临近既有线70m 超高石质边坡开挖安全技术实践

周鹏

（中交一公局海威工程建设有限公司，北京 101119）

0 引言

随着我国基础建设的快速发展，山区高速公路日益增多。山区地质地形条件变化较大，以往的边坡开挖与防护技术在一定程度上不能满足工程建设需求，特别是一些破碎、稳定性差的高陡边坡，开挖与防护施工难度较大，必须对其进行深入研究，采取有效的施工与安全防护技术，确保高速公路顺利修建，确保工程安全。

临近既有线超高边坡开挖受地形地势影响，便道修筑困难，与既有线临近时开挖工艺受限，开挖过程中会对既有高速行驶车辆造成安全隐患。所以如何结合现场实际情况，选取科学、合理的安全防护措施及开挖工艺，解决边坡开挖对既有高速造成的安全隐患等问题，同时实现超高边坡开挖的安全、质量、工期及成本管控目标，是临近既有线超高边坡开挖施工中面对的主要问题。

1 工程概况

沿印松高速第十合同段位于贵州省铜仁市松桃县境内，在路线终点设双T 型枢纽互通（九江枢纽互通），与既有S15 松铜高速相接，九江枢纽共设8 条匝道。其中I 匝道IK0+330～IK0+418.094 右侧挖方边坡高71.161m，距既有松铜高速最小距离6m。边坡岩体主要为强风化层，强风化基岩岩体破碎，风化深度达5～10m，质软。共设七级边坡，六级平台，其中四级平台宽4m，其余平台宽2m，台阶高度10m。一级边坡坡率为1:0.5，二～七级边坡坡率为1:0.75。

2 存在问题

IK0+330～IK0+418.094 右侧边坡下方为既有松铜高速，且松铜高速为运营状态，车流量较大。该段边坡的开挖难免引发部分危石和碎石滚落至既有高速，因此如何避免边坡开挖对既有松铜高速带来的安全隐患成为本次施工面临最直接的安全挑战。

根据现场情况，IK0+330～IK0+418.094 右侧边坡开挖存在以下几个问题需解决。

（1）边坡开挖过程中存在落石风险。

（2）边坡开挖过程中，既有松铜高速车辆通行存在安全风险。

（3）边坡距松铜高速较近，开挖无法采用爆破工艺。

3 施工方案设计

3.1 松铜高速交通导改

九江枢纽施工区域对应松铜高速均为桥梁段，无法对松铜高速单幅全封闭，因此采用渠化车道方式进行松铜高速交通导改。IK0+330～IK0+418.094 边坡施工前，需对松铜高速左线应急车道及1/2 行车道封闭，采取单车道通行模式，同时需按规范要求布设反光锥及警示标志等。

3.2 防护棚架设计

IK0+330～IK0+418.094 边坡开挖过程中，可能存在部分危岩、碎石从松铜高速正上方滚落，因此在松铜高速上设计防护棚架防止危岩、碎石滚落至高速。棚架下部结构采用钢管柱形式，基础采用预制混凝土基础，上部结构采用工字钢配合钢板的形式，棚架顶面设缓冲网，在行车方向两侧设踢脚板。

3.3 高速侧向防护栅设计

IK0+330～IK0+418.094 边坡开挖过程中，可能存在部分危岩、碎石从松铜高速左线左侧滚落至松铜高速，因此在松铜高速左线1/2 行车道位置设计防护栅，用以阻挡滚落危岩及碎石。防护栅采用工字钢底座及竖梁，满挂竹胶板，在防护栅内侧松铜高速上满铺沙袋。

3.4 被动防护网设计

IK0+330～IK0+418.094 边坡每级边坡开挖前在下一级边坡顶安装被动防护网，作为临时防护措施，防止开挖过程中滚石落至松铜高速，被动防护网重复使用。

4 施工过程控制

4.1 松铜高速交通导改

4.1.1 导改原则

松铜高速交通导改施工期间不中断交通，保证松铜高速正常通行。对松铜高速交通的影响程度降低至最低、时间减少到最短。工程大部分安排在白天施工，关键工序安排在夜间车流量较小的时段进行。在施工路段区域的主要交通节点处，设置告示及警示标志，合理分流，做到交通流均衡分布，一方面提高周围路网的通行能力；另一方面尽量缓解对周边路网的交通压力。同时在施工区域布设对应的道路交通安全管理设施，保障交通畅通和顺利实施施工作业。

4.1.2 方案审批

涉松铜高速专项施工方案除了按正常程序完成参建单位内部审批外，必须同时经贵州省高速公路管理局、铜仁高速公路管理处、贵州松铜高速公路有限公司（松铜高速运营单位）、松桃交警、松铜路政等单位审批并报备相关资料。

4.1.3交通导改

按照相关部门要求，提前做好道路交通信息发布工作，确保所有交通组织工作到位后，再开始施工。在涉松铜高速公路段施工前7d，经交通主管部门审批后，在松桃县的相关收费站入口处设立交通管制路段指示图，及限高限宽提示牌；在高德、百度、腾讯和北斗等地图上发布道路施工信息；通过广播、电台、电视、网站和论坛等渠道发布道路施工信息；提醒过往车辆注意施工时段，避免造成交通阻塞。

