基于黄土路基构建下的深挖路堑工艺探索

由维健

中铁建大桥工程局集团西北工程有限公司 宁夏 银川 750000

引言

新建银川至昆明高速公路工程G85银昆高速LJ07-2合同段，由黄土山丘梁峁组成，地势较高，相对高差较大，山峦层叠，沟壑纵横，地势起伏大，冲沟强烈发育，地形破碎，植被覆盖率低，水土流失严重，侵蚀沟多深而窄，大面积为第四系上更新统风积黄土覆盖。K112+172-K112+559左侧高边坡长度387m，最大边坡高度69.21m（K112+349），最多边坡级数为9级，为解决开挖冲沟沟坡滑塌、河谷岸坡崩塌及冲沟阶地前缘崩塌的施工难题，在本次路基工程的施工中采用了深挖路堑工艺。

1 基于黄土路基构建下的深挖路堑工艺原则分析

在黄土路基条件下应用深挖路堑工艺进行边坡开挖施工时应严格按照“先排水，后开挖，自上而下，分级开挖、分级防护”原则，开挖与防护应同步进行，在完成上一级的开挖以及防护施工后才能开挖下一级[1]。同时，在开挖施工过程中还应采取横向分区以及分层开挖方式，在每层开挖施工时均应从中间部位处开始挖方，再逐步向两侧推进，以确保施工安全以及此边坡的稳定性。开挖前，应在堑顶设置截水沟，避免路堑上方区域的边坡坡面受到冲刷。在完成各级边坡开挖施工后，应及时施作边坡防护结构和平台排水沟等配套设施，且排水沟两端均应与路堑截水沟相连，以确保坡面流水能够及时排至截水沟。在有风化破碎岩体存在的施工段，则应通过阶梯方法进行开挖施工，并要同步开展边坡防护工程施工，以提高边坡稳定性。在各高边坡路堑的边坡施工中，应根据边坡实际高度合理确定踏步位置，为后续的边坡维护管理提供便利。施工时还应根据地形地貌特征，将急流槽设置于自然山坡凹槽坡面处。

2 基于黄土路基构建下的深挖路堑工艺要点

2.1 黄土路基深挖路堑施工准备阶段工艺要点分析

在黄土路基深挖路堑施工准备阶段，应根据施工设计图纸准确测放开挖边线，并要对施工现场进行清理。清理场地时应将直接挖弃路堑段表层耕植土清除，清除厚度应控制在30cm。同时应彻底清理道路沿线路基范围内所有垃圾杂物，并应在指定场地单独存放被清除的腐殖土，以便将其用于防护以及恢复弃土场，从而保护施工环境，实现绿色文明施工。在完成场地清理后，应对地面标高重新测量。

在施工准备阶段应完成对水准点、加密点以及导线的测放，且应以200m为间距增设控制点和水准点。在原地貌复测工作完成后，应绘制开挖断面图以便对设计图纸进行审核，并指导开挖施工。在路堑开挖准备阶段，施工单位还应指派专业技术人员测放用地范围、道路中线桩、路堑底边桩以及开挖线等，且应准确测定量放样路堑开挖线桩位以及堑顶截水沟位置。完成测放后，应用白灰明确标示开挖边线以及截水沟位置。为保证测放的准确性，在放样时应坚持换手复核原则。

黄土路基在遇水后，容易出现冲沟沟坡滑和冲沟阶地前缘崩塌等问题，因此在开挖边坡施工准备阶段，还应在堑顶设置矩形截水沟引导坡面水，且截水沟与开口线之间间距应控制在5m以上[2]。开挖截水沟时，应对其基础沟底进行整平，且其宽度和平顺度应符合施工要求。在施工沟底应设置10cm厚度的4%水泥土垫层。施工时，应采用人工作业方式结合小型机具的使用夯实整平沟底水泥土，并铺设复合土工膜，最后选择C25混凝土进行浇注。

