CN114164843B - 一种高边坡开挖护坡系统施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及边坡施工技术领域，具体公开了一种高边坡开挖护坡系统施工方法，该施工方法包括的施工步骤有：A)开挖和施作坡顶截水沟；B)施工桩板式挡墙；C)施工多级边坡结构，采用逐级开挖、逐级防护、自上而下并及时防护的施工方式进行，且分阶放坡的边坡数不少于8级，并按预设边坡坡率施工；D)施工护脚墙及边沟，采用先开挖和施作坡顶截水沟，使得在施工桩板式挡墙及多级边坡结构等后序施工过程中，坡顶截水沟能汇集坡顶上方区域的地表水流，避免坡顶地表水对正在施工的桩板式挡墙及多级边坡结构造成冲刷，影响正常施工，同时通过施工桩板式挡墙，能保证既有构筑物正常使用和结构安全，避免产生垮塌或对既有构筑物影响的问题。

Description

一种高边坡开挖护坡系统施工方法

技术领域

本发明涉及工程施工技术领域，尤其涉及一种高边坡开挖护坡系统施工方法。

背景技术

随着国家城市化建设进程的不断加快，道路施工面临的施工条件也愈发复杂多样，高切坡是经常遇到的岩土工程，其通常具有开挖量较大、开挖施工过程复杂、开挖形成的边坡较陡较高等特点，现有技术中基本上将高度大于8m的边坡即称为高边坡，通常最高高度也在30m之内，这种高度的边坡护坡结构与高度在80m以及更高的护坡结构会存在差异，本技术方案所涉及的高边坡开挖护坡系统施工方法指代边坡高度在80m以上的边坡。此外，由于边坡邻近区域通常还有建筑物和构筑物存在，这也对边坡的稳定性提出了要求，但这种建筑物和构筑物通常处于边坡附近，而针对处于开挖边坡坡顶存在建筑物或构筑物的情况，则对边坡稳定性要求更高，不仅要求边坡整体稳定，而且要求建筑物或构筑物局部稳定。可以看到，这种高边坡开挖施工相对于普通的边坡施工过程，具有以下几个方面的施工难点：

其一，由于边坡较高较长，存在边坡坡面陡峭、局部土方荷载过大的问题，如何设计边坡坡面结构成为重点；

其二，由于边坡坡面范围较大，因此，坡面积水范围增大，导致坡面地表水渗透到边坡地下层，严重影响边坡稳定性；

其三，在坡顶存在建筑物或其他构筑物的情况下，如何避免边坡开挖导致建筑物或构筑物地基失稳，确保坡顶建筑物或构筑物的安全成为需要重点考虑的问题；

其四，由于边坡长度长，延伸范围较广，因此面临的地质特性也会存在差异，现有技术中单一的边坡坡面防护结构面临着结构不稳、成本过高等问题，均不适用于边坡高度在80m以上的边坡，并且，由于边坡较高较长，如何合理安排边坡施工工艺也是高边坡施工过程中的难点；

综上，如何保证高边坡及临近建筑物的结构安全、施工安全，确保高边坡在施工及后期运营过程中的稳定性，成为高边坡开挖施工过程中所面临的重大技术难题。

发明内容

本发明的目的之一至少在于，针对坡顶存在构筑物的高边坡开挖施工过程中，存在边坡失稳及影响坡顶构筑物稳定性的问题，提供一种高边坡开挖护坡系统施工方法，该施工方法不仅能保证高边坡整体结构的稳定性，而且还能对坡顶构筑物的稳定性进行加强，避免在高边坡开挖施工过程中对坡顶构筑物形成影响。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案包括以下各方面。

一种高边坡护坡系统的施工方法，高边坡护坡系统包括将高边坡分阶放坡的多级边坡结构，以及设置在坡顶的坡顶截水沟所述多级边坡结构和坡顶截水沟之间布置有桩板式挡墙，使得桩板式挡墙的内侧依次为坡顶截水沟和既有构筑物，多级边坡结构的分阶放坡阶数不小于8级，在施作所述高边坡开挖护坡系统时，包括如下施工步骤：，在施作上述所述的高边坡开挖护坡系统时，包括如下施工步骤：

A、开挖和施作坡顶截水沟；

B、施工桩板式挡墙；

C、施工多级边坡结构，采用逐级开挖、逐级防护、自上而下并及时防护的施工方式进行，且分阶放坡的边坡数不少于8级，并按预设边坡坡率施工；

D、施工护脚墙及边沟。

采用先开挖和施作坡顶截水沟，使得在施工桩板式挡墙及多级边坡结构等后序施工过程中，坡顶截水沟能汇集坡顶上方区域的地表水流，避免坡顶地表水对正在施工的桩板式挡墙及多级边坡结构造成冲刷，影响正常施工；

