路堑高边坡与高填方施工技术分析

摘要 文章探讨了高边坡与高填方施工技术的流程及关键要素，概述了高边坡与高填方施工的基本方法及其在工程实践中的应用，分析了施工过程中的具体技术措施，如防护、钻孔、浇筑、基底及夯实等细节。研究成果可为同类工程施工过程中可能遇到的技术难题，如边坡失稳、填方沉降等提供一定参考价值。

关键词 高边坡；高填方；施工技术

中图分类号 U416 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2024）18-0129-03

0 引言

高边坡工程涉及土壤力学、岩石力学、水文学等多个学科的知识，其稳定性问题一直是工程界关注的焦点。而高填方工程则面临着填方材料的选择、填筑工艺的控制、沉降变形等多个方面的技术难题，因此系统地分析和研究高边坡与高填方施工技术，对于提升同类工程的质量和安全性具有借鉴意义。

1 工程概况

西昌至宁南高速公路ZCB1施工总承包（K0+000～K7+116、K17+167～K29+780）全长19.729 km。其中K0+000～K7+116段西昌市大兴乡，止于石节子村，K17+167～K29+780段位于四川省凉山州普格县，起于五道箐镇古木洛村，止于螺髻山镇庙子湾村，共有26座桥梁，2处互通，1座隧道。高边坡路堑段共13段，防护形式采用锚杆框架梁+预应力锚索框架梁+挂网喷有机基材+抗滑桩防护等，设计边坡防护坡度为1∶1、1∶0.75、1∶1.25。高填路基段共5段，主要处治措施有冲击碾压+土工格栅等，放坡坡度为1∶1.5、1∶1.75、1∶1.2。

2 高边坡

2.1 施工流程

施工准备→测量放线→施工范围临时围挡→砍树挖根及清理表土→修建坡顶截水沟→坡顶防护→边坡开挖→搭设支架→钻孔→锚杆（索、张拉）施工（定点、安装）→注浆→锚杆抗拔试验→框架梁施工→框架梁填充→修建跌水沟和平台截水沟、楼梯→挂网喷浆→下一级边坡开挖，开挖示意图如图1所示。

2.2 高边坡防护施工

（1）之字形通道搭设：通道采用脚手板满铺，在脚手板上加设间距为10 cm的防滑横条，通道两侧安装四道防护杆及扶手。

（2）连墙杆与卸载装置上下通道固定时，设置连墙杆，以增强通道的稳定性，设置卸载装置，以分散和减轻脚手架上的荷载。

（3）通道口标识与警示：通道口悬挂“五牌一图”，明确指示通道用途和安全要求，在通道转角处安装红色警示灯，提醒人员注意安全。

（4）脚手架钢管选择与搭设：脚手架钢管采用φ48×3.5规格，钢管横向、纵向及竖直方向间距均为1.5 m[1]。

（5）在建筑工程中，坡面处理与斜杆搭设是至关重要的步骤，针对坡面处理，采用将每根水平杆沿坡面打入山坡土层或岩层内的策略，以确保其牢固固定，此方法不仅增强了脚手架与坡面的连接强度，而且提高了整个结构的承载能力。在斜杆搭设方面，遵循顺坡面的原则，搭设三层斜杆，以形成稳固的斜撑结构，不仅能够有效分散和抵抗来自不同方向的外力，还增强了脚手架整体的刚性，脚手架搭设形式如图2所示。

2.3 钻孔

（1）钻进方式

钻孔作业必须采用干钻方式，严禁使用水钻，以保证孔壁质量和避免地下水影响。钻孔速度需根据所使用的钻机性能和所遇地层特性严格控制，以防止钻孔过程中出现扭曲或变径现象。钻进过程中，应详细记录每个孔的地层变化、钻进状态（如钻压、钻速）以及地下水情况和任何特殊现象，为后续施工提供参考。

（2）不良钻进现象处理

在钻进过程中，若遭遇塌孔、缩孔等不良地质现象，必须立即暂停钻进作业，并采取有效的固壁灌浆措施。灌浆时，应严格控制灌浆压力在0.1～0.2 MPa的合理范围内，以避免对地层结构造成进一步的破坏，完成灌浆后，需等待水泥砂浆达到初凝状态，随后方可重新开始扫孔钻进工作。

（3）孔径与孔深要求

实际钻孔的孔径必须达到或超过设计值，实际使用的钻头直径不得小于设计孔径，确保锚杆的顺利安装以及其在孔内的稳定锚固，锚杆孔的实际深度应比设计深度多出至少0.2 m。锚杆在孔内有足够的锚固长度，从而增强锚固效果，孔深的最大偏差为+200 mm，实际孔深可以略深于设计深度，但绝不允许浅于设计深度，孔口位置的偏差应控制在±50 mm以内[2]。

