CN114411479B - 跨冲沟段傍山施工便道及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种跨冲沟段傍山施工便道及其施工方法，属于路基工程施工的技术领域，包括沿着冲沟底由上到下依次设置的急流槽、水沟兼消能池、台阶状支撑和混凝土基座；混凝土基座上竖向固定有预制板保护壁、钢立柱Ⅰ和钢立柱Ⅱ；台阶状支撑最上层平面以下为泡沫轻质土层，台阶状支撑最上层平面以上为片石混凝土层，片石混凝土层以上为路面结构层；片石混凝土层中设置有与钢立柱Ⅱ固定连接的钢横梁；多组压力注浆锚杆沿着线路纵向设置；多根仰斜式泄水管沿着线路纵向与压力注浆锚杆错位设置。本发明可以改善现有高原地区跨冲沟段傍山施工便道施工存在的施工工程量大、施工风险高、生态破坏严重及便道结构不稳定的问题。

Description

跨冲沟段傍山施工便道及其施工方法

技术领域

本发明属于路基工程施工的技术领域，具体公开了一种跨冲沟段傍山施工便道及其施工方法。

背景技术

在高原地区，山体陡峭，坡体多为块碎石土，在降雨及日照等作用下，风化严重，稳定性差，极易发生溜滑，形成冲沟地形。隧道等工程的修建，设计有施工便道，冲沟段因地形向山体侧凹陷，造成傍山施工便道冲沟段及前后段落断面需要向内侧偏移，需要进一步开挖山体，以满足便道路面宽度。高原山区山体坡面陡、高度高，传统施工方法一般为高刷坡、修建下部挡墙等，施工工程量大，易造成上部边坡的进一步溜滑，生态破坏严重，便道建成后易发生不均匀沉降，增加了施工难度与施工风险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种跨冲沟段傍山施工便道及其施工方法，以改善现有高原地区跨冲沟段傍山施工便道施工存在的施工工程量大、施工风险高、生态破坏严重及便道结构不稳定的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种跨冲沟段傍山施工便道，沿着线路纵向设置，包括沿着冲沟底由上到下依次设置的急流槽、水沟兼消能池、台阶状支撑和混凝土基座；水沟兼消能池的内挡板与急流槽的底部相接；台阶状支撑位于消能池底部的外侧；混凝土基座位于台阶状支撑底部的外侧，与台阶状支撑连接成台阶结构，混凝土基座上竖向固定有预制板保护壁、钢立柱Ⅰ和钢立柱Ⅱ；多根钢立柱Ⅰ沿着线路纵向设置，位于预制板保护壁的内侧，通过拉杆与预制板保护壁固定连接；多根钢立柱Ⅱ沿着线路纵向设置，位于钢立柱Ⅰ内侧；水沟兼消能池的外挡板、台阶状支撑、混凝土基座和预制板保护壁围合成的空间中，台阶状支撑最上层平面以下为泡沫轻质土层，台阶状支撑最上层平面以上为片石混凝土层，片石混凝土层以上为路面结构层；片石混凝土层中设置有与钢立柱Ⅱ固定连接的钢横梁；多组压力注浆锚杆沿着线路纵向设置；同一组中多根压力注浆锚杆竖向设置，向下倾斜穿过泡沫轻质土层、片石混凝土层、台阶状支撑，最下层压力注浆锚杆穿过混凝土基座中部位置，压力注浆锚杆的顶端与钢立柱Ⅰ固定连接；多根仰斜式泄水管沿着线路纵向与压力注浆锚杆错位设置，向上倾斜穿过预制板保护壁、泡沫轻质土层、台阶状支撑，顶端位于水沟兼消能池下方，底端位于预制板保护壁外，打孔段由台阶状支撑延伸至水沟兼消能池下方，台阶状支撑以外的管体不打孔。

进一步地，路面结构层、钢横梁和台阶状支撑的平面均向内倾斜且相互平行。

进一步地，预制板保护壁由多块预制板拼接而成，每块预制板上竖向设置有两组呈耳状的预埋筋，竖向相邻的两块预制板通过预埋筋和竖向连接筋连接；钢立柱Ⅰ为角钢，开口朝向预制板保护壁，两侧与两根拉杆固定，拉杆与连接筋固定。

