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高速公路改扩建路基高边坡落石被动防护网安全防护技术
刘伯权
中交三航局交通工程建设分公司 上海市 200940
摘要：本文以昌樟高速公路改扩建项目K54+720～K55+260段左侧深挖方路基高边坡落石被动拦石网施工为例，阐述了高速公路改扩建工程深路堑土石方开挖施工时高边坡被动防护网的施工技术，为类似工程的施工提供实践经验。
关键词：高速公路改扩建;边坡落石;被动防护网;安全防护
一、工程概况
1.1 设计概况
南昌至樟树公路改扩建项目路线起于昌西南枢纽K16+000，终于昌傅镇的樟树枢纽K101+645.310，改扩建路线全长85.656公里。其中K39+900～K57+100段 A1标扩建路基采用两侧整体加宽八车道路基标准横断面，即原老路基两侧整体加宽，每侧加宽路基7.5m，扩建后的八车道路基宽42.0m，具体为：2×0.75m土路肩+ 2×3.0m硬路肩（含2×0.5m路缘带）+8×3.75m行车道+4.5m中间带（2×0.75m路缘带+3.0m中央分隔带）。
主要工程为填方路基和挖方路基土石方施工，填方路基共9.7公里长，挖方路基共7.2公里长;其中：K51+700～K51+900右侧、K51+800～K52+100左侧及K54+800～K55+250 左侧为深挖方路基。根据设计图，深挖方路基土石方施工作业面距既有高速公路路肩最小距离为2.5m，深路堑土石方开挖易造成落石坠入既有高速公路内，导致既有高速公路交通中断及交通事故。
1.2 工程地质及水文地质条件
地形地貌：沿线深挖方路基位于构造剥蚀丘陵地貌单元，山坡植被发育，主要为乔木夹少量灌木，地面标高65.1～106.7m之间，地形上左高右低，最大相对高差41.6m，设计路面标高70.7～72.4m。
地质构造：根据区域地质资料及野外调查资料，该路段无断裂通过，新构造运动不活跃，属于地震烈度6度区。
地层岩性：表层为第四系残坡积角砾夹粉质粘土，厚度约26.8m;其下为第三系临江组强风化泥岩、中风化泥质粉砂岩。
水文地质：地下水类型主要为第四系孔隙潜水，接受大气降水补给，埋藏较深，钻孔未见地下水。
2 高边坡落石被动防护网安全防护措施
为保证改扩建施工期间社会车辆通行安全，深挖方路基开挖前应在既有高速公路土路肩外侧及边坡平台上分别设置设临时高边坡落石被动防护网的安全防护设施，待边坡开挖完后移除，同时加强边坡的稳定监测。
2.1一级坡脚的防护
考虑到高边坡落石坠入边坡坡脚冲击力较大，在老路土路肩内侧靠近硬路肩处设置高3.5m的20A型工字钢立柱，立柱埋深1.5m，纵向间距为2.0m，在立柱之间用彩钢瓦进行围挡。在老路碎落台靠近边沟侧设置一道4.5m高的20A型工字钢立柱，立柱埋深1.5m，纵向间距为2.0m，工字钢立柱距地面1.5m高和硬路肩处工字钢立柱地面之间，采用Φ48×3.5mm钢管进行斜支撑，立柱上铺挂10cm×10cm钢丝防护网。同时，考虑到深路堑开挖时，雨时土石方形成泥石流会流入高速公路边沟，造成既有高速公路边沟填满堵塞，引起泥石流冲入既有高速公路车道到内，可能导致交通事故，因此在原高速公路边沟顶面加盖1.5m*1m钢板进行临时遮盖。
2.2二级以上边坡平台的防护
