程中,不仅需注意把控路基路面施工质量,还需加强对公路边坡的重视,防止边坡失稳影响公路工程施工建设工作。影响公路边坡结构稳定性的因素较多,如水文地质、岩土类型、气候条件等,为避免边坡失稳引发安全问题,公路工程边坡防护施工标准随之提升,需根据公路实际情况选择适宜的边坡防护技术,以技术手段为支撑,遏制公路边坡失稳问题的发生。
1 公路边坡防护常用技术形式
公路工程边坡防护施工作业能够在一定程度上预防泥石流、滑坡等灾害事故的发生,且可增强公路结构稳定性,使公路设施能够在既定年限内发挥良好作用,因此,在公路工程长期发展中,边坡防护成为公路工程重要施工部分。通过边坡防护结构,可减缓雨水对公路边坡的冲刷作用,防止边坡破碎、侵蚀现象的发生,以此避免安全事故的发生。在现阶段公路工程施工过程中,多应用生态防护技术、工程防护技术、综合防护技术开展作业,基于工程实际情况选择适宜边坡防护手段,以此保障公路边坡防护施工质量。现阶段公路边坡防护常用技术形式如表1所示。
表1 现阶段公路边坡防护常用技术形式
边坡防护技术具体技术形式生态防护技术植草防护、草皮防护、植树防护等工程防护技术护面墙、干砌护坡、浆砌护坡、锚杆防护等综合防护技术不同防护手段综合应用
2 公路边坡防护施工关键技术要点分析
2.1 生态防护技术
随着生态环保理念的增强,公路边坡防护施工加大了对生态防护技术的重视,植草防护、草皮防护、植树防护等技术应用频率增大。
2.1.1 植草防护
植草防护属于公路工程中常用的施工技术手段,不仅可提高公路边坡美观度与绿化程度,还可起到水土保持作用。应用植草方式防护公路边坡时,应遵循因地制宜原则,以公路工程土壤条件、气候条件为依据选择植草草种,以此保障植草防护综合效果。植草防护形式可借助植物根系改善公路边坡坡面土质情况,削弱雨水冲刷对公路边坡的破坏程度,规避边坡风化、侵蚀等问题。
公路植草防护施工过程中,通常采用三维网植草的形式进行施工,若边坡湿度不足,则需做好浇水处理工作,用于保障公路边坡湿度条件。按照顺势形式铺设网垫,完成铺设后剪掉多余部分,并精细化固定网垫结构,在公路边坡植草防护作业中,多借助竹木钉加以固定,将竹木钉长度与截面直径分别控制在150mm、10mm,为保障固定效果,竹木钉需自上而下设置,且按照6 根/m的规格呈梅花状进行固定。于公路路肩部位设置开挖沟渠(宽度约10cm),应用竹木钉固定植草网垫后用土埋压,同时,搭接网垫时应注意控制搭接宽度,宽度参数以50mm 为佳,为进一步保障植草防护效果,网垫搭接处同样需应用竹木钉加以固定。草籽撒播时,应依次撒施细土、草籽、细土,撒施播种完毕后扫平表面,并进入养护阶段。
2.1.2 草皮防护
草皮边坡防护形式主要是借助草皮结构增强公路边坡稳定性,此外,草皮防护技术手段具有便捷快速的特征,可在较短时间内看到边坡防护成果,便于公路工程把控施工进度。应用该技术手段防护公路边坡时,为确保草皮可良好适应当地环境,多采用喜水草皮、泥沼区草皮进行施工,同时为便于草皮生长,可铺设厚度150mm 的黏性土,并设置沟槽、台阶结构,强化排水处理。在实际公路边坡防护施工作业中,草皮防护手段多与其他技术结合应用,如片石方格草皮,其整合了草皮防护技术与片石防护方式,通过技术融合使用有效预防公路边坡失稳问题。
2.1.3 植树防护
该边坡防护技术手段应用场景有限,多应用于坡度比低于1∶1.5 的边坡结构,以此避免坡度较陡而局限树木生长。采用植树边坡手段时,应基于公路工程所在区域土壤条件、气候环境合理选择植树防护树种,最大限度地提升树种成活率。采用生态防护技术展开公路边坡防护施工时,可将植树防护技术与草皮防护形式结合应用,用于构建立体化边坡防护体系,在增强公路边坡稳定性的同时,提升公路工程的生态效益。
