既有通车高速旁高路堑开挖防护措施设置

黄胜明

（广州市公路工程公司，广东广州 510075）

既有通车高速旁高路堑开挖防护措施设置

黄胜明

（广州市公路工程公司，广东广州 510075）

以北兴互通B匝道改造工程既有高速旁高路堑施工防护措施设置为例，土方及机械破碎岩石开挖采用“预留隔墙，分区逐层”的方式，每层3～4m；石方静态爆破采用“由外而内，分排逐层”的方式，每排0.5～2m，每层约3m；边坡开挖依照边坡高度及现场情况设置4种防护措施，安全、有效地进行既有行车高速旁的高路堑开挖施工。

公路；高路堑开挖；既有行车高速公路；防护措施

1　工程概况

北兴互通B匝道改造工程位于广州市花都区北兴镇北侧，是京港澳（北京—香港—澳门）高速公路、机场高速公路北延线、街北（从化街口—花都北兴）高速公路之间实现交通转换的互通枢纽，改造工程总长2.6km。改造后B匝道于K2129+047处与京港澳高速公路分离。其与京港澳高速公路的并行段为改造工程起点（JZK2126+865.207）—BK1 +700，长2189.545m。

该工程高路堑开挖全部分布在并线段，共5段，总长700m，开挖相对高度23～51m，开挖面距行车道最近距离为6m，其中土方6.6万m3、软石4.6 万m3、坚石6.4万m3。

该改造工程开挖边坡临近京港澳高速公路，坡面较陡，边坡开挖最大高度为50.2m，施工时必须保证京港澳高速公路的行车安全及正常营运，施工工艺及防护措施成为其顺利实施的关键。

2　施工安全防护设置

为保证高边坡土石方开挖施工安全，防止落石、滚石，在施工工艺选择方面，土方及机械破碎岩石采用“预留隔墙，分区逐层”的方法，每层3～4m；石方静态爆破采用“由外而内，分排逐层”的方式，每排0.5～2m，每层约3m。由于土石方开挖高度较大，依照边坡高度及现场情况设置以下防护措施（见图1）：1）土方开挖坡面采用密目安全网防护；2）土方开挖平台采用槽钢柔性防护网防护；3）石方开挖坡面采用双层靠壁式排架挂网防护，适用于二、三级石方坡面；4）路侧采用钢管柱排架防护。

图1　边坡开挖设置的防护措施

2.1土方开挖坡面密目安全网防护

为防止土方及软石开挖过程中滚石经坡面弹射而产生飞石，在土方及软石开挖时，在坡面设置绿密目网防护，采用绿密目安全网满铺整个开挖坡面。设置方式：每隔6m设置竖向φ10mm尼龙绳作为铺设安全网的支撑，坡顶用φ48mm钢管打入50 cm，高出坡顶线50cm固定，坡脚绑扎在平台竖向槽钢上。纵向5m高设置1道φ10mm尼龙绳连接加固。挂网期间注意尼龙绳与安全网的连接，保证安全网牢固（见图2）。

2.2土方开挖平台槽钢柔性防护网防护

在边坡平台上设置槽钢柔性防护网作为土方开挖的第二道防线。土方边坡平台处采用3m长［14槽钢上挂柔性防护网（钢丝网+密目网），设置在边坡平台外边缘线内1.5m处，间距为3m。槽钢采用人工挖孔浇筑砼的方式埋入约0.6m深，露出地面部分高为2.4m，在距边坡平台垂直高度50及190cm处采用［14槽钢设置2道横向连接。为保证结构在土石方冲击下的稳定性，根据平台宽度及地质情况采用［14槽钢作斜向支撑（见图3）。

图2　土方开挖坡面密目安全网防护示意图（单位：cm）

图3　土方开挖平台槽钢柔性防护网防护示意图（单位：cm）

2.3石方开挖坡面双层靠壁式排架挂网防护

鉴于边坡石方开挖高度较大，开挖山体临空面为既有坡面，此处爆破开挖产生落石的可能性较大，当石方开挖高度大于10m时要求设置防护措施。该防护措施在整个施工过程中起的作用最大，是滚石下落的第一道防线，采取刚性支护即双层靠壁式钢管排架挂网防护（见图4）。