进一步地，压力注浆锚杆的顶端与钢立柱Ⅰ通过纵向连接筋Ⅰ焊接；钢立柱Ⅱ和钢横梁的两侧均设置有纵向连接筋Ⅱ。

进一步地，泡沫轻质土层中水平铺设镀锌铁丝网，沿路线纵向搭接，横向不搭接。

进一步地，急流槽内设置消能坎，顶部设置盖板，水沟兼消能池的内挡板高于路面结构层作为挡水板，路面结构层上设置有护栏。

进一步地，混凝土基座外侧沿坡面设置有混凝土硬化层；仰斜式泄水管采用波纹管，打孔段采用两层渗水土工布包裹，顶端设置滤网封口。

本发明还提供一种跨冲沟段傍山施工便道的施工方法，包括下述步骤：

S1，测量放线

通过测量，定出混凝土基座、坡口线、水沟兼消能池的设计位置；

S2，边坡开挖

按测点范围对冲沟底的坡面进行开挖；

t1，开挖水沟兼消能池至设计深度，然后开挖上边坡及急流槽，上边坡坡率与前后段边坡坡率顺接圆顺，急流槽顺接至水沟兼消能池后；

t2，根据地质情况，从路面结构层底部的设计位置向下开挖至硬底，底部开挖面内倾，外侧坡面开挖成台阶，与底部开挖面组成台阶状支撑，台阶的平面内倾与底部开挖面平行，台阶宽度根据坡率确定；

t3，从混凝土基座底部的设计位置开挖至硬底，开挖宽度满足预制板保护壁和钢立柱安装，开挖完成后，再次测量定出混凝土基座外侧点位，作为压力注浆锚杆及仰斜式泄水管施工依据；

S3，压力注浆锚杆施工

在台阶状支撑和混凝土基座上施作钻孔，钻孔下倾，最下层一排钻孔从混凝土基座中部位置穿过，钻孔完成后将压力注浆锚杆送入孔中至设计位置，同时使压力注浆锚杆的顶端能够与钢立柱Ⅰ连接；

S4，仰斜式泄水管施工

在最下层台阶施作钻孔，钻孔上仰，钻孔间距按实际地层情况和地下水赋存情况确定，安装仰斜式泄水管，长度保证底端能超过混凝土基座测点位置之外，打孔段由台阶状支撑延伸至水沟兼消能池下方；

S5，泡沫轻质土施工

t1，按设计立模浇筑混凝土基座，在混凝土基座上按测点位置预留用于安装预制板保护壁的凹槽，竖向贯通混凝土基座预埋钢立柱Ⅰ，混凝土基座凝固后在钢立柱Ⅰ内侧安装钢立柱Ⅱ，将压力注浆锚杆的顶端固定在钢立柱Ⅰ上；

t2，将预制板保护壁的底部嵌入混凝土基座的凹槽内，并进行坐浆处理，待凝固后，通过拉杆连接钢立柱Ⅰ和预制板保护壁；

t3，在预制板保护壁上与仰斜式泄水管对应的位置凿孔，将仰斜式泄水管引出，管口伸出预制板保护壁外；

t4，分层浇筑泡沫轻质土，纵横向均分段施工，浇筑至底部开挖面；

S6，片石混凝土施工

t1，钢横梁布置在路面结构层以下开挖区域内，沿便道路面横向全宽布置，钢横梁内倾与底部开挖面平行，靠近外端的位置与钢立柱Ⅱ的顶端固定连接，浇筑混凝土前，对钢横梁靠近内端的位置进行支撑；

