高速公路路堑高边坡施工技术.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 25 日 作者简介：伍杰（1990），男，岩土工程师（中级），硕士，研究方向为深基坑支护和高边坡支护。-83-高速公路路堑高边坡施工技术 伍 杰 中国瑞林工程技术股份有限公司深圳分公司，广东 深圳 518042 摘要：摘要：随着经济的快速发展和高速公路建设的迅猛推进，路堑高边坡施工成为工程中的常见而复杂问题。特别是在多山地区，高边坡的施工技术直接关系到道路的可靠性和工程的经济性。由于地质条件多样，加之气候变化及人为因素，高边坡的稳定分析和施工具有较高的技术难度和风险。因此，本文针对路堑高边坡施工技术开展研究，探讨技术要点以及常见施工难点问题，提出解决方案，最后进行案例分析，旨在为同类工程提供一定的参考，确保公路工程的长期稳定运行。关键词：关键词：高速公路；路堑高边坡；施工技术 中图分类号：中图分类号：U416 路堑高边坡工程是道路工程中常见的复杂工程形式之一。在高速公路建设中，路堑高边坡工程往往需要考虑地质条件、水文地质、地震影响等多种因素，以确保路堑和高边坡的稳定性。这类工程通常需要进行地质勘探和分析，制定相应的支护加固方案，并结合生态环保要求，有效地减少工程对周边环境的影响。1 路堑高边坡工程特点 首先，工程规模大、施工难度高，由于高速公路的快速通行要求，路堑高边坡通常需要在复杂多变的地质条件下施工，对施工工艺和技术要求极高；其次，地质灾害风险大，路堑高边坡容易受到地质灾害的影响，如滑坡、泥石流等，因此需要高标准的抗灾设计和施工；最后，环境保护要求高，路堑高边坡工程往往需要考虑生态环境保护和景观效果，在施工过程中需要采取相应的绿化、防护和治理措施1。2 路堑高边坡施工技术要点 2.1 准备工作 首先需要进行地层结构、地下水情况等周边地质条件的详细勘察，以便了解边坡稳定性的相关信息，并为后续施工提供依据。其次是清理路堑高边坡附近的植被和杂物，清除表层松散土壤，确保施工基础的清晰。接着进行边坡的初步整形工作，确保边坡的坡度和形状符合设计要求。此外，还需要构筑临边护栏、设置施工标志等措施。2.2 土方开挖 土方开挖之前，需要进行精确测量和布置标志，以确保开挖的坡度和深度符合规范要求，同时要根据土体的性质和地质勘察资料，采用适当的机械设备进行开挖作业。在土方开挖的过程中，需要注意对松软土壤和坚硬土岩层的处理方式，落实好支护措施，防止坍塌事故的发生。在作业过程中，对开挖后的边坡进行及时处理，确保边坡的稳定性，避免地质灾害的发生。此外，还要定期对作业现场进行检查和监测，及时发现和解决可能存在的问题，确保土方开挖工作顺利进行，为后续施工作业创造有利条件。2.3 边坡支护与加固 针对不同的地质条件和边坡高度，可采用多种支护与加固技术，如土钉墙、喷锚网、挡墙、植被护坡、岩锚等。在施工过程中，需要根据地质勘察的结果和设计要求，结合实际施工情况，选择合适的支护与加固技术方案。对于边坡支护，可以采用土工格栅、钢丝格栅、岩石锚杆、挡墙等方式，以增加边坡的抗滑稳定性；而对于边坡加固，可以采用植被护坡、喷锚网、碎石混凝土加固、岩石锚喷加固等技术手段，增强边坡的整体稳定性。在实际操作中，要根据边坡的高度、坡度和土质情况量身定制支护与加固方案，注意合理布置支护元件和加固材料，确保工程建设效果2。此外，还应加强对支护与加固施工过程中的监测和品质控制，确保施工效果符合设计要求，并及时进行必要的调整和维护。通过科学合理的边坡支护与加固技术，可以有效提升路堑高边坡工程的整体稳定性。2.4 排水系统建设 中国科技期刊数据库 工业 A-84-良好的排水系统可以有效地防止地下水对边坡稳定性和路基结构造成不利影响，以及减轻降雨对边坡的侵蚀和损害。排水系统建设包括地下排水系统和地表排水系统两部分。地下排水系统主要包括排水管道和排水井，通过合理设置和铺设，将地下水及时有效地引导排出边坡区域，避免地下水对边坡稳定性的不利影响。地表排水系统主要包括坡面排水、护坡沟、雨水集水沟等，通过合理设置和布置，将雨水及时有效地排除路堑高边坡区域，减少雨水对边坡和路基的冲刷和侵蚀。