从高边坡坡顶到坡底逐级开挖多级边坡结构，每开挖完成一级分阶边坡后施工坡面护坡结构，从而保证多级边坡结构至上而下处于稳定状态，避免先施工的分级边坡对后序施工的分级边坡造成影响，并且在每一级边坡开挖后及时进行支护防护，且自上而下进行防护，能有效确保边坡结构稳定和开挖安全。

通过施工桩板式挡墙，能加固坡顶既有构筑物的地基安全，现有技术中的挡土墙主要用于路基填土或边坡土体的支承，均是对施工土方进行支承，防止土压力过大发生垮塌，而采用桩板式挡墙加固既有构筑物的地基安全，能在边坡坡顶施工地域狭窄处进行桩柱施工，并将桩柱进行连接，在桩柱之间形成板状支承结构，从而保证边坡坡顶既有构筑物的安全，不仅解决了无法在边坡坡顶进行施工的问题，保证正常施工，而且能对坡顶既有构筑物路基整体进行加固，保证既有构筑物正常使用和结构安全，有效避免了垮塌和对既有构筑物的影响。

优选的，所述步骤C中，在逐级开挖多级边坡结构施工过程中，先将高边坡中土体较厚区域进行开挖，然后再逐级开挖，每级边坡1.0m到2.0m厚度之间采用人工开挖修整的方式形成预设边坡坡率。

采用先将高边坡土体较厚区域开挖，避免因土体较厚而产生开挖沟壑，影响正常施工，同时，高边坡开挖或高切方施工过程中通常还伴随着高填方施工，先将高边坡土体较厚区域开挖，开挖土体能用于高填方区域的土体填方中；在临近坡面采用人工开挖休整的方式，能精确控制边坡坡率，保证边坡稳定性。

优选的，所述步骤C中，还包括择取以下一项或任选多项的控制方式形成预设边坡坡率，所述控制方式有：

C11、制作坡度尺进行坡率测量控制；

C12、提高测量放线频次，定期检查边坡坡率开挖情况，利用在施工现场设置测量控制网，采用SET3110全站仪进行测量施工控制，根据预设边坡坡率放样出路基边坡开挖线，并标记画出轮廓线；

C13、筛选原材料，喷射过程中保持喷射距离0.8～1.0m；

C14、保持边坡坡面的喷射层或植草厚度一致且表面平整。

通过C11项中制作坡度尺能精确控制边坡坡率，达到预设边坡坡率，通过C12项中提高测量放线频次且定期检查边坡坡率开挖情况，能及时调整边坡开挖工艺，避免影响边坡坡率，同时采用现有的边坡测量仪器SET3110全站仪能及时纠偏，标记轮廓线开挖，能精确控制开挖深度和位置，通过C13中的控制筛选原材料且保持该喷射距离，能最大限度减少回弹量；边坡坡面的结构也会影响坡率，通过C14项中的保持边坡坡面喷射层或植草厚度一致且表面平整，能有效控制边坡坡率。

优选的，所述步骤B中的桩板式挡墙在边坡顶部，且所述预设边坡坡率采用坡顶两级或坡顶一级的边坡坡率大于其他分级边坡坡率的形式。

由于坡顶两级的分级边坡上方具有桩板式挡墙结构，因此坡顶两级边坡承受较小的土压力，将该两级或一级边坡的坡率设置为更大，能降低底部其余分级边坡的坡率，从而使其余边坡在承受土压力时，具有更高的稳定性。

优选的，所述步骤C中，在对各级边坡的施工坡面逐级防护时，先根据防护措施标准判断防护设计与实际边坡岩土层的特性是否相符，如相符，则按照防护设计施工，如不相符，则根据实际情况按照防护措施标准施工。

由于高边坡较长较高，多级边坡结构的每级边坡存在岩土层特性不同的情况，根据每级边坡岩土层实际情况设置相同或不同的坡面护坡结构，能有效保证边坡结构稳定，避免边坡垮塌、滑坡等现象发生，保证边坡施工安全。

优选的，所述防护措施标准包括泥岩层采用镀锌铁丝网加锚喷防护的方式进行防护，中分化砂岩层采用素混凝土喷射防护，土质、软质岩及强风化的硬质岩采用喷播有机材植草防护。

泥岩层特性的岩土层具有较强的流动性，不易固定和稳固，采用镀锌铁丝网+锚喷防护的方式，能有效保证边坡结构稳定，使泥岩层坡面固结成整体结构，保证结构安全，中分化砂岩层具有一定稳定性，但是容易受到雨水侵蚀削弱其稳定性，通过喷射素混凝土，能稳定中分化砂岩层结构的稳定性，土质、软质岩及强风化的硬质岩能通过格构梁进行固定，用于喷播绿植植被，在保证坡面结构稳定的同时，遮蔽坡面圬工结构、达到美化坡面的效果。

