公路改扩建路堑高边坡施工安全防护技术分析

钟锟

（贵州省毕节公路管理段，贵州毕节 551700）

0 引言

路堑高边坡结构稳定性不足会影响公路改扩建工程的施工安全。如何安全、经济、有效应用安全防护技术强化公路改扩建路堑高边坡施工安全管控效果，提高施工质量，是公路改扩建工程中施工团队需要考虑的问题。因此，在路堑高边坡施工过程中，施工团队需要精准分析路堑高边坡的稳定性，结合实际情况选择合适的技术手段，提高路堑高边坡结构的稳定性和安全性。

1 公路改扩建路堑高边坡稳定性分析

路堑高边坡是指路堑土质边坡高度大于20m、小于100m 或者岩质边坡高度大于30m、小于100m 的边坡。稳定性差的公路路堑高边坡一旦发生失稳，破坏性及影响性较大，因此在勘察设计阶段应通过地表踏勘（走访、地物地貌分析、堆积体松散物分析、查找可见裂隙裂缝溶洞）、物探、钻勘等地质分析手段，全面分析边坡地质（包括岩土性、土石分界、覆盖层、夹层、范围、不同地质分区、水文、采空区、溶洞、滑动面、易崩塌区块等）的基本情况，进而确定高边坡的稳定性。

同时，应根据公路改扩建工程需要，遵循动态设计，灵活运用各种改扩建路堑高边坡监测手段，在施工复测阶段对高边坡布设观测点，做好观测记录，进一步核对实际情况与设计文件的契合程度，将观测记录持续纳入整个施工过程，做到全面准确及时地掌握高边坡的稳定情况，管控影响施工环境和正常通车的各项影响因素，用于指导施工，并在此基础上联合多项施工安全防护技术，为路堑高边坡施工提供安全的作业环境，保障公路改扩建路堑高边坡施工的安全性。

2 影响公路改扩建路堑高边坡施工安全的因素

2.1 路堑高边坡坡体稳定性差

路堑高边坡自身稳定性差，这是边坡病害的内因，同时也受其他外部因素的影响，包括但不限于恶劣天气（雨水渗透冲刷、冻融、大风等）、地震、施工设备对其破坏震动、交通开放行车荷载震动、人为因素等。

路堑高边坡的整体稳定性和局部稳定性都是影响公路改扩建路堑高边坡施工安全的主要因素。通常来说，稳定性差的路堑高边坡容易出现滑坡或坍塌。滑坡是指体量较大的边坡坡体向下推移，坍塌则是局部坡体或零星土块、石块脱落。这些病害都会对施工安全造成严重影响。土质路堑高边坡和石质路堑高边坡往往会出现不同的病害。土质边坡病害发生前，往往会出现较为明显的征兆，如产生裂缝、上覆植被向下倾斜变形、局部土体下沉或隆起等。与此不同的是，石质边坡病害突发性较强，征兆不明显，甚至没有任何征兆就会发生病害[1]。

2.2 施工组织管理因素

在公路改扩建路堑高边坡施工过程中，施工组织管理是非常重要的安全因素。施工过程中需要考虑很多因素，如施工单位是否掌握边坡稳定性情况、开挖方式（爆破、机械冷开挖等）和顺序、施工组织顺序的合理性、运力和防护工序的衔接、不利因素的有效避让和管控、质量和安全管理工作是否到位等。在质量和安全管理工作中，由于巡查范围较大、周期较长，容易漏掉关键的边坡变化不利征兆等问题，因此加大管理力度，避免此类问题，保证施工安全。

对公路改扩建路堑高边坡施工情况的调研与分析表明，施工作业方案设计不合理、开挖作业受到不确定因素干扰等因素，会直接导致路堑高边坡结构稳定性降低。在雨季或坡体含水量高的情况下，开展路堑高边坡施工作业会增加开挖施工的危险系数，并可能导致原有排水系统失效。因此，在公路改扩建项目实施过程中，需要综合考虑路堑高边坡施工组织管理与项目整体施工组织管理，明确施工区域地质水文、施工要素配置等条件对路堑高边坡施工的推动和约束影响，并制订相应的施工安全防护技术方案和施工组织管理，以确保最终施工质量符合国家现行规定标准。

