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粉砂岩地质深路堑开挖施工技术

发表时间：2021/5/28 来源：《基层建设》2021年第2期作者：杨涛

[导读] 摘要：粉砂岩地质具有一定的湿胀干缩性质，黏土矿物吸水膨胀，失水收缩，导致其内部构架产生变形，开挖的高大边坡易造成塌方，施工难度巨大，本文详细的从粉砂岩膨胀土深路堑分级开挖；分级边坡防护加固、临时支护、支档结构施工技术做了总结，对同类工程施工具有广泛的推广价值和借鉴意义。

        中建八局西南公司成都 610041
        摘要：粉砂岩地质具有一定的湿胀干缩性质，黏土矿物吸水膨胀，失水收缩，导致其内部构架产生变形，开挖的高大边坡易造成塌方，施工难度巨大，本文详细的从粉砂岩膨胀土深路堑分级开挖；分级边坡防护加固、临时支护、支档结构施工技术做了总结，对同类工程施工具有广泛的推广价值和借鉴意义。
        关键词：粉砂岩深路堑   分级开挖
        Construction Technology of deep cut subgrade excavation in siltstone geology
        YangTao
        （China Southwest Construction Eighth Engineering Division.corp.ltd，Chengdu，610041）
        ABSTRACT：Siltstone geology has a certain property of wet expansion and dry contraction，clay minerals absorb water expansion and lose water contraction，which leads to the deformation of its internal structure，the excavation of high slope is easy to cause collapse，and the construction is very difficult，in this paper，the construction technology of deep cutting of siltstone expansive soil，protection and reinforcement of graded slope，temporary support and retaining structure are summarized in detail.
        Key words Siltstone，deep cutting，graded excavation。
        0 引言
        深挖路堑是指超过20m的土质路堑或超过30m的石质路堑。深路堑由于地形地质条件复杂，边坡较高，易于坍塌，而且工程量大通常是影响全线工期的重点工程。因此开挖前应详细复查设计文件所确定的工程地质资料、边坡坡度、工程数量和工期等，并收集了解路堑结构及坚硬程度。
        粉砂岩地质结构呈颗粒状，透水性良好，其沙粒粒径为1/16-1/250mm，颗粒特别细小。常用的开挖方法有横向挖掘法（单层横向全宽挖掘法、多层横向全宽挖掘法）、纵向挖掘法（分层纵挖法、通道纵挖法、分段纵挖法）、混合挖掘法。
        1 工程概况
        本项目道路设计长度32.5km，宽度20、30m，双向四车道，城市次干路，设计速度为30～50km/h，沥青混凝土路面。主要分项工程包括桥梁工程、道路工程、涵洞工程、电力工程、给水工程、排水工程、绿化工程、交安工程、照明工程等专项工程。
        K42+641-K43+831段地质为粉砂岩地质，道路宽度为20m、30m，范围内有挖方10余万方，最大挖方高度达38.24m，边坡采用分级边坡，本段最高挖方边坡为四级，边坡采取框架锚杆+喷播植草防护。挖方深度深，长度短。深挖路堑代表性路基横断面如下图所示

        图一深挖路堑横断面
        2 方案比选
        综合考虑本项目工程、地质等实际相关情况，本项目共有以下6种方案进行比选。

        本项目道路挖方深度深，边坡防护要求高，结合项目实际情况及项目工期要求，最终确定采用通道纵挖法施工K42+641-K43+831段路基。
        3 路堑施工
        1 路堑开挖
        土质路堑开挖前，首先进行排水设施施工。截水沟的施工与开挖紧密衔接，开挖一段，防护一段。路堑开挖采用挖掘机自上而下、分层进行，保持开挖层面不被水浸泡。
        遇到雨季施工，采用彩条布全覆盖防渗处理，开挖过程中经常检查边坡位置，当路堑边坡高度小于极限高度时，按一般路堑防护，路堑坡度放缓一级，同时坡面采用系统锚杆等加固防护。
        地形平缓的浅路堑采取全断面纵向开挖方法；当路堑长度较短，挖深较大时，采取横向分台阶开挖方法；路堑较长且深度较大时，采取纵向分层分台阶开挖方法；当地形起伏，且路堑长度大、开挖深，采取纵横向分台阶结合的开挖方法。
        路堑开挖采用挖掘机自上而下、分层进行，纵向开挖坡度不小于4%，在每一开挖层路基两侧设临时排水沟，以便及时将路堑开挖中的渗水和雨水排出开挖面，保持开挖层面不被水浸泡。
        边坡防护、边坡平台及其上截水沟的施工与开挖紧密衔接，开挖一段，防护一段。

        图二道路横断面

        图三路堑开挖
        2 边坡防护
        深路堑边坡采用锚杆框架梁防护，采用菱形布置，纵梁与水平方向夹角45°，锚杆采用Φ32HRB400螺纹钢制作，长度L=10m，锚杆体与水平面 20°～25°，锚杆配合框架梁使用，锚头采用弯钩与框架梁主筋焊接或绑扎牢固，支架与锚杆采用焊接连接，锚杆锚孔直径110mm，注浆材料采用水泥砂浆或水泥浆，锚杆框架梁横断面图见图1。
        注浆压力不小于0.2MPa，框架梁节点间距D=3m，截面尺寸为0.35m×0.35m，埋深0.25m，坡面采用回填客土后植草种灌木防护。

        图四锚杆框架梁
        3雨季施工临时支护技术
        K42+641-K43+831段深路堑全年雨日多、晴天少，年总雨量在500毫米左右。泥质粉砂岩膨胀土深路堑开挖边坡成形经检验合格后进行边坡临时支护，按照制定的施工方案进行挂网喷锚的措施。合理优化施工工艺，边坡支护与开挖平行作业，开挖出一层支护一层，避免高空作业搭设脚手架。施工过程中严格按照设计进行，主要控制项目：锚杆数量、位置、长度、注浆饱满度、砂浆强度、喷射砼厚度和强度，支护完成后按照规范要求进行养生。喷锚挂网支护的施工程序是：搭设脚手-整修边坡-制作安装设施排水孔-第一次喷射混凝土-锚杆钻孔、注浆-钢筋网制作-挂网-第二次喷射混凝土-养生-拆除脚手架。
        4 结语
        本项目K42+641-K43+831段深路堑施工实践中，结果表明，通道纵挖法适用于粉砂岩地质深挖路堑，在保证边坡稳定的同时能够节约工期。为类似工程施工积累丰富的施工实践经验，达到了预期研究的目的，具有良好的推广和应用价值。
        参考文献：
        [1]徐文学．锚杆加固机理研究及其在边坡工程中的应用[D]．西安科技大学，（2006）.
        [2]杨永清.浅析路基工程土石方开挖[J].山西建筑，2007.33（3）.
        [3]张克林.高速公路路基施工技术发展浅析[J].现代公路，2008.
        [4]戴自航.抗滑桩滑坡推力和桩前滑体抗力分布规律的研究[J].岩石力学与工程学报，2002，21（4）：517.
        [5]龚晓南.土力学[M]北京：中国建筑工业出版社.
        作者简介：杨涛男 1987.01 本科工程师 13678025040 516610387@qq.com 四川省成都市天府大道北段1480号拉德方斯大厦西楼9层 610041