优选的，在对边坡坡面喷射混凝土封闭施工过程中，具体施工步骤包括：

C21、按预设的配合比配置喷射混凝土，喷射混凝土包括细骨料、粗骨料、水泥和水；

C22、对配置好的喷射混凝土进行拌合并运输；

C23、采用湿式混凝土喷射机进行喷射，并在喷射过程中添加速凝剂；

C24、喷射混凝土养护。

边坡坡面喷射混凝土封闭施工过程包括镀锌铁丝网加锚喷、素混凝土喷射防护，在采用这两种施工工艺进行坡面封闭施工时，可采用同一种混凝土，通过空气压缩机并采用湿式混凝土喷射机进行喷射，能提高喷射质量，使喷射面厚度一致且均匀，并在喷射过程中添加速凝剂，能让坡面快速凝结成型，成型质量好，避免产生流淌等影响均匀程度和质量的问题。

进一步地，所述步骤C23喷射混凝土过程中，喷射混凝土工艺包括如下多项：

C231、喷射作业紧跟开挖工作面，且分段分片依次进行喷射；

C232、分层喷射时，一层喷射厚度按施工图纸的规定选用；每层喷射应在前一层尚未完全凝固前进行，后一层在前一层混凝土终凝1h后再行喷射，喷射前先用风水清洗喷层面；

C233、连续向喷射机供料，保持喷射机工作风压稳定，完成或因故中断喷射作业时，将喷射机和输料管内的积料清除干净

C234、喷护面到喷嘴的距离控制在0.8～1.5m之间，喷嘴方向大致垂直于岩面，倾斜角不大于10°；

C235、在喷射面预埋用于量测喷射混凝土厚度的检验钢筋条，且在喷射混凝土后割除露出喷混凝土表面的残余段；残余钢筋条的切割面保持与混凝土表面平整，不损伤混凝土表面。

通过上述喷射混凝土工艺的一项或任选多项，能保证混凝土的喷射质量，有效避免混凝土反弹，保证良好的压实度，充分保护混凝土表面。

进一步地，所述步骤C24的喷射混凝土养护，包括的养护工艺有：

C241、喷射混凝土终凝2h后，喷水养护；

C242、养护时间一般工程部位为7天，重要工程部位不少于14天，气温低于+5℃时，不得喷水养护，所述重要工程部位包括过渡段区域；

C243、当喷射混凝土周围的空气湿度达到或超过85％时，可选择采用自然养护。

通过上述混凝土养护工艺，保证喷射混凝土的工艺质量和抗压强度达到要求，并具有良好的粘接力，避免产生鼓皮、剥落、低强或其它缺陷形式。

优选的，所述步骤A中，在施作坡顶截水沟时，先预制截水沟，开挖完成截水沟安装基槽后，再安装预制结构的截水沟。

在高边坡且坡顶还具有正在运行构筑物的施工工况下，现场施工场地狭小，同时高边坡的现场施工工况比较复杂，再高边坡开挖护坡系统施工过程中，采用先预制后安装的施工方式，不仅能减少对正在运行构筑物的影响，减少对坡顶的施工干扰，而且能提高坡顶截水沟的制作质量，避免截水沟渗水对高边坡稳定性造成影响。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明至少具有以下有益效果：

1、通过先开挖和施作坡顶截水沟，使得在施工桩板式挡墙及多级边坡结构等后序施工过程中，坡顶截水沟能汇集坡顶上方区域的地表水流，避免坡顶地表水对正在施工的桩板式挡墙及多级边坡结构造成冲刷，影响正常施工；

2、通过施工桩板式挡墙，能加固坡顶既有构筑物的地基安全，现有技术中的挡土墙主要用于路基填土或边坡土体的支承，均是对施工土方进行支承，防止土压力过大发生垮塌，而采用桩板式挡墙加固既有构筑物的地基安全，能在边坡坡顶施工地域狭窄处进行桩柱施工，并将桩柱进行连接，在桩柱之间形成板状支承结构，从而保证边坡坡顶既有构筑物的安全，不仅解决了无法在边坡坡顶进行施工的问题，保证正常施工，而且能对坡顶既有构筑物路基整体进行加固，保证既有构筑物正常使用和结构安全，有效避免了垮塌和对既有构筑物的影响；

3、采用先将高边坡土体较厚区域开挖，避免因土体较厚而产生开挖沟壑，影响正常施工，同时，高边坡开挖或高切方施工过程中通常还伴随着高填方施工，先将高边坡土体较厚区域开挖，开挖土体能用于高填方区域的土体填方中；在临近坡面采用人工开挖休整的方式，能精确控制边坡坡率，保证边坡稳定性。