（4）钻进结束后的操作

当钻进达到设计深度后，必须继续稳定钻进1～2 min，有助于避免孔底尖灭或孔径不足的问题，稳定钻进能够确保孔底平整，为后续的锚杆安装提供基础。钻孔完成后，必须立即进行孔内清理工作，为此应使用高压空气（风压控制在0.2～0.4 MPa范围内）彻底清除孔内的岩粉和水体。高压空气能够有效地吹散孔内的残留物，使孔壁干燥、清洁，锚杆的安装和锚固效果至关重要，清洁的孔壁能够确保锚杆与孔壁之间的紧密接触和有效锚固，在钻进和清理过程中，应密切关注钻孔的情况，定期进行质量检查，以保证锚杆孔的质量稳定和可靠。

（5）特殊地层处理

除非遇到特别坚硬且完整的岩体，一般情况下不得使用高压水冲洗孔内，若在锚孔中遇到承压水流出，应待水压和水量减小后再进行锚筋安装和注浆工作，必要时需在周围适当位置设置排水孔以处理承压水。

2.4 锚杆安装

采用直径为Ф32 mm的锚杆，应具有足够的强度和耐久性，为确保锚杆在钻孔中的居中位置，支架钢筋应与锚杆体牢固焊接，并沿钻孔轴线方向以2 m的等间距进行设置。

锚杆钻孔完成后，应缓慢而小心地将锚杆送入孔中，直至达到设计位置，注浆前，应确保锚杆已准确安装并固定在钻孔内。注浆过程中，注浆压强应不小于0.2 MPa。灌浆使用的水泥砂浆采用机械搅拌以确保均匀性[3]。

注浆可采用两种方法：一种是先安装锚杆，然后进行注浆；另一种是当孔深小于3 m时，可先灌浆再插入锚杆。水泥砂浆应通过注浆套管从钻孔底部开始向孔口方向灌注，灌浆密实，浆液饱满，注浆量应至少达到计算量，在压力注浆过程中，充盈系数应控制在1.1～1.3的范围内。加荷等级及观测时间如表1所示。

2.5 锚索施工

锚索采用6φ15.2钢绞线，单孔设计锚固力达到750 kN。在施工前，按照锚索总量的3%进行锚固力拉拔试验，试验时的拉拔力不应小于预应力锚索的超张拉力。锚索推进：采用人工方法推进锚索，确保其在钻孔内顺直并送达孔底，避免扭曲。锚固段注浆：锚索安装一旦完成，必须立即进行锚固段的注浆工作。注浆过程中，采用孔底注浆法，通过注浆管进行泵送灌注，此方法能够充分填充锚索与孔壁之间的空隙，形成有效的锚固效果。

注浆管应随浆液的注入而逐渐上拔，确保锚索锚固段的砂浆饱满，注浆的充盈系数应控制在1.3～1.7范围内。使用的水泥强度等级应为42.5，砂的粒径应小于或等于2 mm，浆体强度达到M35。锚索注浆应保持连续性，不得中途停止，当浆液放置时间超过2 h，应废弃并重新制备。若浆液发生中断或拖延时间超过初凝时间，应从钻孔中抽出锚索，并用压力水冲洗钻孔后重新进行锚索推送和注浆，注浆应从钻孔最低处向最高处进行，排气管应设置到钻孔最高处。

2.6 排水施工

坡顶截水沟：出水口设计需水流能够顺畅地引导至山坡侧的自然沟中或桥涵进水口，出水口的稳定性直接关系到截水沟的整体效能。在必要时，应设置排水沟、跌水或急流槽，以促进水流的顺畅排放，并减QzVc65+SsVKgZ1TySFLAGQ==少潜在的侵蚀风险，出水口的设计应确保与其他排水设施实现平顺衔接，从而形成一个连贯、高效的排水网络。

截水沟的基槽开挖通常采用明挖法，在松软地层中，基坑的开挖不宜全段贯通，以避免上部结构的失稳，此时可采用跳槽开挖的方法，即分段开挖。当基底土质为碎石土、砂砾土、砂性土、黏性土等时，应对其进行整平并夯实，以提高基底的承载能力，对于不同的土质，可能需要采取不同的处理措施，如排水、加固等[4]。

平台截水沟：按照测量放线进行基坑开挖，截水沟两侧壁直接用基槽坑壁作为土模，内侧采用拼装好的U形槽木模，用钢筋、横撑等固定。混凝土浇筑过程中，采用插入式振捣器振捣密实，每10 m设置一道沉降变形缝。拆模后表面有小蜂窝要及时处理，混凝土浇筑完成终凝后及时对平面混凝土进行土工布覆盖，洒水养护，养护期为7 d。