考虑到高边坡平台工字钢立柱安装比较困难，因此将在老路边坡每级平台距平台外边缘50cm处上设置高4.5m的Φ50*3.0mm钢管立柱，立柱埋深1.5m，纵向间距为2.0m，立柱距地面1.5m高与边坡坡脚处采用Φ16拉锚绳进行拉锚，立柱外侧（靠路基侧）采用彩钢瓦进行围挡，内侧（靠边坡侧）铺挂10cm×10cm钢丝防护网。同时考虑到边坡落石被动防护网的拆除更方便、快捷，立柱基础施工时先预埋Φ65*3.5mm钢管作为Φ50*3.0mm钢管立柱的套管，钢管长2.0m，埋深1.5m，外露基础0.5m;立柱安装时，直接将Φ50*3.0mm钢管插入预埋Φ65*3.5mm钢套管内。
2.3 施工注意事项
（1）优先施工一级坡脚处的被动防护网，施工时，先临时封闭高速公路应急车道;并在应急车道及行车道之间采用水马、路锥、安全警示牌进行交通维护布控，要求在施工区域前后方向100米范围内用安全锥进行布控，并严格按照高速公路交警及路政大队要求布控安全锥、水马、减速等警示牌。
（2）结合实际地形对钢柱和锚杆基础进行测量定位，钢立柱加工好后，运至施工现场，并按设计间距沿防护区域提前摆放，方便加快立柱的安装速度，以减少高速公路占道时间，影响高速公路的正常通行。
（3）一级坡脚碎落台处防护网安装完成后，在每根立柱粘贴红白相间反光膜，以起到高速公路交通警示作用。
（4）被动防护网施工，须遵循自下而上的原则，防护段落全部施工完成后，方可进行深路堑土石方开挖作业。
（5）深路堑土石方开挖应开挖一级，支护、防护一级，以避免由于边坡开挖后暴露时间过长引起崩塌破坏，造成安全事故。
（6）老路边坡开挖采用分层开挖，自上而下逐层进行，预留保护层暂不开挖，保护层厚度为2m。横向采取全断面分层开挖形式，分层开挖的高度控制在2～3m，每开挖完一层后，再施工拆除第一层防护边坡。老路边坡防护和保护层的开挖按外向里开挖的方式，以尽可能的避免开挖土石方坠入既有高速公路行车道内。
2.4老路边坡变形及稳定性监测
（1）路基开挖过程中，应及时进行坡面、坡顶观测，根据监测数据判断边坡是否稳定，发现问题后应及时采取措施加以解决，确保施工安全。
（2）观测桩测量应采用光电测距仪和高精度水平仪进行，测量结果应满足表列要求。
调查
范围
调查内容
基本要求
坡顶地面调查
边坡开挖过程中应对坡顶外大于50米范围内进行定期调绘，主要调查地表土体有无裂缝，有裂缝发生时应记录裂缝产生时间、深度、连通性、充水状况等的发展变化情况。
要及时排除裂缝中的水并封堵裂缝，防止地表水下渗，并根据实际情况研究边坡的稳定性。
边坡坡面调查
边坡开挖过程中应记录开挖断面的地质剖面，观测坡面岩层产状，节理发育状况及地下水出露情况，若遇有结构面组合不利于边坡稳定，地下水涌出等情况应及时现场讨论研究边坡稳定性。
每段边坡中均应观测，每50～100米设一个观测点，特殊位置应加密观测点并取样试验。
观测桩测量
利用已有固定点对各段边坡平台中设置的观测桩进行位移、高程的测量、以了解边坡变形的发展。设置时可先两级边坡设置一个观测桩，发现变形连续增加后立即加密至图示观测点数或视具体情况再加密。
观测精度均应达到±20√L mm（L为光电测距仪所测距离），所利用的固定点应稳定。观测到变形连续增加且速率加大时应认真研究边坡稳定性。
3 结语
通过本工程实例——昌樟高速公路改扩建项目K54+720～K55+260左侧等其他路基段落的高边坡落石被动防护网安全防护及深路堑土石方施工，掌握了高速公路改扩建路基高边坡被动防护网安全防护技术及深挖方路基施工技术，解决了高边坡危石的安全防护问题。昌樟高速公路改扩建路基从2012年12月开始施工，于2013年10月结束，整个施工期间，落石被动防护网对高边坡危石的防护发挥了重要作用，保证了改扩建施工期间社会车辆通行安全。