附图说明

图1为高边坡的平面结构示意图。

图2为高边坡开挖护坡系统的断面结构示意图。

图3为素混凝土喷射防护或镀锌钢丝网+锚喷防护的结构示意图。

图4为桩板式挡墙的结构示意图。

图5为喷播有机材植草防护的结构示意图。

图6为高边坡开挖护坡系统的施工工序示意图。

图7为喷射混凝土的施工工序示意图。

图8为高边坡底部的结构示意图。

图中标识：1-多级边坡结构，101-第10级边坡，102-第9级边坡，103-第8级边坡，104-第1级边坡，2-坡顶截水沟，3-桩板式挡墙，31-桩柱，32-挡板，4-既有构筑物，5-岩层，51-岩层分界线，6-喷播有机材植草防护，61-底层护坡网，62-顶层护坡网，63-有机材，64-混凝土垫块，7-护脚墙，8-边沟，9-高边坡，91-土体较厚区域，10-道路，11-平台，12-锚杆，13-镀锌钢丝网，14-虚拟定位桩，15-高填方区域。

具体实施方式

下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，以使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

本实施例提供了一种高边坡开挖护坡系统，通过多种结构保证高边坡在开挖过程中及后期运营过程中的结构安全及施工安全。如图1-2所示，规划的道路10从山体中穿过，采用明挖的方式，形成高切坡施工，最后形成的高边坡9的坡面高度达到100m以上，本实施例以边坡高度129m为例说明，坡顶布置有既有构筑物4(110KV的高压铁塔)，高压铁塔处于运营状态，这种类型的边坡开挖量非常大，并且必须保证坡顶既有构筑物的安全运营，如果开挖护坡系统出现安全隐患，不仅会影响坡顶既有构筑物的安全运营，而且对坡底道路安全也会有重大影响，损失大得难以估计。

图2示出了本发明示例性实施例的高边坡开挖护坡系统。该实施例的高边坡开挖护坡系统包括将高边坡9分阶放坡的多级边坡结构1，且分阶放坡的阶数为10级，还包括设置在坡顶的坡顶截水沟2以及边坡坡面护坡结构，所述多级边坡结构1和坡顶截水沟2之间布置有桩板式挡墙3，使得桩板式挡墙3的内侧依次为坡顶截水沟2和既有构筑物4，也就是110KV的高压铁塔，下面就构成高边开挖护坡系统的每种结构详细说明。

多级边坡结构1：采用10阶分阶放坡结构，第10级边坡101和第9级边坡102采用1：0.75坡率，第8级边坡103～第1级边坡101采用1：1.0坡率分阶放坡，每10-15m的高度设置一个平台11，本实施例中取每12m设置一个平台11，平台11宽1.5m-2.5m，本实施例设置为2m，高切方边坡的平面布置示意图及断面示意图分别如图1和图2所示，多级边坡结构1的分阶阶数和平台11宽度也可以根据边坡高度适当调整，通过将高边坡9分阶放坡成多级边坡结构1，且分阶放坡的阶数设置为8级及以上，从而使边坡的坡面形态较为平缓，避免了边坡局部土方荷载过大的问题，保证边坡结构安全。

桩板式挡墙3：结合图2和图4看到，在多级边坡结构1和坡顶截水沟2之间设置桩板式挡墙3，用于加固坡顶既有构筑物4的地基安全，现有技术中的挡土墙主要用于路基填土或边坡土体的支承，均是对施工土方进行支承，防止土压力过大发生垮塌，而采用本实施例的桩板式挡墙3加固既有构筑物4的地基安全，能在边坡坡顶施工地域狭窄处进行桩柱施工，桩板式挡墙3包括桩柱31，以及将相邻两个桩柱31连接为整体的挡板32，形成整体式挡土墙结构，桩板式挡墙3的桩柱31必须穿过岩层分界线5，嵌入到岩层5内，确保桩柱31的稳固性，再通过若干挡板32将相邻的桩柱31连接成整体结构，使桩板式挡墙3对高边坡坡顶形成整体支承，达到对坡顶既有构筑物4整体加固的目的，桩柱31嵌入岩层5的深度范围在6m及以上，或者嵌岩深度范围内基岩饱和状态下的单轴极限抗压强度在8.6MPa及以上，以满足两者的最小值要求为准，桩板式挡墙3不仅解决了无法在边坡坡顶进行施工的问题，保证正常施工，而且能对坡顶既有构筑物4路基整体进行加固，保证既有构筑物正常使用和结构安全，有效避免了垮塌和对既有构筑物的影响，

坡顶截水沟2：坡顶截水沟2采用预制混凝土结构，由于坡顶还有110KV高压铁塔处于工作运营状态，施工工况较为复杂，同时高边坡的现场施工场地受限，通过将坡顶截水沟2采用预制混凝土结构的方式，不仅能减少对正在运行构筑物的影响，减少对坡顶的施工干扰，而且能提高坡顶截水沟的制作质量，避免截水沟渗水对高边坡稳定性造成影响，将坡顶截水沟2设置在桩板式挡墙3和既有构筑物4之间，不仅能避免高边坡9被地表水冲刷，保证高边坡9的安全，还能避免坡顶的地表水对桩板式挡墙3造成冲刷，在保证桩板式挡墙3结构安全的前提下，进一步保证高边坡结构安全。

