高速公路高边坡施工方案

一、高边坡概述

高边坡是指土方开挖高度≥20m的边坡,其中路堑高边坡受到各种不稳定因素的影响,成为滑坡、崩塌等地质灾害和工程事故的多发地段,现已引起土木、地质和公路建设等相关领域设计和施工人员的广泛关注。

在岩土边坡的分类中通常把坡高为10～15m的土质边坡称为高边坡,把坡度为30°～60°的边坡称为陡坡,把60°～90°的边坡称为急坡。

二、路堑高边坡的施工原理

路堑高边坡的施工是一个破坏山体原有力学平衡又用支挡加固工程重新建立力学平衡的过程,而所设工程措施往往都是在边坡开挖后才能实施。在边坡加固和防护措施未实施之前,边坡土体会产生应力松弛,强度衰减,从而影响边坡稳定。因此,设计上针对不同地质条件的边坡,采用相应的工程措施,对边坡土体及时加固,防止土体应力松弛和强度衰减,保证边坡施工期间和竣工后的稳定。经验证明,许多路堑高边坡虽设计合理,但由于施工方法及工艺不当或工程措施未能及时实施,导致施工过程中边坡失稳破坏,造成重大损失,有的则留下隐患,影响后期车辆行驶安全。

三、边坡开挖前的准备工作

1、测量放样，路堑开挖前应严格按照图纸放出边坡顶边线及截水沟，然后在进行开挖一级，二级，三级边坡。

2、边坡开挖前的边沟排水和坡面及坡顶排水的处理。在边坡开挖前原始路边的排水沟保持沟排水畅通。

3、坡顶在没作好坡顶截水沟前须先挖一条临时截水沟，防暴雨冲走挖松的泥土流失。可在坡顶设计永久性截水沟位置设置。并首先作好坡顶永久性排水沟。

4、在开挖的松土堆放区，两侧应设与堆土区隔离的排水沟，一般在平设计平台上的挡水埝设置。

5、边坡开挖前制定相应的安全措施及文明施工措施。

6、在开挖前，位于边坡开挖路段要设置隔离防护，悬挂明显的安全标志牌，与危险源辨识牌，即“前方施工”“道路施工”“车辆慢行”“限速标志”“边坡施工危险”等安全标志。

7、在施工中要有专职安全员指挥、输导、提示。危险区要有专人警戒。

8、施工区的车辆进出口在现场合理位置选择，临时车道施工车辆通行，不少于8米宽，并在前50米处挂标志牌“前施工区车辆出入口，车辆慢行”，等交通安全标示牌。

四、边坡开挖施工工艺

1、路堑土方施工中，当运距短时及在绕行段结束地段，路堤需要填筑时，可采用推土机推运，将土料推至路堤经改良后做路堤填料。当运距较远，超出推土机经济运距时，采用挖掘机、装载机配自卸汽车进行土方挖装运卸施工。边坡采用人工配合机械施工，进行刷坡，修整边坡，达到设计边坡率和保持坡面平顺完整，有利边坡挡护施工和降低成本，并保证外观质量，如下图。

2、边坡开挖施工顺序：开挖时由上而下，先开挖远离营业线侧，纵向拉槽，横向分区、分层开挖。每次分层厚度为2～3m。

路堑施工中，首先自上而下，水平分层开挖。利用上述施工方法和施工机械先施工上层坡段范围内的路堑横断面土方，再进行下层坡段范围内路堑土方施工。最后修整路床，整个路堑土方施工即完成。

路堑土方开挖，采用挖掘机进行开挖施工，严格杜绝人工掏洞掏底法施工。浅挖路段施工方式：路堑浅挖路段挖土方式，采用综合式开挖。具体做法是：从上而下分层开挖，横挖法、分层纵挖法、分段纵挖法，根据具体情况灵活变动使用。

1横挖法：按挖方地段的一端或两端按横断面全宽逐渐向前开挖。

2分层纵挖法：按横断面全宽纵向分层开挖。

2分段纵挖法：将挖方每个工点分成几段再分层纵向开挖。

3、较深开挖路段施工方式

线路有大量路段开挖深度在3-6m之间，此时路段开挖以土方为主，需采用爆破法进行施工。爆破前将表面土方采用挖掘机挖除干净，再进行钻孔爆破，具体施工方法见路堑石方施工。