2.2 黄土路基深挖路堑开挖施工工艺要点分析

在应用深挖路堑工艺进行土方开挖施工时，应从上到下逐级开挖。在完成一级边坡的开挖后，应及时施作边坡防护结构和施工平台排水沟，以便及时通过截水沟排出坡面流水，并形成坡面防护体系，避免边坡出现失稳等情况。边坡应采用分级边坡以及宽台缓坡形式，各级坡比均应控制在1∶1，且边坡而应统一按照8m高度分级，施工平台宽度除第3、6级外均应控制在3m，而第3、6级平台则应将宽度控制在10m。在开挖施工时应对边坡位置进行动态监测，严禁出现超欠挖现象。当开挖至边坡平台位置时，应确保预留保护土层达到20cm以上。在排水沟施工时，应采用C25混凝土进行浇筑，且表面排水坡向外侧，其坡度应控制在3%。开挖施工应与防护结构施作同步进行，以保证施工安全和边坡的稳定性。在完成排水沟的开挖后才能进行路床施工，以避免路床被边坡雨水蔓延侵蚀。开挖高边坡应严格按照设计标准以及防护工程施工要求预留台阶，且应在坡顶设置截水沟。在路堑与路堤之间应设置过渡排水沟，防止路堤受到挖方地段排水侵蚀。在路基施工成型后则应设置纵向排水设施，确保路基上的地表水能够及时排出，以减少地表水对路基结构的影响。开挖高边坡路堑施工时，如发现存在土层性质异常时，应立即通知试验人员进行现场取土检测，以及时调整工艺参数，保证施工质量。在高边坡路堑施工段应按照施工规范要求合理设置观测桩，以便准确掌握位移情况。

2.3 黄土路基深挖路堑边坡修整工艺要点分析

修正边坡施工时应从开挖面开始逐步往下推进，并应采取分段修整方式。修整边坡施工可以根据实际情况采用人工配合机械作业方式。在直线段可以将每20m作为一个修整断面，而在曲线段则可以按照每10m一个断面进行划分，边坡修整应根据放样的各个断面逐段修整。每完成2～3m的下挖后均应及时对新开挖边坡进行刷坡处理，将边坡内松动土体和埋藏孤石等清理干净。在刷坡修整过程中应对边坡坡度进行严格的控制，以确保路堑开挖边坡坡率与设计标准相一致。检测边坡坡度时应沿线路纵向按照每50m一个的间距在单侧边坡上、下部分别设置抽样检验点各4个，检测点总数应为8个。当路堑开挖达到设计标高后，施工单位应复勘边坡和路基面的工程地质以及水文地质情况，以保证施工质量安全。此外，在路堑开挖过程中要设置好排水设施，且排水系统必须保持畅通，以便及时排出积水

2.4 黄土路基深挖路堑排水工程施工工艺要点分析

排水工程是黄土路基深挖路堑施工中的重要内容，排水工程主要包括截水沟、平台排水沟、急流槽、边沟以及吊沟等。其中截水沟应在高边坡路堑施工前完成，而在完成各级边坡开挖后，应尽快施做平台排水沟以及急流槽等相关排水防渗设施，以防止在各施工层表面有积水存在。开挖排水沟渠时，应按照从下游出口逐步向上游推进的顺序依次开挖。在施工过程中，应根据实际情况合理设置永久性以及临时排水设施，避免水流向农田以及耕地直排，对自然水源造成污染或者导致淤积、冲刷等现象出现。同时，在施工过程中应根据坡面排水要求合理确定排水设施的形制规格等工艺参数。在平台排水沟施工时，应根据路堑边坡防护结构特点以及边坡平台形式确定其各项技术参数，且其出口应与急流槽向衔接，以确保能够及时将水排入边沟，从而达到减少坡面冲刷的目的。各种排水工程以及边坡防护工程的施工应与等开挖以及边坡修整进度保持同步。如受客观因素限制，无法进行永久性排水工程施工时，施工单位应先开挖临时排水沟等，且应注意保护好成品。