边坡坡面护坡结构：边坡坡面护坡结构包括素混凝土喷射防护、镀锌钢丝网+锚喷防护、喷播有机材植草防护中的一种或多种，在施工过程中，先根据防护措施标准判断防护设计与实际边坡岩土层的特性是否相符，如相符，则按照防护设计施工，如不相符，则根据实际情况按照防护措施标准施工，防护措施标准包括泥岩层采用镀锌铁丝网加锚喷防护的方式进行防护，中分化砂岩层采用素混凝土喷射防护，土质、软质岩及强风化的硬质岩采用喷播有机材植草防护。

所述素混凝土喷射防护和所述镀锌钢丝网+锚喷防护均为坡面封闭形式，通过对坡面进行封闭处理，达到坡面封闭的防护结构形式，能避免地表水和雨水渗透到边坡岩土层内，保证边坡结构稳定，以靠近坡顶的第10级边坡101采用素混凝土喷射防护或所述镀锌钢丝网+锚喷防护为例说明，边坡坡面采用方格网护坡，方格网规格为2.5×2.5m，呈方形布置，边坡格构梁交汇处均设置锚杆12，如图3所示，锚杆12型号为1Φ25，且锚杆12锚入边坡完整中风化岩层长度不小于8m，坡面采用C25锚喷防护，厚120mm，内置Φ10@150×150mm镀锌钢丝网13，挂网锚杆采用1Φ16，间距@1.5×1.5m，边坡坡脚设置护脚墙7，如图8所示。

以靠近坡顶的第10级边坡101采用喷播有机材植草防护6为例说明，如图5所示，同样布置向岩层内锚固有锚杆12，伸出坡面的锚杆上铺设有成双层结构的底层护坡网61和顶层护坡网62，且所述顶层护坡网62平铺设置，所述底层护坡网61波浪形布置，底层护坡网61的波峰部位与顶层护坡网62之间具有用于喷播有机材63的间隙，同时底层护坡网61的下侧和顶层护坡网62的上侧也喷播有有机材63，底层护坡网61采用波浪形布置，使底层护坡网61下侧和上侧的有机材63与坡面形成非平行层，进一步提高喷播有机材植草防护结构的固体能力，顶层护坡网62采用大致与坡面平行的平铺设置方式，在顶层护坡网62外侧喷播一层厚度较薄且均匀的平行层有机材63，便于喷撒植物种子，平整的坡面表面便于对植物种子进行防护，培育其快速生根发芽，进而促进植物根系与植草网缠绕、交织，形成稳定的植被表层结构。

其他：如图8所示，该高边坡开挖护坡系统还包括设置在边坡底部的护脚墙7，该护脚墙7为楔入式安装在边坡内的三角形混凝土结构，通过在边坡底部布置护脚墙7，护脚墙7能进一步对边坡形成支承，保证边坡结构稳定性，采用截面形状为三角形，整体形状为三棱台混凝土结构，使护脚墙的一侧侧棱楔入式安装在边坡坡底，保证护脚墙良好的受力状态，并对边坡形成稳定支承，靠近护脚墙7的部位，在道路边侧设置有边沟8。

实施例2

本实施例提供了一种高边坡开挖护坡施工方法，结合图1-图8所示，在对实施例1中的高边坡开挖护坡系统施工时，施工内容和施工步骤包括以下几个方面：

A、开挖和施作坡顶截水沟2；

B、施工桩板式挡墙3，包括采用人工挖孔的方式施工桩柱31，并进行挡板32施工，挡板32施工完成后对板后部位进行回填、夯实；

C、施工多级边坡结构1，采用逐级开挖、逐级防护、自上而下并及时防护的施工方式进行，先进行第10级边坡101开挖，然后人工修整坡面，确保边坡坡率达到预定要求，锚入锚杆12，并施工形成锚杆格构梁，并开展锚杆12的抗拔试验，保证锚杆12锚入深度和紧固度，施工坡面喷锚，施工平台11及布置在平台11上的排水沟，检查满足既定要求后循环该步骤进行第9级边坡102开挖、支护，第8级边坡103开挖、支护，……，直至第1级边坡104开挖、支护；

D、最后施工护脚墙7及边沟8。

下面就每个施工内容、施工步骤级施工工艺详细说明。

步骤A施工坡顶截水沟2：先开挖和施作坡顶截水沟2，使得在施工桩板式挡墙3及多级边坡结构1等后序施工过程中，坡顶截水沟2能汇集坡顶上方区域的地表水流，避免坡顶地表水对正在施工的桩板式挡墙3及多级边坡结构1造成冲刷，影响正常施工，在施作坡顶截水沟2时，先预制截水沟，开挖完成截水沟安装基槽后，再安装预制结构的截水沟，在高边坡条件下且坡顶还具有正在运行的既有构筑物4的施工工况下，现场施工场地狭小，同时高边坡的现场施工工况比较复杂，在高边坡开挖护坡系统施工过程中，采用先预制后安装的施工方式，不仅能减少对正在运行构筑物的影响，减少对坡顶的施工干扰，而且能提高坡顶截水沟的制作质量，避免截水沟渗水对高边坡稳定性造成影响。