刘伯权
中交三航局交通工程建设分公司 上海市 200940
摘要：本文以昌樟高速公路改扩建项目K54+720～K55+260段左侧深挖方路基高边坡落石被动拦石网施工为例，阐述了高速公路改扩建工程深路堑土石方开挖施工时高边坡被动防护网的施工技术，为类似工程的施工提供实践经验。
关键词：高速公路改扩建;边坡落石;被动防护网;安全防护
一、工程概况
1.1 设计概况
南昌至樟树公路改扩建项目路线起于昌西南枢纽K16+000，终于昌傅镇的樟树枢纽K101+645.310，改扩建路线全长85.656公里。其中K39+900～K57+100段 A1标扩建路基采用两侧整体加宽八车道路基标准横断面，即原老路基两侧整体加宽，每侧加宽路基7.5m，扩建后的八车道路基宽42.0m，具体为：2×0.75m土路肩+ 2×3.0m硬路肩（含2×0.5m路缘带）+8×3.75m行车道+4.5m中间带（2×0.75m路缘带+3.0m中央分隔带）。
主要工程为填方路基和挖方路基土石方施工，填方路基共9.7公里长，挖方路基共7.2公里长;其中：K51+700～K51+900右侧、K51+800～K52+100左侧及K54+800～K55+250 左侧为深挖方路基。根据设计图，深挖方路基土石方施工作业面距既有高速公路路肩最小距离为2.5m，深路堑土石方开挖易造成落石坠入既有高速公路内，导致既有高速公路交通中断及交通事故。
1.2 工程地质及水文地质条件
地形地貌：沿线深挖方路基位于构造剥蚀丘陵地貌单元，山坡植被发育，主要为乔木夹少量灌木，地面标高65.1～106.7m之间，地形上左高右低，最大相对高差41.6m，设计路面标高70.7～72.4m。
地质构造：根据区域地质资料及野外调查资料，该路段无断裂通过，新构造运动不活跃，属于地震烈度6度区。
地层岩性：表层为第四系残坡积角砾夹粉质粘土，厚度约26.8m;其下为第三系临江组强风化泥岩、中风化泥质粉砂岩。
水文地质：地下水类型主要为第四系孔隙潜水，接受大气降水补给，埋藏较深，钻孔未见地下水。
2 高边坡落石被动防护网安全防护措施
为保证改扩建施工期间社会车辆通行安全，深挖方路基开挖前应在既有高速公路土路肩外侧及边坡平台上分别设置设临时高边坡落石被动防护网的安全防护设施，待边坡开挖完后移除，同时加强边坡的稳定监测。
2.1一级坡脚的防护
考虑到高边坡落石坠入边坡坡脚冲击力较大，在老路土路肩内侧靠近硬路肩处设置高3.5m的20A型工字钢立柱，立柱埋深1.5m，纵向间距为2.0m，在立柱之间用彩钢瓦进行围挡。在老路碎落台靠近边沟侧设置一道4.5m高的20A型工字钢立柱，立柱埋深1.5m，纵向间距为2.0m，工字钢立柱距地面1.5m高和硬路肩处工字钢立柱地面之间，采用Φ48×3.5mm钢管进行斜支撑，立柱上铺挂10cm×10cm钢丝防护网。同时，考虑到深路堑开挖时，雨时土石方形成泥石流会流入高速公路边沟，造成既有高速公路边沟填满堵塞，引起泥石流冲入既有高速公路车道到内，可能导致交通事故，因此在原高速公路边沟顶面加盖1.5m*1m钢板进行临时遮盖。
2.2二级以上边坡平台的防护
