较软岩地段路堑高边坡施工安全技术应用研究

摘 "要：高边坡施工安全是项目管理中一项十分重要的工作，以西南区域某市政工程为背景，以技术价值创造服务安全生产为总体思路，在高边坡设计优化、高边坡开挖设备选型、防护工程安全管理3方面采取有效措施，形成可复制的高边坡施工管理经验，实现高边坡施工全过程安全、质量、进度均受控的目标，为同类型高边坡工程施工提供借鉴。

关键词：高边坡；安全管理；设计优化；机械破碎；边坡防护

中图分类号：U416.14 " " "文献标志码：A " " " " "文章编号：2095-2945（2024）20-0177-04

Abstract： The construction safety of high slope is a very important work in project management. Taking a municipal project in southwest China as the background， taking the creation of technical value to serve safe production as the overall idea， effective measures are taken to form replicable construction management experience of high slope through three aspects： design optimization of high slope， selection of excavation equipment and safety management of protective engineering. To achieve the goal of controlling the safety， quality and progress of the whole process of high slope construction， so as to provide reference for the construction of the same type of high slope engineering.

Keywords： high slope; safety management; design optimization; mechanical crushing; slope protection

《“十四五”现代综合交通运输体系发展规划》出，优化综合立体交通网络，加快推进并行线、联络线以及待贯通路段建设。加快普通国省道低等级路段提质升级，将西部地区普通国道二级及以上公路比重提高到70%。该类项目将涉及较多山岭重丘区域、不良地质构造，施工风险高、难度大。而在山岭区域路堑边坡施工安全管理也为施工安全管理的重点，其中坍塌、高处坠落、爆破3类风险为管理的重中之重，本文以较软岩地段路堑高边坡施工为例，通过安全技术的运用，实现全过程安全生产目标。

1 "工程概况

迎宾大道道路提升改造项目位于四川省南充市仪陇县，道路总长5.93 km，宽度58 m，其中K3+100—K3+700段深挖路段落挖方数量约140万m3，该段落挖方主要为砂岩、泥岩，岩石单轴天然抗压强度为5～37.3 MPa，场地内岩层产状呈近水平状。采用逐级放坡开挖，锚杆框架梁支护。

2 "设计方案优化

K3+100—K3+700段边坡原设计最大高度约57 m，为7级边坡；经原地貌复核，地形存在差异，实测最大高差为77 m，若采取原设计方案放坡将成为11级坡，面临土石方工程数量增加、边坡安全风险增大、用地红线不足等问题。通过对现场地形、地质进一步摸排，考虑在不改变原设计锚杆框架梁支护形式的前提下，通过调整边坡坡率、平台宽度的方式进行设计方案优化。

原设计方案，边坡坡率为第一级1∶1，第二、三级1∶1.25，第四、五级1∶1.5，第六级1∶1.75，第七级及以上1∶2，每级边坡高度8 m，级间设置2 m平台。需挖设10级边坡，最大开挖深度77 m，所需红线宽度334 m。

优化后方案：将高边坡框架梁分为3个单元，每级边坡高度8 m，每三级为一个单元，单元间设置8 m平台，其余平台宽度为2 m。第一单元各级坡率均为1∶1，第二、三单元坡率从下至上为第一、二级为1∶1，第三级为1：1.25（其中）。需挖设9级边坡，最大开挖深度75 m，所需红线宽度268 m。

方案优化后，缩小了红线宽度避免了红线补征地问题，减少了土石方开挖数量，节约了工程造价，同时高边坡单元平台由2 m扩大至8 m，单元平台在施工中同时兼作小型设备运输通道及施工平台，在保证边坡施工安全的同时，极大程度提升了施工效率，如图1所示。

3 "开挖方式选定

该项目为市政道路拓宽项目，且道路沿线涉及较多居民区，施工期间无法中段交通，且甲方不支持采用爆破施工，考虑施工安全因素，对路基石方采取机械破碎开挖方式进行，根据岩石强度及破碎程度，分别采用大型挖掘机、挖掘机岩石臂、挖掘机改潜孔钻+挖掘机岩石臂3种方式进行机械开挖。各类岩石强度设备组合情况如下。

强度在5 MPa范围内的岩石，配置40 t、50 t岩石臂进行机械破碎，在该强度范围内的岩石破碎中，40 t岩石臂破碎效率约为80 t岩石臂的1/2，多台设备可多点同步作业，可提高石方破碎运输效率。

强度在5～15 MPa范围内的岩石，配置60 t岩石臂或80 t挖掘机进行机械破碎，其中80 t挖掘机破碎成本较高，可在石方机械破碎后期进场，以石方解小作业为主，配合石方装运，合理调配工序，保证其使用效率。

强度在15～25 MPa范围内的岩石，配置80 t岩石臂进行破碎，在该强度范围内其破碎功效仍可保持在100m3/h以上，且性能稳定，在通过该类岩层后可继续破碎其余低强度岩石。

