土质渗水边坡的防护与施工技术探讨

杨家财

文章结合广西资源（梅溪）至兴安高速公路土质渗水边坡工程实例，介绍了南方雨水丰富地区高速公路土质渗水边坡的防护与施工技术，阐述了土质渗水边坡防护形式与施工流程及方法，可为同类土质渗水边坡施工提供参考。

土质渗水;边坡施工;支撑渗沟;绿化

0 引言

我国南方地区因雨水丰富，土地肥沃，森林植被茂密，使得地下水非常丰富，在高速公路修建的过程中，因土质边坡渗水防护与处理不当导致边坡垮塌，影响工程质量及行车安全的现象较为普遍。广西资源（梅溪）至兴安高速公路土质渗水边坡采用截水沟+盲沟+盖板边沟+支撑渗沟+拱形骨架护坡+植草绿化的防护形式，利用支撑渗沟排出边坡表层地下水，盲沟降低坡脚地下水位，以保障边坡的稳定性。该边坡应用这一防护技术后经过了2017年及2019年桂林市资源县强降雨的考验，说明了该方案的实用性，可为南方多雨地区类似的高速公路工程边坡设计及施工提供参考。

1 工程概况

广西资源（梅溪）至兴安高速公路位于广西北部，该工程范围为资兴高速公路第五标段，位于资源县中锋乡境内。该段路基经过地区主要为山地地貌，以低山为主，地貌主要显示断层构造单面山，沟谷发育，多呈V字型，植被发育，沟内常年流水。气候属亚热带季风性湿润气候，四季分明，相对气温低，光热少，雨量多，且集中在冬季与夏季。该边坡位于资兴高速公路K41+735～K42+243段挖方路基右侧，上方山地较大，且森林茂盛，故造成地下水系丰富，导致边坡有少量渗水。

2 土质渗水边坡防护措施分析

该边坡位于该项目的标尾，土方量较小，故开挖得比较晚。该边坡原设计为：第一、二级边坡坡率均为1∶1.25，采用截水沟+盖板边沟+拱形骨架护坡+植草绿化的防护形式。在该边坡施工前，项目部已对K40+050～K41+500段边坡进行施工，其中根据图纸及地形地貌有4處边坡与该段边坡相似，开挖后发现这4处边坡土质疏松且有少量渗水，后经对现场进行详勘，发现该工点处地层主要以第四系角砾土为主，厚约10～12 m，褐黄色、灰褐色。砾石主要成分以花岗岩、砂岩、灰岩等为主，粒径2～10 mm约占25%，10～20 mm约占15%，>20 mm约占25%，呈棱角状，泥沙充填，中密，潮湿。其中3.5～5.1 m为砂质充填，潮湿，密实，Ⅱ级普通土。

通过现场实际分析，必须将边坡渗水问题解决才能保证边坡的稳定性，故项目部打报告申请变更。经过建设单位，监理单位以及设计单位到现场确认后，该边坡的防护同意变更为：第一、二级边坡坡率均为1∶1.25，采用截水沟+盲沟+盖板边沟+支撑渗沟+拱形骨架护坡+植草绿化的防护形式。该防护形式可防止外界自然流水冲刷边坡，并能排出边坡内部渗水，降低边坡坡脚地下水位，防止地下水浸泡路基，同时有效地保证了边坡的整体稳定性，防止边坡垮塌。

3 土质渗水边坡防护施工技术

3.1 截水沟施工

该边坡地处顺坡位置，为防止外界自然排水冲刷边坡，影响边坡稳定性，故需设堑顶截水沟。由于该边坡原地面比较平缓，通过施工放样确定开挖线后进行清表，同时将堑顶截水沟进行放样并开挖。为保证边坡稳定及节约施工成本，清表完成后快速组织堑顶截水沟施工。为方便后期的维修，堑顶截水沟采用浆砌片石砌筑。因标段内有丰富的石材，故石料选用标段内质地坚硬的花岗岩，使用前应将石料表面的污渍清除干净。所用砂浆的强度等级为M7.5，砂浆必须用机械进行拌制，严禁进行人工拌制砂浆，以保证砂浆达到设计强度。砂浆应随拌随用，拌制的砂浆应在3 h内使用完毕，当施工期间最高温度>30 ℃时，应在2 h内使用完毕。砌体采用坐浆法分层、分段砌筑。分段位置设在伸缩缝处，连续长度10～15 m应设置一道伸缩缝。砌体工程各砌块砌缝应互相错开，砌缝饱满。施工完成应对成品进行及时养生，确保成品工程质量。