2.3 路堑高边坡勘察、设计不合理

在公路改扩建工程项目中，若是路基地质勘察深度不足或对经济技术指标和安全因素考虑不周，会导致路堑高边坡设计方案不合理，这会对施工安全产生严重影响[2]。因此，勘察设计单位应加强公路路堑高边坡的勘察设计和动态设计跟踪，建设单位也应通过合同管理、计量管理、信用评价等手段，加强对勘察设计单位的履职履约管理，以提高路堑高边坡的勘察、设计效果。

3 公路改扩建路堑高边坡施工安全防护技术分析

根据路堑高边坡的病害特点及病害部位，遵循整体和局部具体分析处理，以及自上而下逐级开挖逐级防护的原则，可将路堑高边坡的安全施工技术分为五类：路线避让、排水治理、削坡、坡面防护、锁坡脚。

3.1 路线避让

在路堑高边坡较高、较长，坡体极为破碎，或原坡体上有铁塔、高压电、军用设施等难以迁改的障碍物，或治理条件不佳、治理难度大，且经济技术指标都不理想的情况下，可以考虑进行路线方案调整，对其进行避让。

3.2 排水治理

无论是地表水、地下水还是大气降水，都是边坡病害诱发的一大因素[3]。水会侵蚀坡体，加速坡体风化，严重影响路堑高边坡的安全稳定，因此排水治理对路堑高边坡的安全施工有重要意义。施工方可根据水文地质情况选择合适的排水方案，如设置边坡截水沟、排水沟、深层排水孔、泄水孔，建设坡面封排水工程，如引流渠、植被防护等。在施工过程中还可设置封排水土工布、环形排水沟、水泥浆封闭裂缝等，以保障施工条件较为干燥、稳定。

3.3 削坡

削坡即对路堑高边坡进行清方减载，通过降低边坡坡度来提升边坡自稳能力，在边坡地质条件较好的情况下也是常用的边坡安全施工技术。需要特别注意的是，在削坡过程中开挖顺序要遵循自上而下的原则，根据揭露的地质条件动态设计施工，且开挖设备需具有足够安全稳定的作业通道和平台，开挖时注意设备的安全操作管理，防止岩土体崩塌伤害。

3.4 坡面防护

坡面防护主要是指当边坡开挖后或预判开挖后路堑高边坡坡体稳定性仍然欠佳，在坡面上（包括边坡平台）实施工程防护，使路堑高边坡达到稳定安全。通常采用的工程防护形式有主动防护网、土钉墙、喷射素混凝土、锚杆框架梁、锚索框架梁、点锚、钢管桩等[4]。

3.5 锁坡脚

锁坡脚指的是在路堑高边坡具有一定下滑趋势时，在坡脚设置支挡工程进行防护，如浆砌片石上挡墙、混凝土上挡墙等。对于下滑力较大的路堑高边坡，还可以考虑使用钢管桩、抗滑桩等。在施工过程中，可以采用坡脚土石方反压回填，以提高坡体的稳定性。此外，还可以在坡脚处设计主动防护网、砂袋等支挡设施，以防止崩塌破坏伤害。

以上防护类型在实际公路项目建设路堑高边坡施工过程中都有一定的应用价值。在公路改扩建施工中，需要根据实际情况合理选择路堑高边坡防护技术。同时，由于公路改扩建项目施工多处于开放交通的情况下，因此还需要做好交通疏导工作、保证施工顺利进行的同时，保证通行安全[5]。另外，公路改扩建工程的各参建单位需做好路堑高边坡施工前中后的各项工作计划及记录，保证路堑高边坡施工有较强的可追溯性，以提高各参建的单位、人员的履职履约效能；在施工的前中后阶段还要强化安全技术管理，保障施工质量，精心组织调度，从而提高公路改扩建路堑高边坡施工的安全控制效果。