4、半填半挖路段施工方式

线路土方断面有部分属半填半挖断面，挖土面小、挖土深度小，多数属山坡路段，采用挖掘机挖土有困难时，需采用人工和推土机同时配合施工，进行分台阶开挖，用装载机装车，自卸汽车运卸。

5、石方爆破开挖

a、施工方法：石方开挖采用中深孔台阶爆破和浅孔爆破，挖掘机挖装，自卸车运输的方法，中深孔台阶爆破仅用于石方量大且相对集中的地段，凿岩钻机选用Φ80～140mm孔径的潜孔钻机，台阶高度控制在6～10m之间，其余地段的石方开挖选择手风钻钻爆开挖的方法。

b、边坡开挖：石质地段边坡开挖，采用控制爆破的方法，即以光面爆破而实现对边坡的保护。光面爆破孔的孔径为￠40mm，孔距控制在1.0～1.2m，最小抵抗线控制在0.8～1.0m，光面爆破在主爆区爆破之后进行，周边条件允许的情况下，最好在採空后施爆，以保证其效果。主爆区和光爆区之间的关系及爆破示意图如下:

c、起爆及联结：光爆孔同时起爆，起爆顺序以主爆孔先爆，光爆层孔后爆，最后光爆孔同时同段起爆。如光爆孔使用导爆索起爆时效果更好，联结方法也是采用簇联（一把抓）。

d、爆破安全：为了保证爆破安全，在爆破作业时要加强爆破作业的组织管理，严格执行《爆破安全规程》的所有规定，强化安全警戒环节，切实解决爆破飞石、震动、毒气的有害效应，认真执行有关爆破施工的报批程序，专人专职，恪尽职守，确保万无一失。

6、边坡整修、加固、排水施工工艺：

一般路堑边坡整修分粗整修和整修两次进行，粗整修是机械施工期间配备一定人工，随机进行，把机械挖松而未铲完残留在边坡上的松土和机械挖不到的土石粗略按坡率整修，将余土石方运走。粗略整修除了做出路基边坡的轮廓线外，及时将余土石方运走，避免剩余大量土石方增加运输困难。

边坡最后整修一般都是分段进行。人工整修，当路基挖完一段后紧接进行整修。为下一工序排水、防护项目施工做好准备，边坡整修前先按设计做好坡度尺，准备垂球和棉线，每隔10—15M挂线挖一条槽做坡度样板，然后再从上而下整修边坡，经常使用坡度尺校正。操作人员腰系安全带，安全带挂在坡顶安全处。同时用钉钉在边坡上搭设简易木夹板踩脚。

深挖路堑地段的边坡整修，采用分段整修分级处理。首先根据该路段的挖土情况，按挖土石方—整修—加固三个工序流水循环作业，以设计的横断面每级平台为分界，纵向划分流水段，进行流水施工。

第一台阶土石方开挖完成后，挖土作业人员转入第二个纵向流水段施工土方，这是，第一平台边坡整修作业人员开始整修该部分边坡。第二个纵向流水段挖土方完成后，挖土石作业人员转入第三个纵向流水段施工土石方，这时，第一台阶边坡整修作业人员转入第二平台边坡作业，边坡加固作业人员开始第一台阶边坡加固施工，完成后转入第二平台施工。这时，挖方作业人员可继续投入第一流水段第二个平台土方施工，依次循环直到全部路基土方施工完成。

五、边坡锚杆框架梁施工工艺

1、锚杆框架施工

⑴锚杆框架施工工艺流程

确定孔位→钻机就位→调整角度→钻孔→清孔→安装锚杆→注浆→制作框架梁。

⑵锚杆框架施工方法

①锚杆孔测量放线

按设计立面图要求，在锚杆施工范围内，先从坡面向两侧放样确定锚杆位置，使框架梁横平竖直，并且上下坡对齐，保证坡面美观，并应保证在施工阶段不得损坏。其它孔位以固定桩为准钢尺丈量，全段统一放样，孔位误差不得超过±50mm。测定的孔位点，埋设半永久性标志，严禁边施工边放样。