2.2 工程防护技术
在各类公路边坡防护施工技术中,工程防护技术应用最为广泛,其主要借助各类工程施工作业完成边坡防护工作。
2.2.1 干砌护坡
主要借助干砌片石、干砌块石构建公路干砌护坡结构,实际施工期间,需按照公路边坡防护标准确定干砌片石、干砌块石铺设层数及单层厚度,通常情况下,为保障干砌护坡的边坡防护效果,要求干砌片石、干砌块单层铺设厚度至少250mm,若应用碎石、砂砾铺设护坡垫层,则垫层厚度应控制在130mm 左右。此外,还需严格控制干砌护坡石料质量,要求石料硬度达标,避免石料风化而影响公路边坡防护效果。
2.2.2 浆砌护坡
该边坡防护工艺流程相对繁杂,但其边坡防护效果优异,故在公路工程中较为常见。浆砌护坡防护工艺以7.5 号浆砌片石为材料展开施工,迎坡面施工期间需铺设砂砾垫层,按照10m 的标准调控砂砾垫层沉降缝间距,并以水位为依据明确泄水孔高度参数,确保公路边坡水分可尽快排出。浆砌护坡施工之前应全面勘察评估施工现场土质情况,立足实际情况编制施工方案,若经勘察发现公路边坡存在石质基层,需将其清除后进行边坡防护施工,以此保障墙背、坡面间的契合程度,避免石质基层降低砌体稳固性。浆砌护坡防护施工期间应注意检查控制砂浆饱和度,避免通缝叠砌问题的发生。图1为公路边坡浆砌护坡施工结构图。
图1 公路边坡浆砌护坡施工结构图
2.2.3 护面墙防护
护面墙属于传统公路边坡防护手段,在防护施工之前需全面勘察公路地基情况,检查地基承载力及刚度,避免护面墙防护受到地基稳定性影响而无法良好发挥作用。护面墙厚度及高度应基于实际情况进行确定,并在防护结构设置过程中进行分级布设施工,并于护面墙防护设置完毕后立即封闭墙顶,防止地表水影响公路边坡护面墙结构性能。公路工程中常用的护面墙形式多为窗孔式与拱式,若采用窗孔式护面墙进行防护施工,需做好窗孔半径、宽度及高度的控制工作,结合以往防护施工经验来看,窗孔最佳半径、宽度及高度分别为1.25m、2.5m、3.0m;若应用拱式护面墙结构,则应基于公路边坡跨度确定护面墙具体结构形式,以此确保护面墙结构可切实发挥作用。
2.2.4 抹面捶面
抹面捶面防护方式能够优化公路边坡力学性能,改善边坡现有侵蚀、破碎问题。抹面防护施工多使用水泥石灰砂浆、灰浆、石灰炉渣材料,而捶面防护则以水泥炉渣、四合土为材料,完成抹面捶面作业后,为进一步提高公路边坡防水效果,可增设沥青保护层,此外,还需做好抹面捶面厚度参数的控制工作,抹面防护多设置三层,且每层厚度约5mm,而捶面厚度则需以13mm 为标准进行控制。
2.2.5 锚杆防护
锚杆结构是现阶段公路工程常用的防护手段,其具有施工便捷、防护效果佳的优势,故在公路边坡防护工程中得到了规模化应用。在锚杆防护施工过程中,需按照施工标准落实测放工作,尽可能保障测放精度,要求测放误差低于50mm。锚杆防护施工需借助潜孔钻机等设备,依据边坡防护标准确定锚杆结构规格,施工时要求锚孔与水平面呈25夹角,按照设计孔深控制钻孔过程,同时为保障钻孔直径参数,需持续稳钻1~2min。锚筋制作时需将下料误差限制在50mm 以内,并将焊接衬架间距控制在合理范围内,用于保障锚杆抗拔性能。
2.2.6 锚索防护
预应力锚索防护技术主要是借助预应力改善优化公路边坡结构的力学性能,以此增强边坡结构稳定性,规避公路边坡失稳问题。预应力锚索防护成孔施工期间,需按照施工标准严格落实前期准备工作,借助钢管结构完成脚手架搭设工作,为后续钻机施工作业奠定良好基础,并于施工期间做好参数控制工作,尽可能规避误差问题,通常情况下,需将预应力锚索防护结构的孔位标高误差限制在100mm 以内,横向孔位误差与纵向孔位误差均需低于50mm,同时将轴线方位误差、倾角偏差分别控制在2、1以内,在误差控制过程中,可借助全站仪、测角仪等仪器装置完成参数测量工作。为保障预应力锚索施工效果,需注意控制钢绞线质量,于施工前全面检查钢绞线质量状态,若发现存在锈蚀问题,则需立即处理,并在钢绞线锚索安装施工期间,做好锚索长度及孔深的测量核验工作,同时检查孔内是否存在杂物,需及时清除,避免杂物堵塞孔洞。锚索注浆施工期间做好水灰比控制工作,使水灰比处于0.38~0.43 范围内,且要求砂浆强度至少30MPa,以此保障预应力锚索防护效果。
