土質滲水邊坡的防護與施工技術探討

楊家財

文章結合廣西資源（梅溪）至興安高速公路土質滲水邊坡工程實例，介紹了南方雨水豐富地區(qū)高速公路土質滲水邊坡的防護與施工技術，闡述了土質滲水邊坡防護形式與施工流程及方法，可為同類土質滲水邊坡施工提供參考。

土質滲水;邊坡施工;支撐滲溝;綠化

0?引言

我國南方地區(qū)因雨水豐富，土地肥沃，森林植被茂密，使得地下水非常豐富，在高速公路修建的過程中，因土質邊坡滲水防護與處理不當導致邊坡垮塌，影響工程質量及行車安全的現(xiàn)象較為普遍。廣西資源（梅溪）至興安高速公路土質滲水邊坡采用截水溝+盲溝+蓋板邊溝+支撐滲溝+拱形骨架護坡+植草綠化的防護形式，利用支撐滲溝排出邊坡表層地下水，盲溝降低坡腳地下水位，以保障邊坡的穩(wěn)定性。該邊坡應用這一防護技術后經過了2017年及2019年桂林市資源縣強降雨的考驗，說明了該方案的實用性，可為南方多雨地區(qū)類似的高速公路工程邊坡設計及施工提供參考。

1?工程概況

廣西資源（梅溪）至興安高速公路位于廣西北部，該工程范圍為資興高速公路第五標段，位于資源縣中鋒鄉(xiāng)境內。該段路基經過地區(qū)主要為山地地貌，以低山為主，地貌主要顯示斷層構造單面山，溝谷發(fā)育，多呈V字型，植被發(fā)育，溝內常年流水。氣候屬亞熱帶季風性濕潤氣候，四季分明，相對氣溫低，光熱少，雨量多，且集中在冬季與夏季。該邊坡位于資興高速公路K41+735～K42+243段挖方路基右側，上方山地較大，且森林茂盛，故造成地下水系豐富，導致邊坡有少量滲水。

2?土質滲水邊坡防護措施分析

該邊坡位于該項目的標尾，土方量較小，故開挖得比較晚。該邊坡原設計為：第一、二級邊坡坡率均為1∶1.25，采用截水溝+蓋板邊溝+拱形骨架護坡+植草綠化的防護形式。在該邊坡施工前，項目部已對K40+050～K41+500段邊坡進行施工，其中根據圖紙及地形地貌有4處邊坡與該段邊坡相似，開挖后發(fā)現(xiàn)這4處邊坡土質疏松且有少量滲水，后經對現(xiàn)場進行詳勘，發(fā)現(xiàn)該工點處地層主要以第四系角礫土為主，厚約10～12 m，褐黃色、灰褐色。礫石主要成分以花崗巖、砂巖、灰?guī)r等為主，粒徑2～10 mm約占25%，10～20 mm約占15%，>20 mm約占25%，呈棱角狀，泥沙充填，中密，潮濕。其中3.5～5.1 m為砂質充填，潮濕，密實，Ⅱ級普通土。

通過現(xiàn)場實際分析，必須將邊坡滲水問題解決才能保證邊坡的穩(wěn)定性，故項目部打報告申請變更。經過建設單位，監(jiān)理單位以及設計單位到現(xiàn)場確認后，該邊坡的防護同意變更為：第一、二級邊坡坡率均為1∶1.25，采用截水溝+盲溝+蓋板邊溝+支撐滲溝+拱形骨架護坡+植草綠化的防護形式。該防護形式可防止外界自然流水沖刷邊坡，并能排出邊坡內部滲水，降低邊坡坡腳地下水位，防止地下水浸泡路基，同時有效地保證了邊坡的整體穩(wěn)定性，防止邊坡垮塌。

3?土質滲水邊坡防護施工技術

3.1?截水溝施工

該邊坡地處順坡位置，為防止外界自然排水沖刷邊坡，影響邊坡穩(wěn)定性，故需設塹頂截水溝。由于該邊坡原地面比較平緩，通過施工放樣確定開挖線后進行清表，同時將塹頂截水溝進行放樣并開挖。為保證邊坡穩(wěn)定及節(jié)約施工成本，清表完成后快速組織塹頂截水溝施工。為方便后期的維修，塹頂截水溝采用漿砌片石砌筑。因標段內有豐富的石材，故石料選用標段內質地堅硬的花崗巖，使用前應將石料表面的污漬清除干凈。所用砂漿的強度等級為M7.5，砂漿必須用機械進行拌制，嚴禁進行人工拌制砂漿，以保證砂漿達到設計強度。砂漿應隨拌隨用，拌制的砂漿應在3 h內使用完畢，當施工期間最高溫度>30 ℃時，應在2 h內使用完畢。砌體采用坐漿法分層、分段砌筑。分段位置設在伸縮縫處，連續(xù)長度10～15 m應設置一道伸縮縫。砌體工程各砌塊砌縫應互相錯開，砌縫飽滿。施工完成應對成品進行及時養(yǎng)生，確保成品工程質量。