强度在25 MPa以上的岩石，配置挖掘机改潜孔钻+50 t岩石臂作业，该配置在40 MPa以内岩层适用，但功效较低，需合理组织，通常情况采取挖掘机改潜孔钻不间断作业，岩石臂仅在日间施工，以降低窝工造成成本增加的情况。

4 "边坡防护设备更新

该项目为路堑边坡防护形式多为锚杆框架梁，需要使用锚杆总长度约16万m（单根锚杆长度14 m），需钻设约11 000个锚孔，高边坡锚杆工程量大，施工风险高，结合高边坡施工“开挖一级、防护一级”的要求，锚杆框架梁施工进度为路基土石方工程中的关键工序。项目高边坡锚杆钻孔采用多功能锚杆钻机，通过该设备的使用提升了锚杆钻孔的安全性、生产效率。对锚杆钻孔设备进行比选见表1。

经核算，采用履带式锚杆钻机节约成本约160万元，通过机械化换人的方式克服了传统气动锚杆潜孔钻机的安全风险，实现了本质安全，锚杆支护的快速施工实现了裸露边坡及时稳定，安全管控压力得以有效缓解。此外机械设备更新也实现了有效的质量管控和简便环保控制措施。目前市面上履带式锚杆钻机已大规模普及，可根据不同地质、工况选取适配设备，在大体量高边坡锚杆、锚索施工中可有效起到降本增效的目的。

5 "安全防护方案优化

该项目安全防护形式为锚杆框架梁，在锚杆安装后，涉及框架梁钢筋安装、模板安装、混凝土浇筑等工序，均为高处作业，而采用传统的搭设脚手架方式在作业期间将涉及支架坍塌、高处坠落、物体打击等伤害类型，作业安全风险高、施工难度大、功效低。为解决上述问题，对施工方案进行优化，具体如下。

5.1 "采取锚固桩+防坠落装置设置高处作业生命线替代脚手架

每级边坡框架梁施工前在距离坡顶或平台边缘1 m处打设锚固桩，用于挂设防坠落装置（由速差式自控器、安全绳、安全带组合）。锚固桩采用φ28螺纹钢/圆钢，沿边坡纵向布置，每间隔5 m布设1根锚固桩，锚固桩外露长度不小于0.5 m，锚固桩实际打入深度应结合现场实际地质综合考虑确定，打入土体的深度不得小于1 m。其中，边坡刻槽、框架梁模板安装、混凝土浇筑及拆模养护均利用锚固桩+防坠落装置配合进行施工作业。边坡框架梁施工作业时，每位坡面作业人员均使用防坠落装置，其中速差式自控器一端挂在锚固桩上（如图2所示），另一端与安全带连接。安全绳的长度限制在1.5～2 m，如图3所示。

5.2 "搭设支架+防坠网设置最后防线

框架梁作业全过程为悬空作业，高处坠落风险极高，为确保全过程安全，在每级框架梁底部平台设置支架+防坠网平台，用于防止作业人员高处坠落。

在一级边坡坡脚位置搭设支架+防坠网，增加水平生命线，支架离地高度3 m，采用φ48钢管搭设，立杆间距3.5 m，纵向横杆距坡面2 m，水平横杆与坡面连接处采用φ28钢筋锚固，锚固入土深度及深入锚杆深度均大于50 cm，立杆下端支撑于路堑边沟侧壁外侧，在支架水平杆位置挂设安全平网（如图4所示）。通过防坠网和防坠落装置的设置对高边坡作业起到了双保险作用，降低高坠风险。

6 "结束语

建设项目安全管理工作，不仅是落实安全三要素（人的不安全行为、物的不安全状态、管理上存在的缺陷）的控制，也更应该在技术安全、事前控制、本质安全方面考虑降低安全风险，消除安全隐患。该项目通过设计优化、方案优化、设备更新等技术手段，在高边坡施工中取得明显成效，迎宾大道框架梁总面积14.3万m2，节约锚杆钻设费用160万元，支架搭设费用169万元，且建设全过程未发生任何安全事件。

在设计方面通过九级边坡优化，实现了减少工程量、降低坍塌风险、增加作业空间等目标，类似项目也可结合地质情况，在边坡施工中可考虑优化开挖、支护形式，以确保安全。

在开挖方式及设备选型方面，放弃了功效更高的爆破施工，通过多机械组合的方式分岩石强度进行机械破碎，取代了爆破作业，在软岩、较软岩地段及涉及控制爆破地段，可以参考借鉴。

在边坡支护方面，一是采用履带式锚杆钻机替代传统气动式锚杆钻机，二是通过锚固桩+安全绳及支架+防坠网的方式，降低了高处坠落的风险，在市政工程及大体量锚杆、锚索框架梁施工区域可以推广。

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