步骤B施工桩板式挡墙3：桩板式挡墙3在边坡顶部，桩板式挡墙3采用1.5×2.0m抗滑桩作为桩柱31，人工挖孔成桩，桩基采用人工挖孔桩工艺施工，人工挖孔最大孔深12.5m，间距5m，桩间设置挡板32，同时在桩顶设置1.0m高冠梁，挡板32最大高度7.4m，桩板式挡墙3能加固坡顶既有构筑物4的地基安全，现有技术中的挡土墙主要用于路基填土或边坡土体的支承，均是对施工土方进行支承，防止土压力过大发生垮塌，而采用桩板式挡墙3加固既有构筑物4的地基安全，能在边坡坡顶施工地域狭窄处进行桩柱施工，并通过挡板32将桩柱31进行连接，在桩柱31之间形成板状支承结构，从而保证边坡坡顶既有构筑物的安全，不仅解决了无法在边坡坡顶进行施工的问题，保证正常施工，而且能对坡顶既有构筑物路基整体进行加固，保证既有构筑物正常使用和结构安全，有效避免了垮塌和对既有构筑物的影响。

步骤C施工多级边坡结构1：

在逐级开挖多级边坡结构1施工过程中，先将高边坡9中土体较厚区域进行开挖用于填方路基施工，如图1所示中的高填方区域15，先将高边坡土体较厚区域91开挖，开挖土体能用于高填方区域15的土体填方中，避免因土体较厚而产生开挖沟壑，影响正常施工，在临近坡面采用人工开挖休整的方式，能精确控制边坡坡率，保证边坡稳定性,然后再逐级开挖，每级边坡临近坡面1.0m到2.0m人工开挖修整的方式形成预设边坡坡率，为了有效控制开挖深度，在现场测量后绘制带有虚拟定位桩14的开挖基准，用于指导现场开挖，第10级边坡101和第9级边坡102采用1：0.75坡率，第8级边坡103至第1级边坡104采用1：1.0坡率分阶放坡，每12m设置一个平台11，平台11宽2m，由于坡顶两级的分级边坡上方具有桩板式挡墙3，因此坡顶两级边坡承受较小的土压力，将第10级边坡101和第9级边坡102的坡率设置为更大，能降低底部其余分级边坡的坡率，从而使其余边坡在承受土压力时，具有更高的稳定性，为控制施工过程中形成预设边坡坡率，采取的边坡坡率控制措施还包括：C11)现场采用制作坡度尺进行坡率测量控制；C12)加强测量放线频次，定期检查边坡坡率开挖情况，利用在施工现场设置测量控制网，采用SET3110全站仪进行测量施工控制，根据设计坡比精确放样出路基边坡开挖线，用白石灰画出轮廓线；C13)原材料严格筛选，控制喷射距离0.8～1.0m，减少回弹量；C14)喷射层厚均匀，表面平整，不出现流淌和干斑；

在对各级边坡的施工坡面逐级防护时，由于防护设计与工程实际边坡岩土层特性可能存在出入，先根据防护措施标准判断防护设计与实际边坡岩土层的特性是否相符，如相符，则按照防护设计施工，如不相符，则根据实际情况按照防护措施标准施工，所述防护措施标准包括泥岩层采用镀锌铁丝网加锚喷防护的方式进行防护，中分化砂岩层采用素混凝土喷射防护，土质、软质岩及强风化的硬质岩采用喷播有机材植草防护，根据每级边坡岩土层实际情况设置相同或不同的坡面护坡结构，能有效保证边坡结构稳定，避免边坡垮塌、滑坡等现象发生，保证边坡施工安全，但不论采用何种坡面护坡结构，均须锚入锚杆12，如图3和图5所示；