4 路堑高边坡安全技术运用案例

以G246 七星关区二龙关至大箐公路改扩建工程项目K1+560—K1+850 段路堑高边坡安全技术运用效果为例（如图1），对路堑高边坡施工安全防护技术应用进行分析。

图1 G246 七星关区二龙关至大箐公路改扩建工程项目K1+560—K1+850 路堑高边坡安全技术运用效果

4.1 工程概况

在建G246 七星关区二龙关至大箐公路改扩建工程是“十三五”期间国家实施的国省道改造项目之一，也是七星关西北部出境连接云南省镇雄县的主要通道，亦是加快沿线矿产资源和农副产品深加工生产的经济运输干线，符合毕节市路网规划和小城镇发展规划的运输需求。公路等级为二级，设计速度为40km/h，路基宽度为8.5m。该项目新建路段的原设计为特殊路基路段，方案内容：三级边坡坡比为1∶0.75、1∶1、1∶1，边坡均采用锚杆框架植草及预应力锚索框架防护。

4.2 路堑高边坡安全技术运用分析

该项目实行动态设计原则，设计单位派驻设计代表服务项目建设全周期勘察设计服务工作。在该路段的路堑高边坡实施前，项目业主单位发现该路段治理费用较高，且两侧坡顶有通村公路，住户密集，地貌为右高左低，地质情况复杂，水系发育，线路两侧为密集村民住房分布，对路堑高坡安全施工要求较高。因此，组织参建单位对路线调整避让方案进行论证考虑。

经过论证，发现K1+450 处有桥梁线路控制性工程，路线调整空间小，路线两侧房屋密集，路线调整后征拆费用比路堑高边坡治理费用更高，故选用路堑高边坡治理方案。在边坡开挖前，相关单位对坡顶外边坡开挖可能影响的范围内房屋进行破损调查。在原地表及房屋内进行监测观察点布控，将观测记录纳入施工前中后全过程。对连接的通村公路及施工路段进行交通安全维护。对群众生活用水（井水、生活排放污水等）及坡中部山洼处径流进行疏导，设置截水沟和排水沟防止水进出该坡体。同时，布设安全警戒线，在坡顶设置临时安全防护网和旁站安全观察人员，防止无关人员进入施工现场。开挖时，遵循自上而下的逐级开挖逐级防护原则，密切注意地质揭示情况与现有勘察资料的吻合情况，动态掌握坡体的稳定性。

边坡开挖时发现，边坡为强风化及中风化夹杂局部泥槽，边坡岩体较为破碎，与原地质勘察资料有部分出入，受风化作用加之雨水冲刷，出现脱落掉块及局部失稳现象。在第一、二级边坡出现多处出水现象，水量大小受降雨影响，雨后水量变大。为此，该边坡防护经过动态设计调整，根据工程地质及安全施工技术兼顾经济性的需要，在出水处增加仰斜式深层排水管，加强平台截水沟及坡面排水沟，增加全坡面挂网喷浆。将局部锚杆框架梁调整为预应力锚索框架梁，将局部预应力锚索框植草调整为锚杆框架梁，取消部分锚索框架梁。同时，在坡顶部位设置永久性防护栏杆。

该案例中，经过对该边坡的地质水文情况全面掌握，对稳定性进行分析，强化施工组织管理，综合分析和选用安全防护技术，在安全质量和具体实施方面取得了良好的效果。

5 结语

综上所述，地质条件、水文情况、施工组织管理情况、勘察设计处治方案等均是对公路改扩建路堑高边坡施工质量与安全有较大影响的因素。为了保障路堑高边坡施工安全，参建单位应在施工前充分考虑各方面影响因素，并在此基础上制订详细的施工安全防护技术措施，定期检查现场其他支护及加固措施是否落实到位，再灵活运用各种实时监测手段，动态化管控公路改扩建路堑高边坡施工全过程，以及时发现施工作业中的潜在安全隐患，充分发挥施工安全防护技术的效用，从而进一步提高公路改扩建路堑高边坡施工安全水平。