t2，分段、分层浇筑片石混凝土；

S7，排水系统施工

急流槽和水沟兼消能池采用混凝土浇筑。

步骤S5中，浇筑混凝土基座后预埋高强螺栓，钢立柱Ⅱ为工字钢，两端焊接钢板，底端通过高强螺栓固定在混凝土基座上；预制板保护壁由多块预制板拼接而成，上下层预制板竖缝错缝布置，采用砂浆勾缝；每块预制板上竖向设置有两组呈耳状的预埋筋，竖向相邻的两块预制板通过预埋筋和竖向连接筋连接，竖向连接筋的顶端勾住上方预埋筋，底端焊接在下方预埋筋上；钢立柱Ⅰ为角钢，开口朝向预制板保护壁，两侧与两根拉杆焊接，拉杆的外端勾住竖向连接筋；泡沫轻质土层顶部的设计位置以下预设距离设置镀锌铁丝网，水平铺设，当需要接长时，沿路线纵向搭接，横向不搭接；竖向变形缝贯通泡沫轻质土层、预制板保护壁及混凝土基座，采用泡沫夹板填塞。

步骤S6中，钢横梁为工字钢，位于开挖区域的中部，与钢立柱Ⅱ顶部的钢板焊接，钢立柱Ⅱ及钢横梁两侧均交错设置纵向连接筋Ⅱ。

步骤S7中，在急流槽的槽底设置单层钢筋网，内部设置消能坎，顶部设置盖板；水沟兼消能池的内挡板高于路面结构层作为挡水板；在混凝土基座外侧沿坡面铺砌混凝土硬化层。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的跨冲沟段傍山施工便道及其施工方法，泡沫轻质土减轻了便道结构重量，工字钢及混凝土整体结构合理，辅以压力注浆锚杆作为抗滑锚固件，便道稳定性高，混凝土急流槽、消能池及仰斜式泄水管实现了冲沟水路改造，山体开挖工程量小，降低了施工难度与安全风险，保护了生态环境，丰富了路基施工技术，具有极其广泛的推广价值。

附图说明

图1为跨冲沟段傍山施工便道的施工方法流程图；

图2为跨冲沟段傍山施工便道垂直于线路的截面图；

图3为图2的局部放大图；

图4为泡沫轻质土层平行于线路的截面图；

图5为预制板和钢立柱Ⅰ的连接示意图。

图中：1-混凝土基座、2-水沟兼消能池、3-急流槽、4-台阶状支撑、5-压力注浆锚杆、6-仰斜式泄水管、7-钢立柱Ⅰ、8-纵向连接筋Ⅰ、9-钢立柱Ⅱ、10-预制板、11-预埋筋、12-竖向连接筋、13-拉杆、14-泡沫轻质土层、15-镀锌铁丝网、16-钢横梁、17-路面结构层、18-纵向连接筋Ⅱ、19-片石混凝土层、20-消能坎、21-盖板、22-挡水板、23-混凝土硬化层、24-预制板保护壁、25-护栏、100-冲沟底。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例以某高速公路连接线为例，详细论述跨冲沟段傍山施工便道及其施工方法。

1、测量放线：

通过测量，定出混凝土基座1、坡口线、水沟兼消能池2等设计位置。

2、边坡开挖：

按测点范围对坡面进行开挖，并预留工作空间；

首先，开挖水沟兼消能池2至设计深度，然后开挖上边坡及急流槽3，上边坡坡率与前后段边坡坡率顺接圆顺，急流槽3顺接至水沟兼消能池2后，清理水沟兼消能池2内土体；

根据地质情况，从路面结构层底部的设计位置向下挖除1.0～2.0m，开挖至硬底，底部开挖面内倾2％，外侧坡面开挖成台阶，与底部开挖面组成台阶状支撑4，底部开挖面也即台阶状支撑4的最上层平面，台阶的平面内倾2％，台阶宽度根据坡率确定，尽量减少开挖量；从混凝土基座底部的设计位置开挖至硬底，开挖宽度以满足预制板保护壁24及钢立柱安装为宜，开挖完成后，再次测量定出混凝土基座1外侧点位，作为压力注浆锚杆5及仰斜式泄水管6施工依据。

3、压力注浆锚杆施工：

在台阶状支撑4和混凝土基座1上施作φ110钻孔，钻孔间距2×2m，钻孔下倾15°，孔底超钻20cm，钻孔采用无水钻进方式成孔，同时，用高压气清除孔壁岩屑，最下层一排钻孔从混凝土基座中部位置穿过，以增加混凝土基座1抗滑锚固力；