在对边坡坡面喷射混凝土封闭施工过程时，参见图7所示的施工工艺步骤图，包括：C21、按预设的配合比配置喷射混凝土，喷射混凝土的配合比通过室内试验和现场试验选定预设，喷射混凝土包括细骨料、粗骨料、水泥和水，保证喷射混凝土的强度、初凝和终凝时间、喷层性能指标符合预先设定的技术要求前提小，尽量减少水泥和水的用量；C22、喷射混凝土的配料、拌和及运输，采用0.35m³拌和机拌制，根据进场道路限制与否，湿喷料选择性采用6m³混凝土搅拌运输车运输，配料过程中水泥和速凝剂的称量允许偏差在±2％，砂、石的称量允许偏差在+3％，搅拌时间不少于1min，混合料掺有外加剂时，通过室内试验和现场试验确定搅拌时间，混合料在运输、存放过程中，严防雨淋、滴水及大块石等杂物混入，装人喷射机前过筛，混合料应随拌随用，存放时间不应超过20分钟，保持物料新鲜；C23、采用湿式混凝土喷射机进行喷射，并在喷射过程中添加速凝剂，在喷射前对喷射面进行检查，并做好相关准备工作：在喷射混凝土之前，清理所有松散岩块、浮石，坡墙脚的堆积物及影响混凝土粘着力的污迹、脏物，用高压风、水冲洗、润湿岩面，处理表面积水和疏排裂隙渗漏水，按预先设计的结构要求挂设钢筋网，钢筋网用镀锌铁丝绑扎，如遇坡面不平整，应调整铁丝网与坡面间距。安装好混凝土垫块，并作好喷厚标识。对排水口孔口进行包扎封口，避免喷射施工时堵塞，喷射混凝土施工完毕后及时拆除封口塑料布。喷射混凝土之前应仔细检查风、水、电管线，并进行设备的试运行，确保喷射混凝土时设备的正常运行，在喷射混凝土时，按照以下喷护工艺方法进行喷护：喷射作业紧跟开挖工作面，喷射混凝土作业采用分段分片依次进行，明挖进出口段边坡采用自下而上进行喷混凝土，对于连续平稳地段按圆形或椭圆形旋转喷射，并遵循一圈压半圈的规律移动；分层喷射时，一层喷射厚度按预先设定的选用，每层喷射应在前一层尚未完全凝固前进行，后一层在前一层混凝土终凝1小时后再行喷射，喷射前先用风水清洗喷层面，严格执行喷射机的操作规程，连续向喷射机供料，通过空气压缩机提供风压，并保持喷射机工作风压稳定，完成或因故中断喷射作业时，将喷射机和输料管内的积料清除干净，喷护面到喷嘴的距离与骨料粒径、颗粒级配和风压有关，距离一般控制在0.8～1.5m，操作人员在施工现场根据喷射效果适度掌握，喷嘴方向大致垂直于岩面，倾斜角不大于10°，以达到工作要求的最佳效果，回弹量最低，压实度最好，喷射作业区的气温不低于+5℃，混合料进入喷射机的温度不低于+5℃，不得受冻，所有量测喷混凝土厚度而预埋的检验钢筋条，在喷混凝土工程检验后割除露出喷混凝土表面的残余段，残余钢筋条的切割面保持与混凝土表面平整，不损伤混凝土表面；C24、喷射混凝土养护，喷射混凝土终凝2小时后，喷水养护，养护时间一般工程部位为7天，衔接部位等重要工程部位不少于14天，气温低于+5℃时，不得喷水养护，当喷射混凝土周围的空气湿度达到或超过85％时，经技术论证，可选择性采用自然养护。

混凝土喷射施工过程中，通过以下几个方面控制质量要求：a)喷射混凝土施工前，先测定喷射混凝土工艺质量和抗压强度，达到设定要求后，才进行喷混凝土施工；b)检查喷层厚度，对不满足厚度的部位进行补喷；c)粘结力试验，钻取直径100mm的钻孔、取出芯样进行喷混凝土与岩石间及喷层之间的拉拔试验，分析试验成果，所有试件钻孔用干硬性水泥砂浆回填；d)对喷混凝土中的鼓皮、剥落、低强或其它缺陷部位及时清理、修补。

作为本实施例中多种实施方式中的一种，也可以采用喷播有机材植草防护代替混凝土喷射防护，在铺设防护网用于喷播有机材前，同样可以进行锚杆格构施工，如图6中所示，只是将坡面喷锚施工替换成喷播有机材用于播撒绿植种子形成植草防护，其余步骤不变，同样需要进行平台11及排水沟施工，在施工喷播有机材植草防护的结构时，如图5所示，通过在锚杆12锚入边坡的部位处间隔安装混凝土垫块64，然后铺设底层护坡网61，通过混凝土垫块64，使底层护坡网61成波浪形安装，然后再安装顶层护坡网62，最后喷播有机材63。

在高边坡开挖防护系统施工中，还包括施工护脚墙7及边沟8，护脚墙7设置在边坡底部，采用开挖后浇筑护脚墙7的方式进行，护脚墙7的截面形状为三角形，整体形状为三棱台混凝土结构，使护脚墙7的一侧侧棱楔入式安装在多级边坡结构1的第1级边坡104底部，保证护脚墙7具有良好的受力状态，并对高边坡形成稳定支承，边沟8采用现浇或预制结构铺设。

以上所述，仅为本发明具体实施方式的详细说明，而非对本发明的限制。相关技术领域的技术人员在不脱离本发明的原则和范围的情况下，做出的各种替换、变型以及改进均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种高边坡开挖护坡系统施工方法，其特征在于，高边坡护坡系统包括将高边坡分阶放坡的多级边坡结构（1），以及设置在坡顶的坡顶截水沟（2），所述多级边坡结构（1）和坡顶截水沟（2）之间布置有桩板式挡墙（3），使得桩板式挡墙（3）的内侧依次为坡顶截水沟（2）和既有构筑物（4），多级边坡结构（1）的分阶放坡阶数不小于8级，在施作所述高边坡开挖护坡系统时，包括如下施工步骤：