3.2 支撑渗沟施工

边坡渗水会导致边坡整体软化，因此利用支撑渗沟排除边坡表层地下水，降低边坡表层的含水量，以此加强边坡抗滑能力，保证边坡的稳定性。支撑渗沟在边坡开挖时进行同步放样与开挖，即当边坡下挖2 m准备进行刷坡时就将支撑渗沟进行放样，按设计尺寸进行开挖，间隔2个拱形骨架护坡的拱圈设置一道支撑渗沟，具体位置可根据现场边坡渗水点适当调整。支撑渗沟出水口应与盖板边沟衔接，保证排水畅通。边坡开挖一级完成后立即组织支撑渗沟的施工。首先进行人工基坑修整并清除浮土，保证沟底台阶及坡度符合施工设计要求，沟底采用厚度为30 cm的M7.5浆砌片石进行铺底，砌体所用的片石及砂浆与截水沟的要求相同。为防止沟底漏水，砌体要保证满浆满缝，台阶连接处应砌筑密贴。支撑渗沟排水层采用干砌片石充填，排水层与沟壁土体之间设置反滤层，反滤层采用砂砾石和卵砾石，各层层厚为15 cm。为保证工程质量，干砌片石层与反滤层同步施工，支撑渗沟顶板采用厚度为30 cm的M7.5浆砌片石进行砌筑，顶板应封闭严密，防止地表水流入沟内。镶入拱圈镶边石并进行抹面，对砌体工程要及时养生确保砌体工程质量。支撑渗沟施工图如图1～2所示。

3.3 拱形骨架护坡施工

该边坡防护主体结构是拱形骨架护坡+支撑渗沟的形式，利用拱形骨架将边坡流水集中分流排除，防止边坡雨水大量集中冲刷破坏边坡。在施工过程中应先完成支撑渗沟的施工再进行拱形骨架护坡施工。拱形骨架护坡施工遵循开挖一级防护一级的原则，即完成上一级边坡的防护再开挖下一级边坡。边坡开挖完成后先进行坡面清理，再进行拱形骨架基槽的开挖。拱形骨架基槽采用人工开挖的方式，基槽开挖时应注意拱形骨架几何尺寸位置的准确性，骨架开槽深度为垂直坡面以下25 cm。对于拱圈圆弧部分基槽的开挖，选用较小的工具进行开挖以保证弧形部分自然、平滑。拱形骨架净宽为3.06 m，嵌入路堑边坡深25 cm。拱柱泄水槽两侧及拱圈顶部使用尺寸为240 mm×115 mm×53 mm的砖镶边，砖高出骨架平面5 cm，深入骨架内19 cm，并在砖顶部及两侧抹2 cm厚M7.5砂浆。每10～15 m设一道伸缩缝，缝宽2 cm，缝内全断面填塞沥青麻筋。为便于养护，在适当位置（每100 m内）设宽0.8 m、厚0.5 m的M7.5浆砌片石踏步。

