高速公路深挖路堑边坡施工技术

引言

高速公路边坡工程建设中，经常发生因施工开挖路堑边坡产生的边坡崩塌、坍塌和滑坡等地质灾害，也发生因防护不及时、施工质量和设计缺陷等因素造成的边坡冲刷严重、诱发地质灾害，甚至破坏既有防护加固工程结构等问题，经过近 20a 来边坡工程建设实践经验的总结和现代管理技术的发展，边坡工程建设管理总体体现管理理念系统化、管理行为标准化和管理手段信息化的发展趋势。

1 工程概况

1.1 项目概况

某高速公路是国家综合立体交通主骨架中。是某地区发展轴的重要交通支撑。原有的双向六车道高速公路标准建设，设计速度为 100km/h ，路基宽度为 33.5m ；改扩建后采用双向十车道高速公路技术标准，路基宽度扩展至 52.5m ，设计荷载为公路 - Ⅰ级，设计速度为 100km/h 。其中路基单幅总长度为 21385.7m，桥梁 2373.3m/27 座，涵洞及通道 716.9 延米 /28道，钢箱梁 4 跨（2 联）。土石方工程数量：挖方 115.3 万 m3，路方 69.97万 m3。

1.2 深挖路堑设计情况

本标段深挖路堑共 2 处，最大边坡级数 3 级，最大坡高 30.9m （1）K2139+630～K2139+750 右幅该段边坡总长度为 120m ，边坡最大开挖高度 24.26m 。路基为构造剥蚀丘陵地貌，覆盖层厚度较薄，有第四系人工填土，基岩为石炭系下统测水组（C1c）。现状山体自然坡度 40°～ 55°，主要地层为强风化泥质砂岩，自然边坡稳定。边坡开挖后，路基基底主要岩性为强风化砂岩，承载力特征值 fa0=400kPa ，满足路基填筑要求。路堑岩质边坡主要地层为强风化泥质砂岩，节理裂隙属于密集发育型，岩体破碎，稳定性一般。（2） 左幅该段边坡总长度为 130m，边坡最大开挖高度 30.9m_⨀ 。路基为构造剥蚀丘陵地貌，覆盖层为第四系人工填土（Q4ml），第四系全新统残坡积（Q4el+dl），粉质黏土、碎石，基岩为石炭系下统测水组（C1c）。现状山体自然坡度 40^∘～55^∘ °，主要地层为强风化泥质砂岩，自然边坡稳定。边坡开挖后，路基基底主要岩性为强风化砂岩，承载力特征值 fa0=400kPa，满足路基填筑要求。该路堑岩质边坡主要地层为强风化泥质砂岩，节理裂隙属于密集发育型，岩体破碎，稳定性一般。

1.3 地形地貌

项目主要路线以流溪河为界。区内水系发育，路线跨越流溪河，河谷海拔约 10m ，两侧阶地海拔最高达 12～17m ，高出河面 2～7m 。路线区穿越地层较多，岩性主要以花岗岩、泥质砂岩、砂岩、灰岩、炭质页岩和第四系河流，以坡残积物为主，地质构造较复杂。

2 深挖路堑边坡施工技术分析

2.1 施工准备

2.1.1 管线调查

施工前，在全面熟悉设计图纸和设计交底的基础上，进行现场实况调查，并制定保护或迁改方案。对于地埋的管网，在施工前应探明具体位置并在现场给予标识，同时在施工图纸上注明。

2.1.2 地质情况复核准备

根据设计图纸和地质勘测报告，在开挖之前应对每个边坡进行地质复核。与设计地质勘测报告描述一致，则按照原设计施工；如与设计地质勘测报告描述不符，应及时向监理、设计和业主汇报，经各方现场查看后，重新确定坡率、边坡防护形式方案后，方可进行施工。

2.2 边坡开挖

2.2.1 堑顶截水沟

在路堑较高一侧的山坡上，距离坡口不小于 3m 处设置截水沟。路堑截水沟的建造采用 C20 混凝土预制块。在坡率大于 5 的情况下，截水沟的截面为 500mm×500mm ；而在坡率小于5 时，截水沟则采用两侧高度不同的矩形断面设计，较低侧的沟身高度为 500mm ，沟底和沟身的厚度均为150mm. 。