压力注浆锚杆5采用C32锚杆，设计荷载为125KN，锚杆长度根据地质情况、便道宽度等确定，钻孔完成后将C32锚杆缓慢送入孔中至设计位置，锚杆杆体按2m间距设置A10钢筋支架，锚杆尾部为20cm长的弯头，位置在钢立柱Ⅰ设计位置的外侧，与钢立柱Ⅰ7间预留纵向连接筋Ⅰ8位置；

安装锚杆时，如遇孔壁掉块，必须把锚杆取出，将钻孔中岩块清除后再下锚杆，保证锚杆的入孔深度；采用孔底注浆法注浆，注浆压力0.2～0.4Mpa；锚杆应按工作锚杆数量的3％进行拉拔试验。

4、仰斜式泄水管施工：

在最下层台阶施作φ110钻孔，钻孔仰角10°～15°，孔底超钻50cm，钻孔采用无水钻进方式成孔，钻孔间距按实际地层情况和地下水赋存情况确定；

仰斜式泄水管6采用φ100HDPE双壁打孔波纹管，打孔段管体采用两层渗水土工布包裹，顶端设置滤网封口，底端按混凝土基座1测点位置外伸不小于5cm。

5、泡沫轻质土施工：

混凝土基座1采用C30混凝土，按设计立模浇筑，在混凝土基座1上按测点位置预留6×6cm预制板安装凹槽，竖向贯通混凝土基座1预埋钢立柱Ⅰ7，钢立柱Ⅰ7采用75×75×6mm角钢，预埋高强螺栓；

钢立柱Ⅱ9采用I20b工字钢，两端均焊接2cm厚钢板，其中，底端通过高强螺栓固定在混凝土基座1上；

在C32压力注浆锚杆的弯头与角钢间设置规格为C32的纵向连接筋Ⅰ8，纵向连接筋Ⅰ8分别与锚杆及角钢焊接；

预制板保护壁24由多块90×30×4cm C25小石子砼预制板拼装而成，预制板10底部嵌入混凝土基座1的凹槽内，并进行坐浆处理；上下层预制板10竖缝错缝布置，采用M7.5砂浆勾缝；每块预制板10上竖向设置有两组呈耳状的预埋筋11，竖向相邻的两块预制板10通过预埋筋11和竖向连接筋12连接，竖向连接筋12的顶端勾住上方预埋筋，底端焊接在下方预埋筋上；钢立柱Ⅰ7开口朝向预制板保护壁24，两侧与两根拉杆13焊接，拉杆13的外端勾住竖向连接筋12；预埋筋11、竖向连接筋12和拉杆13的规格为A6；

在预制板10上与仰斜式泄水管6对应的位置凿孔，将仰斜式泄水管6引出，管口伸出预制板保护壁24外5cm；

分层浇筑泡沫轻质土，每层厚度应小于1m，泡沫轻质土的出料口要埋入泡沫轻质土中，纵横向均应分段施工，相邻区段顶面间的高差≤15cm；泡沫轻质土层14顶部向下50cm高度设置φ1mm@2×2cm镀锌铁丝网15，水平铺设，当需要接长时，沿路线纵向搭接30cm，横向不搭接；竖向变形缝贯通泡沫轻质土层14、预制板保护壁3及混凝土基座1，间距10m，缝宽2cm，采用泡沫夹板填塞。

6、工字钢层混凝土施工：

钢横梁16采用I20b工字钢，布置在路面结构层17以下开挖区域高度中部位置，沿便道路面横向全宽布置，钢横梁16内倾2％，钢立柱Ⅱ9的顶部通过2cm厚焊接钢板与钢横梁16焊接连接，浇筑混凝土前，钢横梁16靠水沟侧用钢筋三脚架进行支撑，工字钢架体按线路纵向1m间距设置，钢立柱Ⅱ9及钢横梁16两侧均交错设置规格为C32的纵向连接筋Ⅱ18，单侧间距1.2m；

