較軟巖地段路塹高邊坡施工安全技術(shù)應(yīng)用研究

摘 "要：高邊坡施工安全是項(xiàng)目管理中一項(xiàng)十分重要的工作，以西南區(qū)域某市政工程為背景，以技術(shù)價(jià)值創(chuàng)造服務(wù)安全生產(chǎn)為總體思路，在高邊坡設(shè)計(jì)優(yōu)化、高邊坡開挖設(shè)備選型、防護(hù)工程安全管理3方面采取有效措施，形成可復(fù)制的高邊坡施工管理經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)高邊坡施工全過程安全、質(zhì)量、進(jìn)度均受控的目標(biāo)，為同類型高邊坡工程施工提供借鑒。

關(guān)鍵詞：高邊坡；安全管理；設(shè)計(jì)優(yōu)化；機(jī)械破碎；邊坡防護(hù)

中圖分類號(hào)：U416.14 " " "文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A " " " " "文章編號(hào)：2095-2945（2024）20-0177-04

Abstract： The construction safety of high slope is a very important work in project management. Taking a municipal project in southwest China as the background， taking the creation of technical value to serve safe production as the overall idea， effective measures are taken to form replicable construction management experience of high slope through three aspects： design optimization of high slope， selection of excavation equipment and safety management of protective engineering. To achieve the goal of controlling the safety， quality and progress of the whole process of high slope construction， so as to provide reference for the construction of the same type of high slope engineering.

Keywords： high slope; safety management; design optimization; mechanical crushing; slope protection

《“十四五”現(xiàn)代綜合交通運(yùn)輸體系發(fā)展規(guī)劃》出，優(yōu)化綜合立體交通網(wǎng)絡(luò)，加快推進(jìn)并行線、聯(lián)絡(luò)線以及待貫通路段建設(shè)。加快普通國(guó)省道低等級(jí)路段提質(zhì)升級(jí)，將西部地區(qū)普通國(guó)道二級(jí)及以上公路比重提高到70%。該類項(xiàng)目將涉及較多山嶺重丘區(qū)域、不良地質(zhì)構(gòu)造，施工風(fēng)險(xiǎn)高、難度大。而在山嶺區(qū)域路塹邊坡施工安全管理也為施工安全管理的重點(diǎn)，其中坍塌、高處墜落、爆破3類風(fēng)險(xiǎn)為管理的重中之重，本文以較軟巖地段路塹高邊坡施工為例，通過安全技術(shù)的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)全過程安全生產(chǎn)目標(biāo)。

1 "工程概況

迎賓大道道路提升改造項(xiàng)目位于四川省南充市儀隴縣，道路總長(zhǎng)5.93 km，寬度58 m，其中K3+100—K3+700段深挖路段落挖方數(shù)量約140萬m3，該段落挖方主要為砂巖、泥巖，巖石單軸天然抗壓強(qiáng)度為5～37.3 MPa，場(chǎng)地內(nèi)巖層產(chǎn)狀呈近水平狀。采用逐級(jí)放坡開挖，錨桿框架梁支護(hù)。

2 "設(shè)計(jì)方案優(yōu)化

K3+100—K3+700段邊坡原設(shè)計(jì)最大高度約57 m，為7級(jí)邊坡；經(jīng)原地貌復(fù)核，地形存在差異，實(shí)測(cè)最大高差為77 m，若采取原設(shè)計(jì)方案放坡將成為11級(jí)坡，面臨土石方工程數(shù)量增加、邊坡安全風(fēng)險(xiǎn)增大、用地紅線不足等問題。通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)地形、地質(zhì)進(jìn)一步摸排，考慮在不改變?cè)O(shè)計(jì)錨桿框架梁支護(hù)形式的前提下，通過調(diào)整邊坡坡率、平臺(tái)寬度的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)方案優(yōu)化。

原設(shè)計(jì)方案，邊坡坡率為第一級(jí)1∶1，第二、三級(jí)1∶1.25，第四、五級(jí)1∶1.5，第六級(jí)1∶1.75，第七級(jí)及以上1∶2，每級(jí)邊坡高度8 m，級(jí)間設(shè)置2 m平臺(tái)。需挖設(shè)10級(jí)邊坡，最大開挖深度77 m，所需紅線寬度334 m。

優(yōu)化后方案：將高邊坡框架梁分為3個(gè)單元，每級(jí)邊坡高度8 m，每三級(jí)為一個(gè)單元，單元間設(shè)置8 m平臺(tái)，其余平臺(tái)寬度為2 m。第一單元各級(jí)坡率均為1∶1，第二、三單元坡率從下至上為第一、二級(jí)為1∶1，第三級(jí)為1：1.25（其中）。需挖設(shè)9級(jí)邊坡，最大開挖深度75 m，所需紅線寬度268 m。

