O形预制块挡墙技术在公路边坡防护工程中运用

摘要 文章以某双向四车道高速公路护坡养护工程为例，从O形预制块挡墙工艺、施工操作要点、质量控制要点等方面，梳理介绍了应用混凝土O形预制块加筋联合柔性的挡墙技术。实践证明，采用该技术不但能有效提高护坡结构的稳定性，同时也形成较好的环保融入性和工程美学效果，且通过计算可知，O形预制块挡墙工艺比常规钢筋混凝土挡墙工艺节省约11.68%的工程成本。

关键词 高速公路；边坡防护；O形预制块；挡墙；工艺探究

中图分类号 U445 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2024）24-0100-03

0 引言

预制块护坡是将预制的混凝土块体稳固地垒砌在边坡表面，形成坚硬的防护层，可以最大限度地阻止风力、雨水等因素对坡面的冲刷和侵蚀，有效抑制水土流失和防范坡体破坏。某高速公路在两处护坡养护工程中，采取O形预制块加筋联合柔性挡墙护坡技术、半互锁加筋联合结构，为坡体提供良好稳定性支撑的同时，其弧线垒体外观及预制块腐殖土充填，还形成了良好的环保融入性和工程美学效果。

1 工程案例

某高速公路为双向四车道，在K15+600-K17+400区段，因场地约束限制，采取单向分线过岭设计。该路段全长约1.80 km，属于山岭重丘地形，地层岩性为膨胀性泥灰岩、砂岩，滑坡段落多，且土质松散、抗剪强度低。该工程在使用不久后，因遭受严重雨水冲刷，一处路堑边坡及高填方路堤边坡发生滑移和水土流失。鉴于两处边坡较高，为提高结构稳定性，决定对路堤采取混凝土预制块加筋联合柔性的挡墙护坡结构。

2 O形预制块挡墙工艺

半互锁结构能有效提高垒体结构的稳定性，同时O形和半互锁结构也方便制作、搬运和垒砌。路堤加筋是在填方边坡较陡，一般坡度在3.00～85.50之间时，在路基边坡距路基中线8.00～15.00 m的范围内，通过加铺加筋土工布，以增加路肩部分的边坡整体稳定性。为避免氧化使土工布失效，保护加筋土工布，在台背后用级配碎石填方压实，预制块内填腐殖土绿化。工程实用结果显示，对曲线半径变换比较频繁或曲线半径较小的边坡防护段，或成折线的边坡防护线形段落，采用O形预制块防护后的整体外观线形较为美观，能与构造物周围的环境形成一体[1]。

3 施工操作要点

3.1 材料与机具准备

（1）主要材料。该O形预制块挡墙工艺所使用的主要材料名称、规格、主要技术指标见表1所示：

（2）机具、仪器、仪表。该O形预制块挡墙工艺中所使用的主要施工机具、仪器、仪表等名称、型号、性能、能耗及数量见表2所示。其中，单作业面施工机具的配备可根据施工现场情况酌情调整[2]。

3.2 施工步骤要点及注意事项

3.2.1 放样

测量放样点位为预制块挡墙的坡脚点A，基础开挖尺寸可根据地质的情况而定。在基础开挖时，如遇坚硬岩石，可适当调整基础尺寸，但需保证挡墙坡脚点A距挡墙基础开挖线B的最小距离为50 cm。

3.2.2 土方工程及预制块挡墙基础

对于填方路基，路基的稳定性、路基强度及使用寿命等大部分因素取决于路基坡脚的稳定性和强度。在半填半挖段需要修整的挖方处，土方开挖需保证挡墙后回填的尺寸要求，同时保证半填半挖段修整后的边坡与挡墙的设计坡率基本一致。

在基础开挖时，由于基础分段的标高不同，需逐段开挖，并保证底宽1 m。在开挖工程中，开挖至基岩或设计图示的基底地质条件后，可进行下道工序的施工，逐段成形。

基础开挖完成后，测量检测尺寸合格，且基底压实度和承载力试验检测合格后，方可进行C25混凝土的浇筑。在施工混凝土时，应根据设计标高逐段施工；如若基底有渗水现象，应对基底进行换填级配碎石透水性材料，压实并检测合格后方可浇筑混凝土。在混凝土浇筑时，应注意以下几点：

（1）完成混凝土浇筑后，必须保证其标高与设计图纸中规定的标高一致。通过精确地测量控制点，可对混凝土的浇筑高度进行调整，确保最终的标高符合设计要求，这样不仅能够满足工程的技术规范，还能保障整个结构的稳定性和安全性。

