高速公路土质渗水边坡防护及施工

李蓉

山西交通控股集团有限公司太原高速公路分公司 山西太原 030001

在我国部分地区，特别是南方地区，经常会出现下雨天气，雨水比较丰富，再加上森林植被生长情况比较茂密，进而产生十分丰富的地下水。在对高速公路工程进行施工过程中，由于相关单位没有妥善处理高速公路土质边坡渗水边坡，造成高速公路边坡出现垮塌现象，对高速公路行车的安全性与施工质量造成极大的影响，缩短高速公路工程的使用寿命，所以施工单位一定要高度重视高速公路土质渗水边坡的防护与施工。本文以某一高速公路工程为例，对高速公路土质渗水边坡防护及施工进行深入研究。该高速公路工程的土质渗水边坡主要选用植草绿化、拱形骨架护坡、支撑渗沟、盲沟、截水沟等防护措施，针对高速公路边坡表层的地下水，主要选用支撑渗沟将其予以排出，通过利用盲沟来实现对坡脚地下水位的降低，以有效保证高速公路渗水边坡的稳定性。本工程通过选用以上提及的边坡防护措施，现已经历了本地区强降雨的多次考验，充分表明该土质渗水边坡防护措施是可行与实用的，能够为其他类似多雨地区的高速公路工程土质渗水边坡设计及施工提供一些参考，具有重要意义。

1 项目背景

此高速公路工程项目的全线长度是30.15km，起讫桩号是K28+326--K58+476，采用的是双向四车道，设计的行车速度是100km/h。项目沿线以山地地貌为主，其中大部分是低山，地貌表现为断层构造单面山，而沟谷较为发育，呈现为V字型，同时植被比较发育，常年流水。项目现场环境气温相对偏低，夏季雨量比较多。此边坡处在高速公路K36+226--K38+015段的挖方路基左侧，其上方的山地比较大，植被较为茂盛，地下水系尤为丰富，所以就造成了边坡存在少量渗水现象。为了能够增强高速公路边坡结构的稳定性，就需要彻底解决边坡渗水现象。综合分析项目现场地质条件与施工情况，最后确定选择“截水沟”+“盲沟”+“盖板边沟”+“支撑渗沟”+“拱形骨架护坡”+“植草绿化”的综合防护方式。

2 边坡防护施工技术

2.1 截水沟施工

考虑到此项目中边坡地面较为平缓，以测放的方式精准确定开挖线，然后实施地面清表处理。与此同时，按照规定开挖路堑顶截水沟，然后以浆砌片石为材料进行砌筑。此高速公路沿线具有丰富的石材，所以石料选择的是花岗岩（其特点是质地坚硬），而在使用前必须将其表面杂物等清理干净。采用的砂浆等级是M7.5，通过机械设施实施拌和制作，以确保其强度级别符合设计要求，同时需要严格贯彻随拌随用的基本原则，拌制而成的砂浆需要在3h之内用完，若是施工阶段温度超过了30℃，则要2h内用完[1]。此外，砌体选择的是坐浆法分层与分段浇筑，其中分段建立在伸缩缝部位，以10m至15m为间隔距离设置一道伸缩缝。在施工结束之后，需要按照规定要求进行养护处理，以提升截水沟施工质量。

2.2 支撑渗沟施工

支撑渗沟需要在边坡开挖阶段同步进行测放、开挖，也就是边坡开挖2m后，就应及时进行支撑渗沟测放，根据设计尺寸要求开挖，以2个拱形骨架护坡中的拱圈为间隔距离设置支撑渗沟，详细位置需要参考项目现场边坡渗水点情况进行合理调整。在边坡开挖一级之后，必须及时组织开始支撑渗沟施工。采用人工方式实施基坑修整与浮土杂物等的清理工作，以使沟底台阶、坡度达成设计规定要求，其中沟底选择M7.5浆砌片石铺筑（厚度是30cm），而且砌体应确保满浆满缝，尤其是台阶连接位置务必紧密砌筑，以免沟底发生漏水现象。支撑渗沟排水层选择的填充料是干砌片石，而且在排水层和沟壁土体间建立反滤层（其采用的材料是砂砾石与卵砾石），每层厚度控制是15cm[2]。此外，支撑渗沟顶板砌筑选择的材料是M7.5浆砌片石（厚度是30cm），顶板需要保证封闭密实，以免地表水进入到沟内。其中，支撑渗沟施工图断面图，如图1所示。