竖梁的具体长度可根据实际边坡高度确定，但锚杆的位置须按等分坡面的长度进行放样，其间距可适当调整。如遇既有刷方坡面不平顺或特殊困难场地时，需经设计监理单位认可，在确保坡体稳定和结构安全的前提下，适当放宽定位精度或调整锚孔定位。

②钻孔设备

钻孔机具的选择，根据锚固地层的类别、锚杆孔径、锚杆深度、以及施工场地条件等来选择钻孔设备。岩层中采用MG-50锚杆钻机钻孔成孔；在岩层破碎或松软饱水等易于塌缩孔和卡钻埋钻的地层中采用跟管钻进技术。

③钻机就位

利用φ50mm脚手架杆搭设平台，平台用锚杆与坡面固定，钻机用三脚支架提升到平台上。锚杆孔钻进施工，搭设满足相应承载能力和稳固条件的脚手架，根据坡面测放孔位，准确安装固定钻机，并严格认真进行机位调整，确保锚杆孔开钻就位纵横误差不得超过±50mm，高程误差不得超过±100mm，钻孔倾角和方向符合设计要求，倾角允许误差位±1.0°，方位允许误差±2.0°。锚杆与水平面的交角z30°。钻机安装要求水平、稳固，施钻过程中应随时检查。

④钻进方式

钻孔要求干钻，禁止采用水钻，以确保锚杆施工不至于恶化边坡岩体的工程地质条件和保证孔壁的粘结性能。钻孔速度根据使用钻机性能和锚固地层严格控制，防止钻孔扭曲和变径，造成下锚困难或其它意外事故。

⑤钻进过程

钻进过程中对每个孔的地层变化，钻进状态（钻压、钻速）、地下水及一些特殊情况作好现场施工记录。如遇塌孔缩孔等不良钻进现象时，须立即停钻，及时进行固壁灌浆处理（灌浆压力0.1～0.2MPa），待水泥砂浆初凝后，重新扫孔钻进。

⑥孔径孔深

钻孔孔径、孔深要求不得小于设计值，孔口偏差≤±50mm，孔深允许偏差为+200mm。为确保锚杆孔直径，要求实际使用钻头直径不得小于设计孔径。为确保锚杆孔深度，要求实际钻孔深度大于设计深度0.2m以上。

⑦锚杆孔清理

钻进达到设计深度后，不能立即停钻，要求稳钻1～2分钟，防止孔底尖灭、达不到设计孔径。钻孔孔壁不得有沉碴及水体粘滞，必须清理干净，在钻孔完成后，使用高压空气（风压0.2～0.4MPa）将孔内岩粉及水体全部清除出孔外，以免降低水泥砂浆与孔壁岩土体的粘结强度。除相对坚硬完整之岩体锚固外，不得采用高压水冲洗。若遇锚孔中有承压水流出，待水压、水量变小后方可下安锚筋与注浆，必要时在周围适当部位设置排水孔处理。如果设计要求处理锚孔内部积聚水体，一般采用灌浆封堵二次钻进等方法处理。

⑧锚杆孔检验

锚杆孔钻孔结束后，须经现场监理检验合格后，方可进行下道工序。孔径、孔深检查一般采用设计孔径、钻头和标准钻杆在现场监理旁站的条件下验孔，要求验孔过程中钻头平顺推进，不产生冲击或抖动，钻具验送长度满足设计锚杆孔深度，退钻要求顺畅，用高压风吹验不存明显飞溅尘碴及水体现象。同时要求复查锚孔孔位、倾角和方位，全部锚孔施工分项工作合格后，即可认为锚孔钻造检验合格。

⑨锚杆体制作及安装

框架锚杆杆体采用φ28，钢筋为HRB335螺纹钢筋，沿锚杆轴线方向每隔1.5m设置一组钢筋定位器，保证锚杆的保护层厚度不低于30mm。锚筋尾端防腐采用刷漆、涂油等防腐措施处理。锚杆端头应与框架梁钢筋焊接，如与框架钢筋、箍筋相干扰，可局部调整钢筋、箍筋地间距，竖、横主筋交叉点必须绑扎牢固。