急流槽：土质地段骨架沟槽采用人工开挖，石质地段使用风镐开凿，超挖部分采用同标号混凝土回填，调整至设计坡面。梯步采用关模现浇方式，梯步模板表模采用16 mm厚竹胶板，背肋使用高20 cm的5分木枋，锁口采用5 cm×5 cm的木条，施工时候先挂线定好模板位置，然后安装跌水槽侧面模板，采用短节钢筋固定模板脚，模板外侧每隔1 m设置一道枋木背条，使用斜撑加固。模板接缝处采用连接背条加固，保证接缝处平整，在梯步沟槽上使用竹胶板按照梯步尺寸安装踢脚面立模，模板沿梯步横向采用5 cm×5 cm的木条加固，两端与侧模使用钢钉连接固定，同时在梯步中心位置平行于坡面竖向设置一根10 cm×5 cm木方，方木与踢脚面立模固定，起到加固作用。梯步浇筑时采用小型振捣器振捣，密实后找平收面，急流槽混凝土一次浇筑成型，基槽部分采用原槽浇筑方式，基槽上部采取关模方式浇筑。

3 高填方路堤

3.1 路基基底处理

在干燥的环境下进行路基填筑，在必要情况下，增设盲沟以促进排水。当地面横坡的坡度缓于1∶5时，先清除地表的草皮和腐殖土，然后直接在天然地面上进行路堤的填筑，当坡度陡于1∶5时，为确保路堤的稳定性，对坡面进行开挖，形成台阶状。这些台阶的宽度不小于2 m，并且台阶面会做成内斜坡度，以便更好地排水，在形成台阶后，进行平整和压实工作，确保压实度不低于90%，从而提高路堤的承载能力和稳定性。

3.2 路堤填筑

在路堤填筑过程中，采用水平分层填筑法，此方法严格遵循横断面全宽、纵向水平分层的原则，确保逐层向上填筑的施工质量。当原地面存在不平整的情况时，施工应从最低处开始分层填筑，每层填筑完成后，经过压实并满足规定的压实度后，再进行上一层的填筑。用挖掘机与自卸汽车协作进行填料运输，利用推土机和平地机进行摊铺工作，确保每层填筑的均匀性和密实度，在每次填筑上料前，在路基的中桩和两侧设置木桩，以控制填筑的宽度和高度。使用靠尺挂线的方法，确保每填筑层的松铺厚度达到规定要求，为清晰地指示填筑的边线，在两侧使用石灰将木桩之间的连线标记出来，填筑的边线设定在路基填方坡脚外扩50 cm的位置。

3.3 土工格栅施工

铺设加筋材料的土层表面必须保持平整，严禁存在尖锐凸出物，以防止对加筋材料造成损害，加筋材料应采用人工拉紧、U形钉固定等措施牢固地固定于填土表面，在使用过程中不会移位或松动。加筋材料的强度高的方向应垂直于路堤轴线，最大限度地发挥加筋材料的抗拉强度，提高路堤的承载能力，与加筋材料直接接触的填料最大粒径不宜超过15 cm，填料与加筋材料之间紧密结合，防止因填料粒径过大导致的加筋效果减弱。当坡面采用反包形式时，卷入路堤填料的加筋材料长度不得小于1.0 m，反包部分的加筋材料能够有效地起到加固作用，若防护施工滞后，应及时对坡面采取临时保护措施，如覆盖防水材料等，以保证边坡的稳定性和加筋材料的耐久性。

4 结论

高边坡与高填方施工技术是交通基础设施建设中不可或缺的关键技术，其正确应用对于确保工程质量和安全至关重要。在施工过程中，必须充分考虑地质条件、气候条件、工程规模等多方面因素，合理的排水措施、边坡加固技术等也是提高边坡稳定性的关键手段。高填方工程中的填方材料选择、填筑工艺等是确保工程质量的重点，合适的填方材料、填筑工艺、沉降变形处理等，能够显著降低填方工程的技术难点与施工安全。

参考文献

[1]杨猛，拾亭.路基高边坡自适应锚索支护效果及稳定性研究[J].科技创新与应用，2024（7）：123-127+133.

[2]杨建飞.路基高边坡防护施工技术研究[J].交通世界，2024（Z2）：89-91.

[3]董玉柱，雷东升，苗晓飞，等.某高填方工程强夯地基处理设计施工要点[J].江苏建材，2024（1）：95-97.

[4]吴永妍.土工格栅加筋高填方路基应力变形模拟分析[J].北方交通，2024（1）：44-47.