3.2?支撐滲溝施工

邊坡滲水會導致邊坡整體軟化，因此利用支撐滲溝排除邊坡表層地下水，降低邊坡表層的含水量，以此加強邊坡抗滑能力，保證邊坡的穩(wěn)定性。支撐滲溝在邊坡開挖時進行同步放樣與開挖，即當邊坡下挖2 m準備進行刷坡時就將支撐滲溝進行放樣，按設計尺寸進行開挖，間隔2個拱形骨架護坡的拱圈設置一道支撐滲溝，具體位置可根據現(xiàn)場邊坡滲水點適當調整。支撐滲溝出水口應與蓋板邊溝銜接，保證排水暢通。邊坡開挖一級完成后立即組織支撐滲溝的施工。首先進行人工基坑修整并清除浮土，保證溝底臺階及坡度符合施工設計要求，溝底采用厚度為30 cm的M7.5漿砌片石進行鋪底，砌體所用的片石及砂漿與截水溝的要求相同。為防止溝底漏水，砌體要保證滿漿滿縫，臺階連接處應砌筑密貼。支撐滲溝排水層采用干砌片石充填，排水層與溝壁土體之間設置反濾層，反濾層采用砂礫石和卵礫石，各層層厚為15 cm。為保證工程質量，干砌片石層與反濾層同步施工，支撐滲溝頂板采用厚度為30 cm的M7.5漿砌片石進行砌筑，頂板應封閉嚴密，防止地表水流入溝內。鑲入拱圈鑲邊石并進行抹面，對砌體工程要及時養(yǎng)生確保砌體工程質量。支撐滲溝施工圖如圖1～2所示。

3.3?拱形骨架護坡施工

該邊坡防護主體結構是拱形骨架護坡+支撐滲溝的形式，利用拱形骨架將邊坡流水集中分流排除，防止邊坡雨水大量集中沖刷破壞邊坡。在施工過程中應先完成支撐滲溝的施工再進行拱形骨架護坡施工。拱形骨架護坡施工遵循開挖一級防護一級的原則，即完成上一級邊坡的防護再開挖下一級邊坡。邊坡開挖完成后先進行坡面清理，再進行拱形骨架基槽的開挖。拱形骨架基槽采用人工開挖的方式，基槽開挖時應注意拱形骨架幾何尺寸位置的準確性，骨架開槽深度為垂直坡面以下25 cm。對于拱圈圓弧部分基槽的開挖，選用較小的工具進行開挖以保證弧形部分自然、平滑。拱形骨架凈寬為3.06 m，嵌入路塹邊坡深25 cm。拱柱泄水槽兩側及拱圈頂部使用尺寸為240 mm×115 mm×53 mm的磚鑲邊，磚高出骨架平面5 cm，深入骨架內19 cm，并在磚頂部及兩側抹2 cm厚M7.5砂漿。每10～15 m設一道伸縮縫，縫寬2 cm，縫內全斷面填塞瀝青麻筋。為便于養(yǎng)護，在適當位置（每100 m內）設寬0.8 m、厚0.5 m的M7.5漿砌片石踏步。