φ16锚杆用于框架锚杆最上级和边坡高度大于8米小于16米的边波镀锌铁丝网固定用，间距纵横向呈梅花型布置，纵横间另加J型钉固定镀锌铁丝网钉牢。长度≥2米。杆孔为φ50，注1:1水泥砂浆。

安装前，要确保每根钢筋顺直，除锈、除油污，安装锚杆体前再次认真核对锚孔编号，确认无误后再用高压风吹孔，人工缓慢将锚杆体放入孔内，用钢尺量测孔外露出的锚杆长度，计算孔内锚杆长度（误差控制在±50mm范围内），确保锚固长度。

制作完整的锚杆经监理工程师检验确认后，应及时存放在通风、干燥之处，严禁日晒雨淋。锚杆在运输过程中，应防止钢筋弯折、定位器的松动。

⑩锚固注浆

常压注浆作业从孔底开始，实际注浆量一般要大于理论的注浆量，或以孔口不再排气且孔口浆液溢出浓浆作为注浆结束的标准。如一次注不满或注浆后产生沉降，要补充注浆，直至注满为止。注浆压力为0.2～0.4MPa，注浆量不得少于计算量，压力注浆时充盈系数为1.1～1.3。注浆材料宜选用水灰比0.40，灰砂比为1：1水泥砂浆，强度不低于25MPa。注浆压力、注浆数量和注浆时间根据锚固体的体积及锚固地层情况确定。注浆结束后，将注浆管、注浆枪和注浆套管清洗干净，同时做好注浆记录。

2、框架梁施工

⑴框架梁施工工艺流程

施工准备→测量放样→基础开挖→钢筋绑扎→立模板→砼浇筑→修整边坡→回填种植土并挂网

⑵施工方法

①施工准备

施工现场三通一平工作要完成，进入工作面等施工辅道已经修建完毕；各钢筋、砂石材料已经试验抽检合格；各施工机具已进场并满足施工生产要求；各作业人员已进场并进行技术交底培训；根据工程需要及工程划分，技术人员、管理人员及其他人员均已到位。