工字钢架体安装完成后，分段、分层浇筑C20片石混凝土，构成片石混凝土层19，片石应人工摆放，不应碰撞工字钢、钢筋、角钢及预制板。

7、排水系统施工：

急流槽和水沟兼消能池采用C20混凝土浇筑；

急流槽3的槽底及壁厚10～20cm，槽底设置单层A10钢筋网，网格纵、横间距100cm×20cm，防止坡陡导致槽底纵向拉裂，急流槽3断面尺寸根据雨季排水需求设置，急流槽3内设置消能坎20，顶部设置盖板21，水沟兼消能池2的内挡板高于路面结构层17作为挡水板22；混凝土基座1外侧沿坡面铺砌5cm厚C15混凝土作为混凝土硬化层23，防止排水冲刷坡面。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种跨冲沟段傍山施工便道，沿着线路纵向设置，其特征在于，包括沿着冲沟底由上到下依次设置的急流槽、水沟兼消能池、台阶状支撑和混凝土基座；

所述水沟兼消能池的内挡板与急流槽的底部相接；

所述台阶状支撑位于消能池底部的外侧；

所述混凝土基座位于台阶状支撑底部的外侧，与台阶状支撑连接成台阶结构，混凝土基座上竖向固定有预制板保护壁、钢立柱Ⅰ和钢立柱Ⅱ；

多根钢立柱Ⅰ沿着线路纵向设置，位于预制板保护壁的内侧，通过拉杆与预制板保护壁固定连接；

多根钢立柱Ⅱ沿着线路纵向设置，位于钢立柱Ⅰ内侧；

所述水沟兼消能池的外挡板、台阶状支撑、混凝土基座和预制板保护壁围合成的空间中，台阶状支撑最上层平面以下为泡沫轻质土层，台阶状支撑最上层平面以上为片石混凝土层，片石混凝土层以上为路面结构层；

所述片石混凝土层中设置有与钢立柱Ⅱ固定连接的钢横梁；

多组压力注浆锚杆沿着线路纵向设置；

同一组中多根压力注浆锚杆竖向设置，向下倾斜穿过泡沫轻质土层、片石混凝土层、台阶状支撑，最下层压力注浆锚杆穿过混凝土基座中部位置，压力注浆锚杆的顶端与钢立柱Ⅰ固定连接；

多根仰斜式泄水管沿着线路纵向与压力注浆锚杆错位设置，向上倾斜穿过预制板保护壁、泡沫轻质土层、台阶状支撑，顶端位于水沟兼消能池下方，底端位于预制板保护壁外，打孔段由台阶状支撑延伸至水沟兼消能池下方，台阶状支撑以外的管体不打孔；

路面结构层、钢横梁和台阶状支撑的平面均向内倾斜且相互平行；

预制板保护壁由多块预制板拼接而成，每块预制板上竖向设置有两组呈耳状的预埋筋，竖向相邻的两块预制板通过预埋筋和竖向连接筋连接；

钢立柱Ⅰ为角钢，开口朝向预制板保护壁，两侧与两根拉杆固定，拉杆与连接筋固定；

压力注浆锚杆的顶端为向上弯曲的弯头，与钢立柱Ⅰ通过纵向连接筋Ⅰ焊接；

钢立柱Ⅱ和钢横梁的两侧均设置有纵向连接筋Ⅱ；

泡沫轻质土层中水平铺设镀锌铁丝网，沿路线纵向搭接，横向不搭接；

急流槽内设置消能坎，顶部设置盖板，水沟兼消能池的内挡板高于路面结构层作为挡水板，路面结构层上设置有护栏；

混凝土基座外侧沿坡面设置有混凝土硬化层；

仰斜式泄水管采用波纹管，打孔段采用两层渗水土工布包裹，顶端设置滤网封口。

2.一种权利要求1所述跨冲沟段傍山施工便道的施工方法，其特征在于，包括下述步骤：

S1，测量放线

通过测量，定出混凝土基座、坡口线、水沟兼消能池的设计位置；

S2，边坡开挖

按测点范围对冲沟底的坡面进行开挖；

t1，开挖水沟兼消能池至设计深度，然后开挖上边坡及急流槽，急流槽顺接至水沟兼消能池后；

t2，根据地质情况，从路面结构层底部的设计位置向下开挖至硬底，底部开挖面内倾，外侧坡面开挖成台阶，与底部开挖面组成台阶状支撑，台阶的平面内倾与底部开挖面平行，台阶宽度根据坡率确定；

t3，从混凝土基座底部的设计位置开挖至硬底，开挖宽度满足预制板保护壁和钢立柱安装，开挖完成后，再次测量定出混凝土基座外侧点位，作为压力注浆锚杆及仰斜式泄水管施工依据；