A、开挖和施作坡顶截水沟（2）；

在施作坡顶截水沟（2）时，先预制截水沟，开挖完成截水沟安装基槽后，再安装预制结构的截水沟；

B、施工桩板式挡墙（3）；桩板式挡墙（3）包括桩柱（31），以及将相邻两个桩柱（31）连接为整体的挡板（32），形成整体式挡土墙结构；桩柱（31）穿过岩层分界线（51），嵌入到岩层（5）内；桩柱（31）嵌入岩层（5）的深度范围在6m及以上，或者嵌岩深度范围内基岩饱和状态下的单轴极限抗压强度在8.6MPa及以上；

采用人工挖孔的方式施工桩柱（31），并进行挡板（32）施工，挡板（32）施工完成后对板后部位进行回填、夯实；

C、施工多级边坡结构（1），采用从边坡坡顶逐级开挖、逐级防护、自上而下并及时防护的施工方式进行，且分阶放坡的边坡数不少于8级，并按预设边坡坡率施工；

在按预设边坡坡率施工时，采用坡顶两级或坡顶一级的边坡坡率大于其他分级边坡坡率的形式；

在逐级开挖多级边坡结构（1）施工过程中，先将高边坡（9）中土体较厚区域（91）进行开挖，然后再逐级开挖，每级边坡1.0m到2.0m厚度之间采用人工开挖修整的方式形成预设边坡坡率，每开挖完成一级分阶边坡后施工坡面护坡结构；在对各级边坡的施工坡面逐级防护时，先根据防护措施标准判断防护设计与实际边坡岩土层的特性是否相符，如相符，则按照防护设计施工，如不相符，则根据实际情况按照防护措施标准施工；所述防护措施标准包括泥岩层采用镀锌铁丝网加锚喷防护的方式进行防护，中分化砂岩层采用素混凝土喷射防护，土质、软质岩及强风化的硬质岩采用喷播有机材植草防护（6）；

开挖时，在现场测量后绘制带有虚拟定位桩（14）的开挖基准，并择取以下一项或任选多项的控制方式形成预设边坡坡率，所述控制方式有：

C11、制作坡度尺进行坡率测量控制；

C12、提高测量放线频次，定期检查边坡坡率开挖情况，利用在施工现场设置测量控制网，采用SET3110全站仪进行测量施工控制，根据预设边坡坡率放样出路基边坡开挖线，并标记画出轮廓线；

C13、筛选原材料，喷射过程中保持喷射距离0.8～1.0m；

C14、保持边坡坡面的喷射层或植草厚度一致且表面平整；

D、施工护脚墙（7）及边沟（8）。

2.根据权利要求1所述的高边坡开挖护坡系统施工方法，其特征在于，在对边坡坡面喷射混凝土封闭施工过程中，具体施工步骤包括：

C21、按预设的配合比配置喷射混凝土，喷射混凝土包括细骨料、粗骨料、水泥和水；

C22、对配置好的喷射混凝土进行拌合并运输；

C23、采用湿式混凝土喷射机进行喷射，并在喷射过程中添加速凝剂；

C24、喷射混凝土养护。

3.根据权利要求2所述的高边坡开挖护坡系统施工方法，其特征在于，所述步骤C23喷射混凝土过程中，喷射混凝土工艺包括如下多项：

C231、喷射作业紧跟开挖工作面，且分段分片依次进行喷射；

C232、分层喷射时，一层喷射厚度按施工图纸的规定选用；每层喷射应在前一层尚未完全凝固前进行，后一层在前一层混凝土终凝1h后再行喷射，喷射前先用风水清洗喷层面；

C233、连续向喷射机供料，保持喷射机工作风压稳定，完成或因故中断喷射作业时，将喷射机和输料管内的积料清除干净；

C234、喷护面到喷嘴的距离控制在0.8～1.5m之间，喷嘴方向垂直于岩面，倾斜角不大于10°；

C235、在喷射面预埋用于量测喷射混凝土厚度的检验钢筋条，且在喷射混凝土后割除露出喷混凝土表面的残余段；残余钢筋条的切割面保持与混凝土表面平整，不损伤混凝土表面。

4.根据权利要求2所述的高边坡开挖护坡系统施工方法，其特征在于，所述步骤C24的喷射混凝土养护，包括的养护工艺有：

C241、喷射混凝土终凝2h后，喷水养护；

C242、养护时间一般工程部位为7天，重要工程部位不少于14天，气温低于+5℃时，不得喷水养护，所述重要工程部位包括过渡段区域；

C243、当喷射混凝土周围的空气湿度达到或超过85％时，采用自然养护。