3.4?盲溝施工

因該邊坡滲水，為保證邊坡坡腳的穩(wěn)定以及防止邊坡滲水浸泡路基，影響路基工程質量，需在邊坡坡腳設置盲溝，以此降低地下水位。在盲溝施工時，為保證邊坡的穩(wěn)定性，開挖前應看好天氣預報，確保開挖后的2 d內無降雨，防止邊坡因坡腳懸空而失穩(wěn)?，F(xiàn)場可根據作業(yè)能力進行分段施工，避免邊坡坡腳長期懸空。因盲溝在蓋板邊溝底部，故在開挖盲溝基坑前必須先將蓋板邊溝基坑開挖完成。為節(jié)約成本以及提高工效，基坑開挖前將盲溝所需要的材料準備充足并運至施工現(xiàn)場。為保證路基寬度及蓋板邊溝線性，開挖前將蓋板邊溝中線和開挖邊線進行放樣，并標記好下挖深度，用中型挖機對蓋板邊溝基坑開挖完后，再次對盲溝的中線和邊線進行放樣，用小型挖機對盲溝基坑開挖至設計標高。盲溝基坑開挖完成后，先用人工對基坑進行清除浮土，確保盲溝基底置于穩(wěn)定的基礎上，再進行盲溝基底混凝土澆筑。盲溝基底的設計是采用厚10 cm的C20混凝土。盲溝基底施工要控制好標高以及縱坡，確保盲溝排水順暢。盲溝基底強度達到2.5 MPa時可進行無紡土工布的鋪設，然后再鋪設鋼纖維水泥滲濾排水管。鋼纖維水泥滲濾排水管的安裝要確保線形順直，嚴禁出現(xiàn)斷開的現(xiàn)象。因該工程附近石料豐富，故濾層采用碎石填充，濾層的施工可采用小鏟車配合人工進行施工。濾層施工完成后及時封閉無紡土工布，并及時完成蓋板邊溝基礎混凝土的澆筑。盲溝施工圖如圖3所示。

3.5?蓋板邊溝施工

蓋板邊溝基坑在開挖盲溝基坑時已完成開挖，盲溝完成施工后應及時進行蓋板邊溝基礎施工。蓋板邊溝基礎采用C20混凝土澆筑，厚度為30 cm。施工必須充分振搗，宜采用ZN30型插入式振動棒，每隔30～50 cm均勻插棒，插棒距模板5～10 cm，采用快插慢起，振搗時間按混凝土表面無氣泡上浮為止。同時注意控制流水面標高以防出現(xiàn)溝底不平導致的積水現(xiàn)象。拆模后注意成品棱角保護，防止崩裂破損，澆筑完成之后，用土工布覆蓋溝體，進行灑水養(yǎng)護，養(yǎng)護時間一般≥7 d?；炷猎谖催M入終凝時不應使其受雨水沖刷或水淹浸。當基礎混凝土強度達到2.5 MPa時，可對溝身及臺帽模板進行安裝，立模板之前對基礎和溝身的接觸面進行鑿毛處理。模板可以采用20 mm厚的木模板，模板必須涂抹脫模劑進行處理以保證溝身的光滑。溝身采用強度為C20的混凝土澆筑，臺帽采用強度為C25的混凝土澆筑。混凝土應分層澆筑，攤鋪厚度控制在30～50 cm之間進行振搗一次，采用ZN30型插入式振動棒，振搗與基礎澆筑要求相同。待澆筑至臺帽底部設計標高時，間隔2～4 h后再用強度為C25的混凝土進行臺帽澆筑，臺帽頂斜角的處理在澆筑完成之后由人工修筑。蓋板邊溝拆模、養(yǎng)護與基礎澆筑做相同要求。模板安裝允許偏差值見表1。

3.6?植草綠化施工

由于該邊坡為兩級邊坡，最高高度≤15 m，故待兩級邊坡支撐滲溝及拱形骨架護坡施工完成后再統(tǒng)一進行坡面綠化施工。由于該邊坡為土質邊坡，坡面較整齊，故在拱形骨架內采用噴射綠化植草機械綠化。據工程實地氣候條件，綠化草種應選擇暖季型、直根型、須根型、觀賞型的植物種子。壤土取用清表剝離出來的種植土，噴播厚度≥10 cm。噴射完成后，蓋上無紡布，并根據坡面濕度需求進行噴霧養(yǎng)護，確保種子生根發(fā)芽。

4?結語

如今我國高速公路建設迎來了高速發(fā)展，同時環(huán)境保護越來越受到重視，標準化施工不斷普及和提高，交通土建作為傳統(tǒng)行業(yè)，在保證發(fā)展的同時保證工程質量以及更好地保護自然環(huán)境，需要在施工過程中不斷總結經驗，改進工藝，革新技術。資興高速公路K41+735～K42+243段挖方路基右側土質滲水邊坡采用了截水溝+盲溝+蓋板邊溝+支撐滲溝+拱形骨架護坡+植草綠化的防護形式，完工兩年多以來，未出現(xiàn)任何垮塌的跡象，足以證明該防護形式及施工技術在土質滲水邊坡方面應用的實用性。在今后的高速公路建設中，類似邊坡可參考該防護形式或者根據該防護形式進行改進應用于工程設計及施工中，更好地提高工程質量。

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