2.3 综合防护技术
综合防护技术是指综合应用多种边坡防护手段,同时应用不同的生态防护技术与工程防护技术,通过技术协同应用而保障公路边坡防护效果。例如上述提到片石方格草皮(草皮防护+片石防护)、立体化边坡防护(草皮防护+植树防护)均属于综合防治技术。
3 提高公路边坡防护施工质量的有效措施
3.1 做好前期调查
公路工程常用的边坡防护技术类型较多,且不同防护技术各有特点,为实现公路边坡防护技术的科学选择,应于施工之前做好前期调查工作,全方位采集公路边坡信息数据,为边坡防护技术的选择与施工方案的确定提供依据。由专业勘察人员组成施工调查小组,前往施工现场开展调查工作,整理统计当地气候条件、地形地貌信息。完成施工现场调查作业后,基于现有所有数据信息编制边坡防护施工方案,并分析施工方案可行性,以此确保公路边坡防护工程能够顺利施工。
3.2 科学选择技术
公路边坡防护结构涉及不同领域、不同专业的知识内容,应从多个角度展开分析,在完成前期调查工作基础上,结合公路边坡建设标准选择防护技术形式。通常情况下,公路边坡防护多采用干砌护坡、护面墙、浆砌护坡、锚杆护坡等形式进行施工,灵活应用各类边坡防护技术构建行之有效的公路边坡防护体系。近年来公路工程产业强调生态环保、绿色节能,在该理念指导下,生态防护技术应用频率增大,并加强了对柔性化支护技术手段的重视,以此强化公路边坡稳固性。在整个公路边坡防护工程中,前期调查工作属于基础性内容,是选择并确定边坡防护技术的重要依据,为确保防护技术能够满足公路施工建设要求,应立足前期调查数据,客观性分析对比不同边坡防护技术的优劣势,优先选择效果佳、成本低的技术手段。基于前期调查数据确定防护技术后,应根据以往施工经验及现场条件确定技术关键点,定位技术重难点,并制定针对性解决方案,以此确保公路边坡防护施工质量。
3.3 落实定位放样
做好前期调查工作并完成防护技术选择后,应以施工方案为依据落实定位放样工作,通过精准化定位确保后续防护工程施工作业可顺利落实。按照工程要求及施工图纸进行放样,并在此期间再次评估施工现场情况,检查施工方案与施工现场的匹配度,为保障定位放样严谨性,需做好关键点位的复测工作。定位放样过程中需同步记录施工数据,并积极与其他专业人员交流沟通,保障数据精准性。完成定位放样工作后,全面清除施工现场杂物,避免杂物影响标高与坡度。
3.4 控制混凝土配比
结合上述公路边坡防护技术来看,较多防护技术内均以混凝土为材料,为保障边坡防护效果,应根据不同施工技术要求,科学设计混凝土配合比,通过改善混凝土材料性能而增强边坡稳定性。采用试验法检验不同混凝土配比性能,以混凝土密实度、和易性为依据,逐步优化混凝土配比。组织混凝土配比试验时,应按照公路工程施工现场温湿度环境调节试验条件,确保试验结果可切实指导实际防护施工作业。
4 结语
综上所述,在公路工程长期发展过程中,主要形成了三大类边坡防护技术,即生态防护技术、工程防护技术、综合防护技术,各个边坡防护技术各有优缺点,且侧重点不同,在公路边坡防护施工过程中,应基于施工现场、建设标准实际情况选择技术手段,此外,为确保各类边坡防护技术切实发挥效果,应做好前期调查工作,合理确定边坡防护方式,并落实定位放样工作,控制混凝土配比。