2.3 拱形骨架护坡施工

此项目边坡防护的核心结构为“拱形骨架护坡”+“支撑渗沟”，通过拱形骨架把边坡水流进行集中或是分流排出，以免边坡受到雨水直接冲刷而影响其结构稳定性。具体施工阶段，施工顺序是先支撑渗沟后拱形骨架边坡施工。其中拱形骨架护坡应严格贯彻“开挖”与“防护”同步进行的基本原则。在边坡开挖后需要安排人员清理坡面，接着以人工方式开挖拱形骨架基槽，其中开挖深度是垂直坡面之下的25cm。针对拱圈圆弧位置的基槽开挖，应选择小型工具开挖，以确保此部分的自然性与平滑性。与此同时，拱形骨架的净宽度是3.02m，嵌入路堑边坡的深度控制为25cm。在拱柱泄水槽的两侧与拱圈的顶部实施砖（其规格是240mm×115mm×53mm），且砖比骨架平面高约5cm，嵌入骨架之内约16cm，从砖顶和两侧涂抹M7.5砂浆（其厚度是2cm）[3]。以10cm至15m为间隔距离设置一道伸缩缝（宽度控制为2cm），然后在缝内填充沥青麻筋。

2.4 盲沟施工

在盲沟施工之前，必须结合天气预报做好施工规划，保证盲沟开挖后2d之内无降雨现象，以免坡脚悬空而发生失稳问题。综合分析项目施工要求及能力等要素，可以采用分段施工模式。考虑到盲沟处在盖板边沟的底部，所以盲沟基坑开挖之前需要完成盖板边基坑开挖。基坑开挖之前必须认真完成各项材料准备工作。为了能够使路基宽度和盖板边沟线符合设计要求，需要精准测放盖板边沟先与开挖边线，然后标记下挖深度，选择中型挖掘机实施盖板边沟基坑开挖，同时测放盲沟中线与边线，选择小型挖掘机进行盲沟基坑开挖，确保其符合设计标高要求。而盲沟基坑开挖结束之后，以人工方式清理基坑内的浮土等杂物，接着实施基底混凝土浇筑。此项目中盲沟基底浇筑选择的是C25混凝土，确定的浇筑厚度是10cm。当盲沟基底混凝土的强度级别≥2.5MPa，就可以铺设一层无纺土工布以及钢纤维水泥渗滤排水管，其中排水管的布设必须保证线形顺直，禁止发生断开现象。考虑到此项目沿线石料较为丰富，所以选择碎石进行滤层填充，主要通过“小型铲车”+“人工”的施工方式。在滤层施工结束之后需要立即采用无纺土工布进行封闭处理，然后浇筑盖板边沟基础混凝土。其中盲沟施工详见图2。

图2 盲沟施工断面

2.5 盖板边沟施工

此项目中盖板边沟基础浇筑选择的是C20混凝土，厚度控制是30cm。具体施工时应选择插入式振捣棒（型号是ZN30）进行密实振捣，确定的插棒间隔距离是30cm至50cm，插棒与模板的距离控制在5cm至10cm之间，振捣原则是快插慢拔，振捣时间一般是混凝土表面无明显的气泡上浮现象。而拆模之后应重视成品棱角保护，以免发生崩裂破损现象，选择土工布将沟体进行覆盖，然后实施洒水养护，保证养护时间≥7d。保证基础混凝土的强度级别≥2.5MPa，才能够按照要求实施沟身与台帽模板施工，同时立模板前需要完成基础与沟身之间接触部位的凿毛处理[4]。模板选择的是木模板（其厚度是20mm），从模板的表面均匀涂抹一层脱模剂，以便于后续脱模施工。沟身浇筑选择的是C20混凝土，台帽浇筑选择的是C25混凝土，采用分层浇筑施工方式，各层厚度控制为30cm至50cm，选择插入式振捣棒（其型号是ZN30）进行密实振捣，以提升混凝土浇筑质量。浇筑施工符合台帽底部设计规定标高要求，且大约2h至4h之后采用C25混凝土实施台帽浇筑施工，其中采用人工方式修筑台帽顶斜角。此外，盖板边沟的拆模、养护与基础浇筑基本一致。盖板边沟施工中模板安装允许偏差详见表1所示。

表1 模板安装允许偏差

2.6 植草绿化施工

此项目中边坡属于两级边坡，最大高度处于15m之内，所以边坡防护施工后需要进行坡面绿化。考虑到边坡是土质边坡，而且坡面比较整齐，因此从拱形骨架中以喷射绿化植草机的方式进行机械绿化。结合项目现场地质与气候条件，采用的绿化草种主要包含了暖季型、直根型以及观赏型等相关植物种子。土壤采用的是清表处理过程中剥离的种植土，将喷播种植厚度控制在10cm以上。而喷射结束之后，紧接着就要盖上无纺布，以及实施喷雾养护，从而提升种子发芽率与成活率，保证植草绿化施工效果[5-7]。

3 结语

本文以实际高速公路工程项目为例，从截水沟施工、支撑渗沟施工、拱形骨架护坡施工、盲沟施工与盖板边沟施工等方面综合分析了土质渗水边坡防护施工技术。实践表明，通过综合采用不同类型的边坡防护施工技术，显著提升了高速公路土质渗水边坡结构的稳定性与安全性，并为类似项目施工提供了参考与借鉴。