②测量放样

各开挖后断面的复测工作已经完成，开挖坡体在人工修整其坡比等达到要求，然后测放出框架纵梁、横梁位置及施作起始范围。

③基础开挖

尽量修整好边坡，凸出地方要削平，按后按框架竖梁、横梁尺寸及模板厚度精确挖出单根梁肋轮廓。其中最下一级边坡平台有网格坡脚基础，测量放线后经监理验收后可开挖。

④钢筋绑扎

a.先施工竖梁，并于接点处预留横梁钢筋，竖梁形成后，再施工横梁。

b.在施工安置框架钢筋之前，先清除框架基础底浮碴，保证基础密实。

c.绑扎钢筋，用砂浆垫块垫起，与坡面保持一定中距离，并和短钢筋锚钉连接牢固。

⑤立模板

a.模板采用木板按设计尺寸进行拼装。模板线型在曲线段时每5m放一控制点挂线施工，保证线形顺畅，符合施工要求。

b.立模前首先检查钢筋骨架施工质量，并做好记录，然后立模板。

c.模板表面刷脱模剂，模板接装要平整、严实、净空尺寸准确，设合设计要求并美观。

d.用脚手架钢杆支撑固定模板，模板底部要与基础紧密接触，以防跑浆、胀模。

e.检查立模质量，并做好原始质检记录。

⑥砼浇筑

a.浇筑前应检查框架的截面尺寸，要严格检查钢筋数量及布置情况。

b.框架主筋的保护层一定要满足设计要求，最小不能少于50mm，箍筋净保护层不得小于35mm，主筋的净保护层不小于40mm。

c.钢筋宜制成整体长骨架，其制作、搭接、安装要符合设计及技术规范要求。

d.浇筑框架砼必须连续作业，边浇筑边振捣。浇筑过程中如有砼滑动迹象可采取速凝或早强砼或用盖模模压住。各竖梁砼应不间断浇筑，若因故中断浇筑，其接缝按通常方式处理。

e.锚杆框架的施工是锚杆与砼框架两项工程密切配合的过程。锚杆和框架的相对位置比二者的绝对位置更重要，务必须精确测量，准确定位。

f.浇筑框架砼时，应分别从下而上在三个部位制取砼试件各一组，进行试验。

⑦修整边坡

待基础砼达到设计强度后进行边坡修整，测量挂线后用人工进行削坡，保证坡面压实度符合设计要求，用自制坡度尺进行坡度控制，保证成型坡度符合设计要求。

⑶回填种植土植草

①镀锌铁丝网植草，用于框架梁内和高边坡顶级及大于5米小于16米的一二级挖方段落边坡。

②施工按设计要求，在修坡平整的坡面上按纵横向呈梅花型布置锚杆定位施工，锚杆采用HRB335φ28螺纹钢，锚杆头或另加钢筋爆接压住镀锌铁丝固定，锚杆间另加J型钉采用呈梅花型固定镀锌铁丝网，坡顶边50cm和挖20X30cm槽压镀锌铁丝网于槽内用U型钉固定。面喷泥植草，位于框架锚杆喷泥厚度为15cm，无框架锚杆喷泥厚度为10cm。

③湿法喷播：路堑平台上设种植槽，内置耕植土绿化，绿化植物优先选择当地物种。喷植层含草灌种籽，灌木不少于5种，小乔木不少于2种，含种子层厚度为2cm,喷播材料的配合组成由绿化实验确定，喷播施工应保证喷射均匀，与坡面有效粘合，并配备必要的养护措施。

六、砌体工程施工

砌体砌筑前应测量放样，并按照设计坡比立杆挂线，人工修整边坡，清除边坡上松动岩石，清出新鲜面，保证砌体的砌筑厚度符合设计要求。在施工过程中要经常放样复核，以保持线性顺适，砌体平整。砌体自下而上分层砌筑，墙背与坡面应密贴结合，砌体咬口紧密、错缝、砂浆饱满，不得有通缝、叠砌、贴砌和浮塞，砌体勾缝应牢固和美观。在砌体高2.5m和7.5m的地方设两排泄水孔，间距为2.5m,呈梅花状排列。

砌体砂浆要求满足设计标号，砂浆饱满，并按有关施工规范和规定砌筑。砌块材料要求石质均匀，符合规定尺寸要求，采用未风化且不易风化之硬石砌筑（石料抗压强度≥60MP）。

基坑开挖一般要求按跳二挖一和从两侧向中间的施工顺序施工，墙基（坡脚挡墙或加厚护面墙）要求分段跳槽开挖，严格按照从两侧到中间的顺序逐段施工，减少对坡体结构的扰动破坏作用和影响。遇有坑槽积聚地下水时，应采用井点降水，随聚随抽，采取有效可行的引排封堵等工程措施进行永久处理，确保基础工程质量和结构整体安全。

路堑挡墙或加厚护面墙之地基容许承载力要求一般不小于0.35MPa，遇特殊情况需经计算和地基处理满足相关墙体基底承载强度设计要求。

七、排水工程施工

地表截排水沟在路堑边坡土石方开挖施工前施做，发挥排水作用，减少地表水对坡面冲刷和入渗坡体的作用和影响。平台排水沟排水坡率尽量与线路纵坡相同，必要时采用反坡排水；其排水出路主要为急流槽和截水天沟，最终汇入路基排水系统。平台排水沟两侧出口与截排水天沟顺畅连接。急流槽兼人行台阶可据汇水面积调整宽度，宽度为1.5或2米，在其一侧设镀锌钢管扶手。

地下水排水工程主要是指仰斜平孔排水工程，一般设计工程位置和数量均为原则性布设，在具体施工过程中，应根据施工揭示地层及含水状态等实际情况调整孔位、孔数和孔深，以排水孔正常出水率达50%以上，确保平孔排水工程效果。