2.5 黄土路基深挖路堑边坡防护施工工艺要点分析

在黄土路基条件下应与深挖路堑工艺施工时，边坡防护工程应与开挖保持同步性，一级开挖完成后要立即施作防护结构。本工程采用的是现浇片石混凝土结合混凝土现浇工艺。其中预制拱形骨架块在预制构件厂统一进行加工制作，并在现场进行安装作业。边坡防护施工时应统一放线，并采取同时开展各分段施工方式提高施工效率，以减少坡面暴露时间。该路基工程边坡综合应用了拱形骨架植草防护、实体护面墙以及路堑墙等防护形式。在植草拱形骨架防护结构施工中应通过挖槽法进行拱形骨架护坡施工。施工人员应准确控制骨架间距，并在完成边坡修整及时开挖骨架基础、边坡平台和护脚，并选用C25混凝土浇筑骨架。骨架砌筑施工时要合理设置沉降缝。拱形骨架施工完成后才能喷播草籽，形成完整的边坡防护体系。在实体护面墙防护工程施工时，应合理配置挖掘机以及自卸汽车等机械设备，以提高基坑开挖效率和质量。对于难以开展机械作业的路段可以结合人工开挖方式。开挖挡墙基坑施工应采用跳槽工艺，而墙身施工则应分段进行。护面墙墙背应紧密贴合于路堑坡面密贴，如边坡局部存在凹陷以及超挖情况时，施工人员应先进行回填，填料可选择C25片石混凝土。开挖路堑墙基坑时应利用挖掘机加快施工进度，并通过人工作业方式对基底进行清理整平。当开挖达到设计标高后，施工单位应认真检测基坑标高、尺寸以及基底承载力，符合要求后应采用C25片石砼，并通过现浇方式进行墙体浇注施工。

3 基于黄土路基构建下的深挖路堑工艺注意事项分析

在黄土路基条件下应用深挖路堑工艺时，应注意要严格按照设计标准控制高边坡路堑边坡坡度。在开挖过程如发现出现明显较大地质条件改变时，应暂停施工，并立即向监理部门以及相关部门报告，以便及时对工程区域开展补充地质勘探，从而对施工工艺进行相应的调整。在施工准备阶段，应提前修筑临时性施工道路，保为施工建设创造便利条件。同时应加强临时截水沟等相关排水系统的设置，以避免路堑上方边坡出现坡面冲刷现象。开挖施工时，应准确测放路基标高、路线中心线以及坡率等。如路堑开挖深度较深时，应沿横向方向进行台阶划分。而当路堑较长时，则应采取纵向分段开挖方式。施工时，应在每层均设置临时排水设施以及独立出土通道。边坡开挖时要确保坡面顺直平整，且应及时清刷整修路堑边坡，为后续的边坡防护工程的施工建设奠定良好的基础。在陡坡顺层路堑的开挖施工中则应按照从上到下，从表到里的顺序进行清方以及开挖作业，且不得在坡脚位置挖槽。对高边坡路堑进行刷坡处理时，应严格按照自上而下的顺序从坡口处逐步推进。此外，在高边坡路堑施工过程中要对坡顶地面、边坡坡面以及高边坡稳定性等进行动态监测，以保证施工质量安全[3]。

4 结束语

深挖路堑工艺能够广泛适应高速公路工程各种高边坡土方开挖施工要求。在黄土路基条件下应用深挖路堑工艺施工时应严格遵循“先排水，后开挖，自上而下，分级开挖、分级防护”的原则，准确把握深挖路堑工艺要点，全面提高路基工程的施工质量，保证施工安全。该高速公路路基工程K112+172～K112+559左侧深挖路堑最大挖深69.21m，最高边坡为九级边坡是LJ07-2标最大的挖深，在采用了深挖路堑工艺后，有效加快了施工进度，施工质量达到了设计标准。施工单位应积极深挖路堑工艺在施工实际中成功经验，不断进行技术创新和工艺改进，以推动我国高速公路建设事业的现代化发展。