在施工中，需要根据地质条件和气候特点，科学合理地设计和布置排水系统，选择合适的排水材料和设备，并严格按照相关要求和标准进行施工和验收，确保排水系统建设符合工程要求，为路堑高边坡的长期稳定运营奠定坚实基础。2.5 边坡表面处理 边坡表面处理主要包括绿化、覆盖、防护等措施，旨在增强边坡的抗风蚀能力、美化环境、保护生态平衡，并且减缓边坡的侵蚀。绿化是常用的边坡表面处理方式之一，可以选择适宜的植被进行植被覆盖，如草坪、草皮、灌木等，在边坡表面形成覆盖层，提高边坡的抗冲刷、抗风化能力，减缓土壤流失，同时美化路堑环境，和周围自然环境融为一体。另外，也可以采用覆盖材料进行表面处理，如护坡网、护坡布等，覆盖在边坡表面形成一层保护膜，有效减少了边坡表面的侵蚀，保护了土壤结构。此外，对于特殊的边坡，还可以采取防护结构，如挡墙、护坡板等，来加固和保护边坡，避免边坡出现垮塌。在实际操作中，需要充分考虑边坡的地质特性、气候条件、生态环境等因素，科学合理地选择边坡表面处理方式，结合工程实际情况和设计要求，确保边坡表面处理达到预期效果。通过科学合理的边坡表面处理，可有效提升边坡的抗风化能力和生态环境效应。2.6 验收 验收工作应覆盖施工的各个阶段，包括前期准备、基础处理、边坡支护、排水系统建设、边坡表面处理等，确保每个施工环节符合设计要求和相关标准。在验收过程中，应严格按照施工图纸和技术规范进行检查，包括材料的品质、施工工艺和工程实体的符合性，保证工程的稳定性。同时，还需要进行相关的检测和监测，如地质勘察、材料检测、支护结构的稳定性监测等，及时发现并解决存在的问题，确保工程建设效果可控。最后，验收工作需要由专业的监理单位或第三方机构进行，以确保评审的客观性和公正性，为工程的顺利投入使用提供可靠保障。3 高速公路路堑高边坡施工难点 3.1 边坡稳定性问题 边坡稳定性问题表现为边坡坡度大、高度巨大，地质条件复杂，易发生滑坡、塌方等地质灾害，边坡表面易受风化和侵蚀，存在隐患。这主要源于路堑高边坡处于复杂多变的地质环境，地层构造不稳定，存在地下水、地震等自然因素影响，导致边坡材料的强度和稳定性受到破坏，容易发生边坡滑坡、坍塌等问题3；另外，大面积裸露的边坡表面容易受到风化侵蚀和降雨侵蚀的影响，加剧了边坡的不稳定性，增加了边坡工程的施工难度。3.2 地质灾害的影响 地质灾害的影响主要表现在地质条件复杂、易发生滑坡、塌方、泥石流等灾害；地质构造不稳定、岩层断裂、地下水丰富、地震等自然因素影响，对边坡稳定性构成威胁；降雨等外界环境因素易引发地质灾害，加剧了工程施工风险。这些问题主要源于路堑高边坡所处地区的地质环境复杂多变，地质构造不稳定容易发生滑坡、塌方等地质灾害，地下水对边坡稳定性有着直接影响，降雨等外部环境因素可能触发地质灾害的发生。3.3 地下水的影响 高速公路路堑高边坡施工中地下水的影响主要表现在地下水涌泉、涌水量大，容易造成边坡松动、坍塌，导致工程建设效果及施工进度受到影响。这一问题的表现主要源于路堑高边坡所处地区地下水丰富、水位较高，地下水对边坡稳定性构成潜在威胁，边坡材料容易发生饱和变软、失稳等现象，加之施工过程中人工开挖、爆破等作业可能会引发地下水的突发涌泉和渗水，加剧了边坡稳定性的风险。4 施工难点的应对措施 4.1 针对边坡稳定性问题 首先，进行充分的地质勘察和工程地质评价，全面了解边坡所处地质构造、地层岩性、地下水情况等，科学评估边坡稳定性，并合理选择边坡坡度、顶宽和中国科技期刊数据库 工业 A-85-坡高比等设计参数，确保边坡设计符合实际地质条件。其次，采用合理的边坡支护和加固措施，如植被覆盖、加固材料、挡墙、护坡、挡土墙等进行边坡加固，提高边坡的抗滑和抗冲性能，有效防止边坡失稳。同时，合理设计和设置排水系统，如排水沟、排水管道等，确保边坡内部水分平衡，降低水分对边坡稳定性的影响。在施工过程中，加强对边坡稳定性的监测，利用现代化技术手段，如变形监测技术、遥感监测技术等，及时发现边坡变形和位移异常，提前预警边坡失稳风险。此外，加强对降雨等外部环境影响的监测，建立相应的应急预案和应急救援队伍，做好边坡失稳的防范和处置工作。