八、工程质量保证措施

1、质量管理组织机构

本项目质量保证组织体系框图附后。

2、各分项工程质量保证措施

①锚杆框架质量保证措施

a.锚杆材质检查：确保每批锚杆材料均附有生产厂商的质量证明书，并按施工图纸规定的材质标准以及监理人指示抽检锚杆性能。

b.注浆密实度试验：选取与现场锚杆的锚杆直径和长度、锚孔孔径和倾斜度相同的锚杆，采用与现场注浆相同的材料和配合比拌制的砂浆，并按与现场施工相同的注浆工艺进行注浆，养护7天后剖管检查其密实度。

c.拉拔力试验：按设计要求对边坡支护锚杆，按作业分区在每300根锚杆中抽查三根进行拉拔力试验；如锚杆抗拔力达不到设计值，采用扩大钻孔直径，增大早强砂浆与围岩接触面积加以解决。

d.施工过程中，对锚杆孔的钻孔规格（孔位、孔径、孔深和倾斜度）进行自检，作好记录，并配合监理人员进行抽验。

e.同监理人员现场参加各项试验和检查，并将各项试验记录和成果以及验收报告经监理人员验收，在签认合格后作为支护工程完工验收的资料。

3、锚杆防腐蚀控制

①岩土锚杆的腐蚀特点

岩土锚杆所在的特定介质环境和高拉应力特点，使未经防腐或防腐不当的锚杆发生腐蚀，甚至导致破坏。根据钢筋腐蚀的不同机理，一般分为应力腐蚀、氢脆、化学腐蚀和电化学腐蚀。

②土层锚杆防腐：

a.锚杆锚固段的防腐处理：

锚固段内杆体可采用水泥浆或砂浆封闭防腐，但杆体周围必须有2.0CM厚的保护层。

b.外露锚杆部分的防腐处理：

锚杆采用外露头时，必须涂以沥青等防腐材料，再采用混凝土密封，外露锚杆保护层厚度不得小于2.5CM。

4、框架梁施工质量保证措施

①通过测量放线控制好框架基础及横、竖梁的位置。

②通过施工辅助措施，保证框架体线条直顺，大面顺直。

外观鉴定

①框架梁及锚固板表面平整光滑、无蜂窝麻面。

②锚杆头防锈漆涂层无损伤。

③锚杆封头砼牢固，锚头不外露。

6、施工现场管理

①施工现场管理严格按施工组织设计及施工计划进行。各道工序采取必要的检测手段，对施工过程全面控制，随时收集施工中的有关数据，与计划目标及施工标准对照分析。一旦出现不合格，即使找出原因，采取修正措施并进行检查。根据结果分析原因，拟定调整措施，对施工全过程实施调控，使整个施工过程处于受控状态，保证按照原定计划目标方案的可行性。

②施工现场分工细致，职责明确，权责相符。

③施工现场按规范化施工要求进行布局，相关临时设施、卫生环保条件满足要求。另外，根据季节施工要求，依照有关规定、规范要求制定相关技术措施。

④施工过程中质量保证体系确保运转良好。

⑤施工技术交底做到施工方法准确、全面、针对性强，并与现场情况相符，能够全方位指导现场施工。

九、雨季施工措施

1、根据天气预报合理安排施工。

2、做好雨季施工技术准备工作

制定雨季施工方案和雨季施工管理措施，根据降水天气预报做好路基排水工作。网格护坡内的回填土雨水冲刷后，要及时回填并夯实。

制定雨季施工质量、安全控制点并加强监督和控制，依据质量、安全控制点进行技术交底，各控制点设专人负责，确保每个控制点依照既定方案执行。

3、汛前备足工程材料，成立防汛小组，由项目经理任组长带领各成员查明汛情隐患，做好防汛预案及准备工作，做好排水设施、备足防洪抢险器材。

4、修好施工便道，保证晴雨畅通。在施工便道旁准备级配良好的碎石。因雨水较大施工便道无法正常通行车辆时，清除淤泥后，将碎石铺到施工便道上，然后压路机碾压。争取最短时间内完成此项工作，确保施工便道的及时畅通，保证施工正常进行。

5、搅拌站根据天气情况随时测定砂石含水率，及时调整配合比，出罐混凝土塌落度要比平时小1~2cm。

6、雨天禁止露天进行轻重机安装和钢筋焊接作业，机电设备加防雨罩，并做好接零接地，手持电动工具安装漏电保护装置，所有电器开关要有防雨防潮设施。

知识点：高速公路高边坡施工方案

高速公路路基高边坡施工专项安全方案