3.4 盲沟施工

因该边坡渗水，为保证边坡坡脚的稳定以及防止边坡渗水浸泡路基，影响路基工程质量，需在边坡坡脚设置盲沟，以此降低地下水位。在盲沟施工时，为保证边坡的稳定性，开挖前应看好天气预报，确保开挖后的2 d内无降雨，防止边坡因坡脚悬空而失稳。现场可根据作业能力进行分段施工，避免边坡坡脚长期悬空。因盲沟在盖板边沟底部，故在开挖盲沟基坑前必须先将盖板边沟基坑开挖完成。为节约成本以及提高工效，基坑开挖前将盲沟所需要的材料准备充足并运至施工现场。为保证路基宽度及盖板边沟线性，开挖前将盖板边沟中线和开挖边线进行放样，并标记好下挖深度，用中型挖机对盖板边沟基坑开挖完后，再次对盲沟的中线和边线进行放样，用小型挖机对盲沟基坑开挖至设计标高。盲沟基坑开挖完成后，先用人工对基坑进行清除浮土，确保盲沟基底置于稳定的基础上，再进行盲沟基底混凝土浇筑。盲沟基底的设计是采用厚10 cm的C20混凝土。盲沟基底施工要控制好标高以及纵坡，确保盲沟排水顺畅。盲沟基底强度达到2.5 MPa时可进行无纺土工布的铺设，然后再铺设钢纤维水泥渗滤排水管。钢纤维水泥渗滤排水管的安装要确保线形顺直，严禁出现断开的现象。因该工程附近石料丰富，故滤层采用碎石填充，滤层的施工可采用小铲车配合人工进行施工。滤层施工完成后及时封闭无纺土工布，并及时完成盖板边沟基础混凝土的浇筑。盲沟施工图如图3所示。

3.5 盖板边沟施工

盖板边沟基坑在开挖盲沟基坑时已完成开挖，盲沟完成施工后应及时进行盖板边沟基础施工。盖板边沟基础采用C20混凝土浇筑，厚度为30 cm。施工必须充分振捣，宜采用ZN30型插入式振动棒，每隔30～50 cm均匀插棒，插棒距模板5～10 cm，采用快插慢起，振捣时间按混凝土表面无气泡上浮为止。同时注意控制流水面标高以防出现沟底不平导致的积水现象。拆模后注意成品棱角保护，防止崩裂破损，浇筑完成之后，用土工布覆盖沟体，进行洒水养护，养护时间一般≥7 d。混凝土在未进入终凝时不应使其受雨水冲刷或水淹浸。当基础混凝土强度达到2.5 MPa时，可对沟身及台帽模板进行安装，立模板之前对基础和沟身的接触面进行凿毛处理。模板可以采用20 mm厚的木模板，模板必须涂抹脱模剂进行处理以保证沟身的光滑。沟身采用强度为C20的混凝土浇筑，台帽采用强度为C25的混凝土浇筑。混凝土应分层浇筑，摊铺厚度控制在30～50 cm之间进行振捣一次，采用ZN30型插入式振动棒，振捣与基础浇筑要求相同。待浇筑至台帽底部设计标高时，间隔2～4 h后再用强度为C25的混凝土进行台帽浇筑，台帽顶斜角的处理在浇筑完成之后由人工修筑。盖板边沟拆模、养护与基础浇筑做相同要求。模板安装允许偏差值见表1。

3.6 植草绿化施工

由于该边坡为两级边坡，最高高度≤15 m，故待两级边坡支撑渗沟及拱形骨架护坡施工完成后再统一进行坡面绿化施工。由于该边坡为土质边坡，坡面较整齐，故在拱形骨架内采用喷射绿化植草机械绿化。据工程实地气候条件，绿化草种应选择暖季型、直根型、须根型、观赏型的植物种子。壤土取用清表剥离出来的种植土，喷播厚度≥10 cm。喷射完成后，盖上无纺布，并根据坡面湿度需求进行喷雾养护，确保种子生根发芽。

4 结语

如今我国高速公路建设迎来了高速发展，同时环境保护越来越受到重视，标准化施工不断普及和提高，交通土建作为传统行业，在保证发展的同时保证工程质量以及更好地保护自然环境，需要在施工过程中不断总结经验，改进工艺，革新技术。资兴高速公路K41+735～K42+243段挖方路基右侧土质渗水边坡采用了截水沟+盲沟+盖板边沟+支撑渗沟+拱形骨架护坡+植草绿化的防护形式，完工两年多以来，未出现任何垮塌的迹象，足以证明该防护形式及施工技术在土质渗水边坡方面应用的实用性。在今后的高速公路建设中，类似边坡可参考该防护形式或者根据该防护形式进行改进应用于工程设计及施工中，更好地提高工程质量。

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