4.2 针对地质灾害的影响 首先，通过全面的地质勘察和灾害评估，充分了解工程所处地区的地质构造、地层岩性、地震活动性及降雨等气候条件，以科学合理的方式评估地质灾害风险，为施工方案的制定提供依据。其次，采取有效的支护措施，如明挖或暗挖开挖方式结合爆破、钻孔顶管法处理高边坡，确保施工区域的稳定。同时，选择合适的边坡防护措施，如加固网、喷网、挡土墙等，提高边坡的抗滑和抗冲性能，减少地质灾害的发生4。在施工过程中，加强对边坡稳定性的监测，利用现代化的监测技术手段，如微震监测技术、变形监测技术等，及时发现边坡变形和位移异常，预警可能发生的地质灾害。此外，加强对降雨等外部环境影响的监测，建立相应的应急预案和应急救援队伍，做好地质灾害的防范和处置工作。4.3 针对地下水的影响 首先，通过深入的地质勘察和水文地质调查，全面了解地下水的分布、水位及水文地质特征，为施工方案的制定提供科学依据。其次，在设计阶段，应采用有效的排水系统，包括排水沟、排水管道等，以降低地下水位，减少对边坡的涌泉、涌水影响。此外，构建合理的防渗结构，如植被覆盖、防渗墙等来限制地下水的渗流，保持边坡的稳定。在施工中，采取合适的降水和抽水措施，确保施工区域的干燥，减少地下水对施工的影响5。同时，及时进行地下水位和水质的监测，建立预警机制，一旦发现异常地下水情况，能够及时采取措施进行处理。综合利用现代技术手段，如地下水数值模拟、地下水位监测预警系统等，提高地下水控制的科学化水平。5 案例分析 5.1 项目概述 某高速公路穿越了多个地质复杂的山区，其中一段路堑高边坡的高度达到 60 米，坡度大约为 1:1.25。该边坡由砂岩、页岩夹层构成，地下水位较高，且区域历史上频繁发生小到中等规模的滑坡。5.2 技术挑战 边坡的高度和陡峭程度导致了潜在的稳定性问题。砂岩和页岩的交替层理加上高地下水位，使得边坡易受侵蚀和水压力影响，增加了滑坡的风险。此外，降雨和地震等自然因素也对边坡稳定性构成了威胁。5.3 解决方案 首先，项目团队对地质条件进行了钻孔取样、地质雷达探测和地质力学测试等勘探工作，然后，根据勘探和测试结果，工程师制定了包括以下要素在内的综合施工方案：一是边坡形状设计，通过计算边坡稳定性，重新设计了边坡的坡面形态，增大了边坡的台阶宽度，减小了总坡度，以降低边坡压力。二是排水措施。在边坡中部布置横向以及纵向排水管，确保雨水和地下水能够被及时排走，以减少水对边坡稳定性的不利影响。三是支护加固。使用了锚杆、喷锚网、钢筋混凝土护坡等措施，对不稳定的边坡区域进行加固。同时，部署土钉墙和挡土墙共同工作，提供额外的边坡支撑力。最后是监测预警。安装了包括倾斜仪、裂缝计、地表位移监测器在内的监测系统，对边坡的位移、倾斜和土体内部的应力变化进行实时监控。设置预警系统来监测滑坡迹象，并制定了紧急情况下的应急预案。5.4 施工过程 在施工过程中，所有施工活动被划分为多个阶段执行，并在施工中实时调整施工方法和支护措施。面对连续数日的大雨，监测系统显示部分边坡区域位移增大，立即启动预警流程，并进行应急排水和加固。5.5 最终成果 该高速公路的这段路堑高边坡成功克服了众多地质技术难题，确保了道路的长期稳定。施工项目得到了行业内的肯定。6 结束语 中国科技期刊数据库 工业 A-86-通过详细的勘探、科学的设计、有效的支护加固措施、精密的监测预警以及快速的应急响应，可以有效地处理高速公路路堑边坡施工中的稳定性问题。通过这种综合的方法，可以最大化地减少地质灾害风险，保障施工顺利进行。参考文献 1魏金晶.高速公路路堑高边坡施工技术浅析J.四川水泥,2023(11):224-226.2文俏壮.路堑高边坡稳定性分析及施工要点研究J.工程建设与设计,2023(16):20-22.3于广华.高速公路路堑高边坡施工技术研究J.运输经理世界,2023(21):40-42.4王涛.公路工程路堑高边坡设计及加固措施研究J.建筑机械,2023(05):153-158,161.5余良.高速公路路堑高边坡设计和综合治理探讨J.中华建设,2022(05):86-88.