S3，压力注浆锚杆施工

在台阶状支撑和混凝土基座上施作钻孔，钻孔下倾，最下层一排钻孔从混凝土基座中部位置穿过，钻孔完成后将压力注浆锚杆送入孔中至设计位置，同时使压力注浆锚杆的顶端能够与钢立柱Ⅰ连接；

S4，仰斜式泄水管施工

在最下层台阶施作钻孔，钻孔上仰，钻孔间距按实际地层情况和地下水赋存情况确定，安装仰斜式泄水管，长度保证底端能超过混凝土基座测点位置之外，打孔段由台阶状支撑延伸至水沟兼消能池下方；

S5，泡沫轻质土施工

t1，按设计立模浇筑混凝土基座，在混凝土基座上按测点位置预留用于安装预制板保护壁的凹槽，竖向贯通混凝土基座预埋钢立柱Ⅰ，混凝土基座凝固后在钢立柱Ⅰ内侧安装钢立柱Ⅱ，将压力注浆锚杆的顶端固定在钢立柱Ⅰ上；

t2，将预制板保护壁的底部嵌入混凝土基座的凹槽内，并进行坐浆处理，待凝固后，通过拉杆连接钢立柱Ⅰ和预制板保护壁；

t3，在预制板保护壁上与仰斜式泄水管对应的位置凿孔，将仰斜式泄水管引出，管口伸出预制板保护壁外；

t4，分层浇筑泡沫轻质土，纵横向均分段施工，浇筑至底部开挖面；

S6，片石混凝土施工

t1，钢横梁布置在路面结构层以下开挖区域内，沿便道路面横向全宽布置，钢横梁内倾与底部开挖面平行，靠近外端的位置与钢立柱Ⅱ的顶端固定连接，浇筑混凝土前，对钢横梁靠近内端的位置进行支撑；

t2，分段、分层浇筑片石混凝土；

S7，排水系统施工

急流槽和水沟兼消能池采用混凝土浇筑。

3.根据权利要求2所述的施工方法，其特征在于，步骤S5中，浇筑混凝土基座后预埋高强螺栓，钢立柱Ⅱ为工字钢，两端焊接钢板，底端通过高强螺栓固定在混凝土基座上；

预制板保护壁由多块预制板拼接而成，上下层预制板竖缝错缝布置，采用砂浆勾缝；

每块预制板上竖向设置有两组呈耳状的预埋筋，竖向相邻的两块预制板通过预埋筋和竖向连接筋连接，竖向连接筋的顶端勾住上方预埋筋，底端焊接在下方预埋筋上；

钢立柱Ⅰ为角钢，开口朝向预制板保护壁，两侧与两根拉杆焊接，拉杆的外端勾住竖向连接筋；

泡沫轻质土层顶部的设计位置以下预设距离设置镀锌铁丝网，水平铺设，当需要接长时，沿路线纵向搭接，横向不搭接；

竖向变形缝贯通泡沫轻质土层、预制板保护壁及混凝土基座，采用泡沫夹板填塞；

步骤S6中，钢横梁为工字钢，位于开挖区域的中部，与钢立柱Ⅱ顶部的钢板焊接，钢立柱Ⅱ及钢横梁两侧均交错设置纵向连接筋Ⅱ。

4.根据权利要求3所述的施工方法，其特征在于，步骤S7中，在急流槽的槽底设置单层钢筋网，内部设置消能坎，顶部设置盖板；

水沟兼消能池的内挡板高于路面结构层作为挡水板；

在混凝土基座外侧沿坡面铺砌混凝土硬化层。

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