考虑到高边坡平台工字钢立柱安装比较困难，因此将在老路边坡每级平台距平台外边缘50cm处上设置高4.5m的Φ50*3.0mm钢管立柱，立柱埋深1.5m，纵向间距为2.0m，立柱距地面1.5m高与边坡坡脚处采用Φ16拉锚绳进行拉锚，立柱外侧（靠路基侧）采用彩钢瓦进行围挡，内侧（靠边坡侧）铺挂10cm×10cm钢丝防护网。同时考虑到边坡落石被动防护网的拆除更方便、快捷，立柱基础施工时先预埋Φ65*3.5mm钢管作为Φ50*3.0mm钢管立柱的套管，钢管长2.0m，埋深1.5m，外露基础0.5m;立柱安装时，直接将Φ50*3.0mm钢管插入预埋Φ65*3.5mm钢套管内。
2.3 施工注意事项
（1）优先施工一级坡脚处的被动防护网，施工时，先临时封闭高速公路应急车道;并在应急车道及行车道之间采用水马、路锥、安全警示牌进行交通维护布控，要求在施工区域前后方向100米范围内用安全锥进行布控，并严格按照高速公路交警及路政大队要求布控安全锥、水马、减速等警示牌。
（2）结合实际地形对钢柱和锚杆基础进行测量定位，钢立柱加工好后，运至施工现场，并按设计间距沿防护区域提前摆放，方便加快立柱的安装速度，以减少高速公路占道时间，影响高速公路的正常通行。
（3）一级坡脚碎落台处防护网安装完成后，在每根立柱粘贴红白相间反光膜，以起到高速公路交通警示作用。
（4）被动防护网施工，须遵循自下而上的原则，防护段落全部施工完成后，方可进行深路堑土石方开挖作业。
（5）深路堑土石方开挖应开挖一级，支护、防护一级，以避免由于边坡开挖后暴露时间过长引起崩塌破坏，造成安全事故。
（6）老路边坡开挖采用分层开挖，自上而下逐层进行，预留保护层暂不开挖，保护层厚度为2m。横向采取全断面分层开挖形式，分层开挖的高度控制在2～3m，每开挖完一层后，再施工拆除第一层防护边坡。老路边坡防护和保护层的开挖按外向里开挖的方式，以尽可能的避免开挖土石方坠入既有高速公路行车道内。
2.4老路边坡变形及稳定性监测
（1）路基开挖过程中，应及时进行坡面、坡顶观测，根据监测数据判断边坡是否稳定，发现问题后应及时采取措施加以解决，确保施工安全。
（2）观测桩测量应采用光电测距仪和高精度水平仪进行，测量结果应满足表列要求。
调查
范围
调查内容
基本要求
坡顶地面调查
边坡开挖过程中应对坡顶外大于50米范围内进行定期调绘，主要调查地表土体有无裂缝，有裂缝发生时应记录裂缝产生时间、深度、连通性、充水状况等的发展变化情况。
要及时排除裂缝中的水并封堵裂缝，防止地表水下渗，并根据实际情况研究边坡的稳定性。
边坡坡面调查
边坡开挖过程中应记录开挖断面的地质剖面，观测坡面岩层产状，节理发育状况及地下水出露情况，若遇有结构面组合不利于边坡稳定，地下水涌出等情况应及时现场讨论研究边坡稳定性。
每段边坡中均应观测，每50～100米设一个观测点，特殊位置应加密观测点并取样试验。
观测桩测量
利用已有固定点对各段边坡平台中设置的观测桩进行位移、高程的测量、以了解边坡变形的发展。设置时可先两级边坡设置一个观测桩，发现变形连续增加后立即加密至图示观测点数或视具体情况再加密。
观测精度均应达到±20√L mm（L为光电测距仪所测距离），所利用的固定点应稳定。观测到变形连续增加且速率加大时应认真研究边坡稳定性。
3 结语
通过本工程实例——昌樟高速公路改扩建项目K54+720～K55+260左侧等其他路基段落的高边坡落石被动防护网安全防护及深路堑土石方施工，掌握了高速公路改扩建路基高边坡被动防护网安全防护技术及深挖方路基施工技术，解决了高边坡危石的安全防护问题。昌樟高速公路改扩建路基从2012年12月开始施工，于2013年10月结束，整个施工期间，落石被动防护网对高边坡危石的防护发挥了重要作用，保证了改扩建施工期间社会车辆通行安全。