（2）为了确保工程质量，必须对混凝土的密实度和强度进行严格的监控，这可能涉及选择合适的混凝土配合比、合理安排浇筑和振捣工艺，以及进行必要的质量检测和验收工作。

（3）当原有的地面存在纵坡时，对于那些需要浇筑基础混凝土的路段，应将混凝土浇筑成阶梯形状，以有助于在不同标高的基础上放置挡墙预制块，确保每个预制块在各自的标高上保持一致，这样做既有利于维持挡墙的统一性和平整度，也有助于提高整个挡墙系统的稳定性和安全性。

3.2.3 预制块的安装

基础混凝土施工完成后，可进行预制块的安装。因路基宽度及边坡的稳定性要求，应从坡脚开始进行控制，故安装第一层预制块时，应先测量放样，保证最底层的预制块坡脚位置，并控制预制块的间距。

在安放预制块前，应先放样坡脚点（预制块外侧的结构边线），需保证线形的平顺。安装时，应按照预制块间间距做好正方形模具，以便控制预制块间距（不同型号的预制块，其中心间距不同），最后采用小型挖掘机或挖掘式装载机通过专用吊卡进行吊装。

3.2.4 填方及压实

挡墙内0～31.50 mm级配碎石的回填质量直接影响预制块挡墙边坡的稳定性。级配碎石回填时，需严格控制承载力及密实度指标。回填的厚度与预制块高度相同（25 cm），摊铺宽度应保证设计宽度。对级配碎石进行压实时，应注意预制块附近1 m范围内采用小型压路机进行压实，防止预制块移位。预制块安装完成后，应对预制块内侧及预制块间回填腐殖土。回填时应采用木槌对腐殖土进行凿实，回填高度与预制块的高度[3]保持一致。

3.2.5 土工布的铺装

第一层级配碎石回填与预制块安装完成后，方可铺装第一层土工布。铺装时，从预制块中心线量起，其横向（垂直于挡墙方向）长度为8～16 m，纵向搭接长度为0.3 m；土工布有分布筋面时应向上，这样可保护分布筋。同时，应注意土工布不得超过预制块中心线，避免遮盖预制块挡墙的绿化区域。土工布铺装完成后，可进行下一道循环的施工工序[4]。

3.3 施工注意要点

（1）在安装预制块的过程中，需要对每一层预制块的内收距离d进行严格控制，这是因为内收距离对于维持路基的既定宽度至关重要。此外，还需要对预制块之间的纵向间距进行精准控制，这不仅关系挡墙边坡的稳定性，还影响整个工程的视觉效果。

（2）当预制块和土工布一起施工时，应确保每一块预制块上面覆盖一半的土工布，并且下一层预制块应直接放置在土工布上，这样的做法有助于增强结构的稳定性且促进植被生长。

（3）在预制块之间填充腐殖土时，必须确保土壤被压实，并且填充到与预制块顶部相同的高度，这样做是为了确保绿化区域的完整，同时也能满足级配碎石回填区域的宽度和范围要求。

（4）在进行级配碎石回填时，需要边洒水边进行碾压。特别地，在预制块附近的1 m范围内，最好一次性完成碾压操作，以避免因反复碾压而造成的预制块位移风险，这样既可确保回填的稳固性，又能防止对预制块造成不必要的损坏。

（5）级配碎石的回填应尽量与路基内侧的土方填筑同时施工，以保证不同填料间更好衔接。一般情况下，两者的高差≤1 m，如果高差较大，必须按台阶法进行填筑，以保证路基的整体强度和稳定性。

（6）在预制块挡墙内侧回填级配碎石前，应严格控制原地面的地基承载力，并在回填未超出原地面前，做好临时排水措施，以免雨水浸泡。

3.4 质量控制要点

（1）执行标准、规范和检验方法。工法必须执行的标准、规范和检验方法如下：预制块挡墙安装完成后，应保证路基宽度误差在±2 m、标高误差±1.5 m，预制块不能有裂痕、破损现象，施工过程中若发现有裂痕应及时进行更换。挡墙后填方采用0～31.5 mm级配碎石或透水性填料进行回填，回填压实度≥95%。

（2）预制块挡墙施工质量保证措施。预制块挡墙的基础应位于硬土层之上，基础的承载力要求应达到

150 kPa；O形预制块的进场需保证产品的质量合格、无裂痕等情况，应有产品生产合格证；预制块挡墙后回填时应设置盲沟，保证地下水能够顺利排出；预制块挡墙后进行级配碎石填方施工时，应保证压实后的层厚与预制块的厚度一致，压实度应达到95%；同时，应保证0～31.5 mm级配碎石回填时的最佳含水量；预制块在安装过程中，应同步进行预制块内的腐殖土填充。腐殖土需进行化学分析并出具报告，保证有机物的含量和腐殖土质量合格；在加筋土工布铺装前，应对土工布进行抗拉试验，以确保加筋土工布的抗拉强度大于180 MPa。