2.2.2 根据地形的施工（开挖）方法

（1）平缓地形施工使用挖掘机配合自卸汽车从高处向低处逐层开挖，形成 U 形路堑。每层的最佳开挖深度应控制在 3～5m 之间，多采用 4m 在开辟便道时，便道的纵坡设计必须足够缓和，以确保自卸汽车在空载状态下能顺利爬上坡顶。同时，应根据实际情况考虑设立错车处。（2）陡峭地形施工针对陡峭地形条件下的工程施工，首先运用推土机对山体顶部实施削坡处理，将高程降低 5～6m 以形成稳定的作业平台；在完成场地平整后进入土方开挖阶段，采用挖掘机实施自上而下分层开挖工艺，开挖过程中同步进行渣土转运作业。在便道能够到达的高程处设置推土机工作平台，将移除的土石推至平台外。逐步降低至挖掘机能够进行装车的位置，然后根据平缓地形的设计方案进行后续施工。

2.2.3 根据土质情况的施工（开挖）方法

（1）土方边坡开挖在高速公路深挖路堑边坡土方开挖施工中，由机械设备与人工配合进行作业。按照自上而下的顺序逐级开挖，并确保上级边坡锚固工程生效后方可进行下级边坡开挖和逐级加固，直至所有防护工程完成。开挖过程中，根据边桩位置预留 0.3m 保护层，以便人工修坡。按10m 间距布设边坡标杆，作为人工精细化修整的参照基准，并及时通知业主、监理工程师和设计人员处理土层变化。沿路线设置施工便道，便道纵坡应使自卸汽车空载状态能顺利爬坡，确保施工安全。挖掘机从高到低分层分段开挖，每层深度控制在 3～5m ，宽度控制在 8～10m ，配合自卸车运输土方。（2）石方边坡开挖碎裂状花岗岩采用机械凿岩开挖，用液压破碎锤（炮机）的方法进行松动或破碎后，采用挖掘机装车与自卸车运输的开挖方法。现场做好安全防护，对于碎裂状花岗岩做好安全警戒标志后根据现场开挖线及坡率进行边坡开挖，及时清理开挖块石，避免堆放过多造成安全隐患，开挖过程派专人进行安全防护监督。

2.2.4 路床施工

路堑施工接近堑底 150mm 时，采用人工清表，并用推土机配合平地机进行修整。修整完成后，按施工图断面测量放样，并对地基土质进行检测，若土质符合设计要求，进行翻挖回填压实施工，压实度不小于 96% 。当地基土质不能满足设计要求时，按设计要求对路床 1200mm 范围内地基土翻挖换填碾压处理，保证压实度大于 96% 。填补凹坑采用与路基面种类相同的填料并予压实。翻挖回填和翻挖换填过程中，回填高度以每层平均压实厚度不超过 200mm 控制，碾压组合及松铺系数通过试验段确定。

结束语

本文通过详细的地质调查和数据分析，准确评估工程风险，并制定相应的施工方案和应对策略，旨在确保高速公路深挖路堑边坡施工在复杂地形和地质条件下的安全性和质量。在实际操作中，合理选择施工方法和工艺流程，充分考虑地形地貌特点，是确保施工成功的关键。在实际施工过程中，针对不同地质条件和环境，笔者探索了多种有效的施工方案，如深层桩基和预应力锚杆技术在软土和易滑坡区域的成功应用，并通过合理设置平台沟和急流槽解决了排水问题，确保路堑区域排水畅通。

参考文献

[1] 杨帅，袁鑫，李士兵，等. 高速公路深挖路堑边坡处置技术分析[J].交通节能与环保，2022，18（1）：123-126.

[2] 康晋芳. 深挖路堑施工与变形监测分析[J]. 山西建筑，2021，47（17）：116-118.

[3] 袁水河，王天星 . 公路深挖路堑边坡工程施工监测与动态设计 [J].建材与装饰，2018（26）：270-271.

[4] 付艳丽. 深挖路堑高边坡防护预应力锚索施工技术[J]. 交通标准化，2011（8）：132-135.

[5] 程强，黄绍槟，周永江 . 公路深挖路堑边坡工程施工监测与动态设计 [J]. 岩石力学与工程学报，2005（8）：1335-1340.

[6] 苏红军，姜早龙，陈大川，等 . 路堑高边坡锚索格梁支护体系受力特征及设计方法研究 [J]. 施工技术，2021,50（10）:72-76.

[7] 巩宁，王怀忠 . 高速公路边坡生态防护施工技术研究 [J]. 公路，2020,65（6）:246-248