交通组织所需用的标志标牌、隔离设施、上路车辆等提前做好充分准备，按照国家标准《道路交通标志标线（GB 5768—2017）》设置标志牌，参照道路交通标志和标线第4 部分：作业区（GB 5768.4—2017）进行导改标识安装。对上路人员进行上路安全注意事项培训，并经考核合格后上路。交通协管员和安全员需经专业培训后，并穿戴统一的反光背心上岗，配合交警进行现场指挥、疏导交通。安全区域内设立巡视员，保证标志设置完好齐全。交通协管员负责协助交警指挥车辆，疏导交通。安全员对整个施工现场进行巡视检查，排查现场存在隐患并及时处理。

4.2 防护棚架搭设施工

（1）由测量人员按照防护棚架设计图对基础进行放样，基础中心线允许偏差不得超过5cm。棚架基础底部应置于桥面上。

（2）根据放样点位将提前预制好的混凝土基础块吊装至对应位置，预制块顶提前预埋钢板。

4.2.2 防护棚架下部结构施工

（1）钢管型号为φ300×8mm，钢管立柱长度要与设计一致，如需切割，切割面必须打磨平整。

（2）法兰盘与钢管立柱结合部位采用满焊，焊缝厚度不小于8mm。

（3）钢管立柱安装时必须保证竖直，立柱法兰盘通过锚固螺栓连接牢固，确保法兰盘紧贴立柱基础顶面。

（4）相邻两根钢管立柱通过两根水平及斜向槽钢焊接在一起，焊缝厚度不小于8mm，以确保钢管立柱及防护棚架整体稳定性。

这种适应新形势的预制装配式住宅项目时项目在产业化发展过程中极其重要，既能缩短工期时间，又能减少资源的消耗，减少企业的成本同时还保证了项目健康有序地进行，契合了时代发展的需要。

4.2.3 防护棚架上部结构施工

（1）首先铺设I40c 工字钢，作为横向分配梁，再与钢管立柱顶部法兰盘周边满焊连接。

（2）纵向分配梁采用I14b 工字钢，置于横向分配梁上。

（3）待纵向分配梁全部安装就位后，纵向分配梁两侧与横向分配梁焊接形成整体，确保纵向分配梁整体稳定性，其上满铺5mm 厚钢板，钢板间采取满焊，钢板与纵向分配梁焊缝长度不小于2cm。

（4）在防护棚架面板行车方向两侧设置踢脚板，兼顾拦水的作用，高度不小于180mm，采用10mm 厚钢板立焊于防护棚架面板上，焊接采用满焊。

4.2.4 警示标志安装

在来车方向防护棚架左右侧立柱及顶板侧面满贴反光标志，同时安装灯带及限高提醒标志，如图1 所示。

图1 防护棚架实景

4.3 侧向防护栅施工

4.3.1 防护栅加工

防护栅单个立架在钢筋加工场集中加工，立架竖杆采用I14b 工字钢，底撑采用I12b 工字钢，斜撑采用I12b 工字钢，立杆、底撑、斜撑焊接为一个整体，立杆上均安装反光装置，加工完成后运输至施工现场。

4.3.2 防护栅安装

（1）施工现场采用吊车吊装立架，按间距1.5m 布置，现场焊接横杆，横杆采用I12b 工字钢，间距1m，相邻两底撑用φ16 螺纹钢焊接，连接成整体，确保防护栅稳定性。

（2）防护栅架体完成后，在侧面安装竹跳板，使用铁丝将竹跳板与架体绑扎连接。

（3）在防护栅内侧铺设四层沙袋，底层满铺，上层沙袋横桥向铺设宽度按0.75m 递减，一方面起到落石缓冲作用，另一方面集中沙袋重力作用于底撑，增强防护栅自重反力。

4.4 被动防护网施工

（1）施工顺序：锚杆、钢柱基础定位→钻凿地脚螺栓锚孔→安装基座及锚杆→安装、调试钢柱及拉锚绳→张挂双绞六边形网→张挂、连接环形网→安装、调试支撑绳。

（2）锚杆水泥砂浆从孔底反压注浆，保证注浆密实饱满。

（3）被动防护网布置沿等高线走向，以能最大限度拦截落石为原则。钢柱基座放样时，各钢柱基座位置尽可能设在同一等高线上，相邻钢柱基座间高差控制在0.5m 内。

（4）上下支撑绳减压环安装，减压环距钢柱距离不小于1.5m，2m 为宜。

（5）低凹地面之间空洞最低点与下支撑绳相距大于30cm，使用菱形网加双绞六边形网填补；相距小于30cm，使用钢丝绳加双绞六边形网填补。

（6）双绞六边形网铺挂在环形网的内侧，应叠盖环形网并向外折叠15cm；用扎丝将双绞六边形网固定到环形网上，每平方米固定不少于4 处；每张双绞六边形网连接处应叠盖5cm。

5 结语

九江枢纽互通I 匝道IK0+330～IK0+418.094 右侧临近既有线70m 超高边坡作为本项目重点、难点工程，项目高度重视，多次请教各级领导和专家，集思广益，采取了既有线交通导改、设置防护棚架、侧向防护栅、被动防护网等措施，成功消除了边坡开挖过程中的安全隐患，同时确保了既有线松铜高速的正常通行，保证了项目工期计划，得到了上级单位的认可。