方案優(yōu)化后，縮小了紅線寬度避免了紅線補(bǔ)征地問題，減少了土石方開挖數(shù)量，節(jié)約了工程造價(jià)，同時(shí)高邊坡單元平臺(tái)由2 m擴(kuò)大至8 m，單元平臺(tái)在施工中同時(shí)兼作小型設(shè)備運(yùn)輸通道及施工平臺(tái)，在保證邊坡施工安全的同時(shí)，極大程度提升了施工效率，如圖1所示。

3 "開挖方式選定

該項(xiàng)目為市政道路拓寬項(xiàng)目，且道路沿線涉及較多居民區(qū)，施工期間無法中段交通，且甲方不支持采用爆破施工，考慮施工安全因素，對(duì)路基石方采取機(jī)械破碎開挖方式進(jìn)行，根據(jù)巖石強(qiáng)度及破碎程度，分別采用大型挖掘機(jī)、挖掘機(jī)巖石臂、挖掘機(jī)改潛孔鉆+挖掘機(jī)巖石臂3種方式進(jìn)行機(jī)械開挖。各類巖石強(qiáng)度設(shè)備組合情況如下。

強(qiáng)度在5 MPa范圍內(nèi)的巖石，配置40 t、50 t巖石臂進(jìn)行機(jī)械破碎，在該強(qiáng)度范圍內(nèi)的巖石破碎中，40 t巖石臂破碎效率約為80 t巖石臂的1/2，多臺(tái)設(shè)備可多點(diǎn)同步作業(yè)，可提高石方破碎運(yùn)輸效率。

強(qiáng)度在5～15 MPa范圍內(nèi)的巖石，配置60 t巖石臂或80 t挖掘機(jī)進(jìn)行機(jī)械破碎，其中80 t挖掘機(jī)破碎成本較高，可在石方機(jī)械破碎后期進(jìn)場(chǎng)，以石方解小作業(yè)為主，配合石方裝運(yùn)，合理調(diào)配工序，保證其使用效率。

強(qiáng)度在15～25 MPa范圍內(nèi)的巖石，配置80 t巖石臂進(jìn)行破碎，在該強(qiáng)度范圍內(nèi)其破碎功效仍可保持在100m3/h以上，且性能穩(wěn)定，在通過該類巖層后可繼續(xù)破碎其余低強(qiáng)度巖石。

強(qiáng)度在25 MPa以上的巖石，配置挖掘機(jī)改潛孔鉆+50 t巖石臂作業(yè)，該配置在40 MPa以內(nèi)巖層適用，但功效較低，需合理組織，通常情況采取挖掘機(jī)改潛孔鉆不間斷作業(yè)，巖石臂僅在日間施工，以降低窩工造成成本增加的情況。

4 "邊坡防護(hù)設(shè)備更新

該項(xiàng)目為路塹邊坡防護(hù)形式多為錨桿框架梁，需要使用錨桿總長(zhǎng)度約16萬m（單根錨桿長(zhǎng)度14 m），需鉆設(shè)約11 000個(gè)錨孔，高邊坡錨桿工程量大，施工風(fēng)險(xiǎn)高，結(jié)合高邊坡施工“開挖一級(jí)、防護(hù)一級(jí)”的要求，錨桿框架梁施工進(jìn)度為路基土石方工程中的關(guān)鍵工序。項(xiàng)目高邊坡錨桿鉆孔采用多功能錨桿鉆機(jī)，通過該設(shè)備的使用提升了錨桿鉆孔的安全性、生產(chǎn)效率。對(duì)錨桿鉆孔設(shè)備進(jìn)行比選見表1。

經(jīng)核算，采用履帶式錨桿鉆機(jī)節(jié)約成本約160萬元，通過機(jī)械化換人的方式克服了傳統(tǒng)氣動(dòng)錨桿潛孔鉆機(jī)的安全風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)了本質(zhì)安全，錨桿支護(hù)的快速施工實(shí)現(xiàn)了裸露邊坡及時(shí)穩(wěn)定，安全管控壓力得以有效緩解。此外機(jī)械設(shè)備更新也實(shí)現(xiàn)了有效的質(zhì)量管控和簡(jiǎn)便環(huán)?？刂拼胧?。目前市面上履帶式錨桿鉆機(jī)已大規(guī)模普及，可根據(jù)不同地質(zhì)、工況選取適配設(shè)備，在大體量高邊坡錨桿、錨索施工中可有效起到降本增效的目的。

5 "安全防護(hù)方案優(yōu)化

該項(xiàng)目安全防護(hù)形式為錨桿框架梁，在錨桿安裝后，涉及框架梁鋼筋安裝、模板安裝、混凝土澆筑等工序，均為高處作業(yè)，而采用傳統(tǒng)的搭設(shè)腳手架方式在作業(yè)期間將涉及支架坍塌、高處墜落、物體打擊等傷害類型，作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)高、施工難度大、功效低。為解決上述問題，對(duì)施工方案進(jìn)行優(yōu)化，具體如下。