3.5 安全与环保措施

认真贯彻“安全第一，预防为主，综合治理”的方针，以确保施工安全为重点，杜绝人身重伤以上、机械大事故等安全责任事故，确保施工安全和生命财产不受损害。贯彻执行安全生产责任制，明确各级人员的职责，抓好安全生产；对于城镇施工区域或与既有线路相邻的区域，应及时做好安全防护措施，避免预制块挡墙在施工过程中掉块伤人；制定滑塌、火灾、消防等突发事件的应急预案；在预制块挡墙安装过程中，对于高空作业应做好安全防护措施；施工现场应按照设计规划、业主及施工环保要求实施；对于预制块挡墙内部的盲沟排水应与路基坡脚水沟相连，以保证顺利排水并减小对周边环境的影响；对于预制块挡墙施工过程中产生的建筑垃圾需及时清理，以减少对施工现场及周边环境的影响；施工便道应定期养护，及时洒水，减少粉尘污染。在

9.50～31.5 mm级配碎石填筑时，应及时洒水，减少扬尘，保证作业环境符合职业健康及安全标准；施工设备的选型应经过详细计算，进行合理配置，提高节能意识[5-6]。

4 效益分析

以边坡垂直高9 m、长10 m为标准计算，预制块挡墙工程数量包括C25基础混凝土15 m3，O形预制块342块，加筋土工布2 000 m2，0～31.50 mm级配碎石

720 m3，总造价为37.80万元。相同规格的钢筋混凝土挡墙工程数量包括C25混凝土119 m3，钢筋13 703.80 kg，防水层268.50 m2，0～31.50 mm级配碎石540 m3，总造价为42.80万元，这表明新工艺比常规钢筋混凝土挡墙工艺可节约11.68%的工程成本。经比较后可以看出，预制块挡墙的造价相对于钢筋混凝土挡墙较低。同时，与钢筋混凝土挡墙相比，O形预制块施工周转性材料及小型机具的一次性投入较少，并且可进行工厂化加工预制块。施工操作技术简单，可充分使用属地员工，减少人工投入。

5 结语

该文基于工程实例，梳理介绍了应用的O形预制块加筋联合柔性挡墙护坡工艺。预制块采取O形、半互锁结构和加筋联合设计，属于加筋联合混凝土预制块柔性挡墙的护坡结构。O形预制块联合柔性挡墙的边坡支护，具有工序少、施工进度快、经济合理、安全环保等特点；施工工艺简单，同时能保证填方质量；成形后边坡美观，可与周边环境融为一体；支护形式简单、安全可靠，能够适应多种围岩地质的填方及半挖半填边坡；O形预制块挡墙支护边坡可有效地控制路基边坡比，减小路基坡脚宽度；预制块有不同型号规格，可用于不同位置的边坡防护，现场施工灵活多变。

该工艺适用于各种等级公路路基填方路段对边坡坡率的要求，特别是较狭窄路段，O形预制块最高可保证26 m高的边坡防护的稳定（分台阶进行填筑，每级台阶高度约8 m）；适用于对各种结构物台背锥体回填造型的支挡；适用于施工空间和场地要求较高的工程墙体及边坡防护的施工；适用于地震带的墙体、围墙的施工建设；也适用于房建工程小区的环境美化，例如风景墙、花坛等。高等级公路或高陡填方边坡一般采用规格较大的预制

块；省道国道高度较低的填空边坡的防护及房建工程绿化墙，房建工程及小区环境造型的设计、美化环境等，一般采用规格较小的预制块。O形预制块半互锁加筋的联合结构，为坡体提供良好稳定性支持的同时，其弧线垒体外观及预制块腐殖土充填，还形成了良好的环保融入性和工程美学效果。

参考资料

[1]赵常丽.高速公路高边坡现场施工技术要点分析[J].运输经理世界， 2023（30）：25-27.

[2]韦立练.道路路基边坡病害原因和治理措施分析[J].西部交通科技， 2022（2）：92-95.

[3]周娉婷.预制拱形骨架护坡结构优化数值模拟分析[J].土工基础， 2023（2）：249-252+265.

[4]李少波，李盼.混凝土预制块工艺在公路工程中的应用[J].交通世界， 2022（21）：111-113.

[5]刘峰.装配式生态挡土墙在公路边坡防护中的应用[J].建筑技术开发， 2021（15）：111-112.

[6]王华震，武鹏.环形坡面预制块长距离铺装施工技术及应用[J].科学技术创新， 2021（31）：116-118.