图4　石方开挖坡面双层靠壁式排架挂网防护示意图（单位：cm）

双层靠壁式钢管排架设置方式：二级及二级以上坡面设置双层靠壁式钢管排架。排架由φ48mm钢管以3m间距（竖向钢管间设置1根φ4mm钢丝绳）沿边坡搭设，排架搭设高度为超出平台1m。竖向钢管设置2层，层间水平间距1.2m，内层间距边坡30cm，由φ48mm钢管以2.5m间距（外层竖向钢管间设置1道φ4mm钢丝绳加密）沿边坡搭设，钢管底根据现场地质情况打入平台地面以下20 ～50cm，钢管顶超出平台1m。首层纵向通长钢管设置在边坡平台以上垂直间距1m处，以上各层通长钢管按照垂直间距1.5m设置，满铺一级边坡排架需设置6道（内外共12道）纵向通长钢管。横向连接钢管设置于竖向钢管与纵向通长钢管搭接处，连接钢管垂直于既有坡面插入约20cm，钢管间用扣件连接。坡面锚固设置1根φ22、L=2m的砂浆锚杆，设置于边坡平台垂直往上4及7m安装横向连接钢管的位置，纵向每隔5m布置1道，锚杆与钢管排架采用连接筋焊在一起形成整体。纵向通长钢管上搭设双层竹排作为防坠落平台，并在外层排架底设置1m高竹排，防止石头落入下一级边坡。排架外侧用铁丝网+绿密目安全网双层防护整体覆盖。排架将开挖高度内的山体边坡全部覆盖，边开挖边降低。

2.4路侧钢管柱排架防护

除设置边坡坡面安全防护和边坡平台安全防护措施外，为以防万一，在高边坡开挖路段预制防撞栏内侧设置钢管柱防护。

钢管柱排架采用φ480mm钢管作为主要防撞受力结构，钢管柱底采用150cm×100cm×100cm钢筋砼预制块基础，钢管柱长5m（插入基础50 cm，外露450cm），间距3m，从基础顶往上50cm设置首层纵向［14通长槽钢，其后每隔1m设置1道，共5道，在［14槽钢外侧及砼基础之间满铺竹夹板作为挡板。为保证钢管柱防撞墙在土石方冲击力作用下的稳定性，在第一级平台靠近第二级边坡坡脚处人工挖孔约50cm埋入φ25钢筋后浇筑砼固定，然后采用钢丝绳将钢管与预埋钢筋连接固定，防止排架在滚石的冲击下倒塌（见图5）。

3　防护措施安全试验

为保证路基土石方开挖安全防护措施达到预期效果，进行以下施工试验：1）通过人工滚石测试防护排架的安全性。2）通过试验段施工确定土方开挖预留隔墙厚度和分层开挖高度。3）采用挖掘机由外而内进行砌石防护拆除，测试是否安全；测试从机械斗旁遗漏的碎石滚落是否在安全防护设施的承受范围内。4）进行凿岩机破碎松石试验，测试凿岩机施工过程中是否会产生飞石；测验在油炮机炮头处加防护盖是否能有效防止石头飞溅。5）进行静态爆破石方开挖试验，检验爆破参数设计是否合理；检验临边静态爆破开挖是否会产生大块滚石。

根据试验结果，通过采取上述防护措施，该项目施工过程中发生的滚石、飞石都得到阻挡，高路堑开挖施工期间未发生一起安全责任事故，临近的行车高速公路也未发生过任何高处坠石事件，证明该工程的安全防护措施稳定而有效。

图5　钢管柱排架防护示意图（单位：cm）

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［5］ 芦巍.临近高速公路桥梁深基坑开挖防护方案探讨［J］.甘肃科技纵横，2011（2）.

［6］ 王琛，边世斌，赵军.公路路堑高边坡综合防护方案优选方法［J］.筑路机械与施工机械化，2007（5）.

U418.5

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2016-04-20