5.1 "采取錨固樁+防墜落裝置設(shè)置高處作業(yè)生命線替代腳手架

每級(jí)邊坡框架梁施工前在距離坡頂或平臺(tái)邊緣1 m處打設(shè)錨固樁，用于掛設(shè)防墜落裝置（由速差式自控器、安全繩、安全帶組合）。錨固樁采用φ28螺紋鋼/圓鋼，沿邊坡縱向布置，每間隔5 m布設(shè)1根錨固樁，錨固樁外露長(zhǎng)度不小于0.5 m，錨固樁實(shí)際打入深度應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際地質(zhì)綜合考慮確定，打入土體的深度不得小于1 m。其中，邊坡刻槽、框架梁模板安裝、混凝土澆筑及拆模養(yǎng)護(hù)均利用錨固樁+防墜落裝置配合進(jìn)行施工作業(yè)。邊坡框架梁施工作業(yè)時(shí)，每位坡面作業(yè)人員均使用防墜落裝置，其中速差式自控器一端掛在錨固樁上（如圖2所示），另一端與安全帶連接。安全繩的長(zhǎng)度限制在1.5～2 m，如圖3所示。

5.2 "搭設(shè)支架+防墜網(wǎng)設(shè)置最后防線

框架梁作業(yè)全過程為懸空作業(yè)，高處墜落風(fēng)險(xiǎn)極高，為確保全過程安全，在每級(jí)框架梁底部平臺(tái)設(shè)置支架+防墜網(wǎng)平臺(tái)，用于防止作業(yè)人員高處墜落。

在一級(jí)邊坡坡腳位置搭設(shè)支架+防墜網(wǎng)，增加水平生命線，支架離地高度3 m，采用φ48鋼管搭設(shè)，立桿間距3.5 m，縱向橫桿距坡面2 m，水平橫桿與坡面連接處采用φ28鋼筋錨固，錨固入土深度及深入錨桿深度均大于50 cm，立桿下端支撐于路塹邊溝側(cè)壁外側(cè)，在支架水平桿位置掛設(shè)安全平網(wǎng)（如圖4所示）。通過防墜網(wǎng)和防墜落裝置的設(shè)置對(duì)高邊坡作業(yè)起到了雙保險(xiǎn)作用，降低高墜風(fēng)險(xiǎn)。

6 "結(jié)束語

建設(shè)項(xiàng)目安全管理工作，不僅是落實(shí)安全三要素（人的不安全行為、物的不安全狀態(tài)、管理上存在的缺陷）的控制，也更應(yīng)該在技術(shù)安全、事前控制、本質(zhì)安全方面考慮降低安全風(fēng)險(xiǎn)，消除安全隱患。該項(xiàng)目通過設(shè)計(jì)優(yōu)化、方案優(yōu)化、設(shè)備更新等技術(shù)手段，在高邊坡施工中取得明顯成效，迎賓大道框架梁總面積14.3萬m2，節(jié)約錨桿鉆設(shè)費(fèi)用160萬元，支架搭設(shè)費(fèi)用169萬元，且建設(shè)全過程未發(fā)生任何安全事件。

在設(shè)計(jì)方面通過九級(jí)邊坡優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了減少工程量、降低坍塌風(fēng)險(xiǎn)、增加作業(yè)空間等目標(biāo)，類似項(xiàng)目也可結(jié)合地質(zhì)情況，在邊坡施工中可考慮優(yōu)化開挖、支護(hù)形式，以確保安全。

在開挖方式及設(shè)備選型方面，放棄了功效更高的爆破施工，通過多機(jī)械組合的方式分巖石強(qiáng)度進(jìn)行機(jī)械破碎，取代了爆破作業(yè)，在軟巖、較軟巖地段及涉及控制爆破地段，可以參考借鑒。

在邊坡支護(hù)方面，一是采用履帶式錨桿鉆機(jī)替代傳統(tǒng)氣動(dòng)式錨桿鉆機(jī)，二是通過錨固樁+安全繩及支架+防墜網(wǎng)的方式，降低了高處墜落的風(fēng)險(xiǎn)，在市政工程及大體量錨桿、錨索框架梁施工區(qū)域可以推廣。

參考文獻(xiàn)：

[1] 林建峰.路基土石方機(jī)械破碎設(shè)備選型研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2023，13（10）：79-82.

[2] 魏海寶.高速公路路基邊坡防護(hù)及支護(hù)施工技術(shù)[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2022（15）：184-186.

[3] 馬慶亮，張全樂.巖土工程深基坑支護(hù)存在的問題及解決措施[J].中國(guó)建材科技，2023，32（1）：145-146.

[4] 張?jiān)旅?公路路基邊坡防護(hù)施工技術(shù)研究[J].交通世界，2019（13）：50-51.