雙幅棚洞防護路基高邊坡的施工技術

某高速公路的K14+605-K14+895段路線設計為路塹的形式，整個路段全長290m，路基寬度為24.5m，此路段中自然山坡高陡，地形比較複雜。參照設計及相關的要求，可以將此路段的路基邊坡分成六級進行挖掘，其中，刷坡的高度最大是56.25m（K14+780），而同類型的工程在施工時刷坡的高度一般都會在48~56.25m之間。在初期的設計中，此路段的路塹邊坡比率為1：0.5，每級坡高8m，設計中第一級和第六級邊坡為主動防護網，第二級至第五級邊坡為錨杆框格樑，其中第二級和第三級的坡面錨杆長6m，第四級和第五級的坡面錨杆則長9m。

如果參照原來的路塹設計方案加固本路段，則有可能出現下面兩個問題：

（1）開挖本段高陡路塹的過程中一共發生過4次坍塌，且處置難度大，對坍塌路段進行加固時週期比較長、投資大，並不能徹底消除安全隱患。

（2）此地5月~10月為雨季，週期比較長，長時間的陰雨天氣勢必會讓工期有所延誤。

2滑坍高陡邊坡處置方案的選定

以現場的實際勘察為基礎進行方案的對比和選擇，通過對多種方案的綜合評估，最後選擇了雙幅封閉式拱形棚洞來對此路段進行防護，最直接的目的就是要減少因邊坡的滑坍而放緩對邊坡的開挖和加固進程，同時還要讓施工對山體產生的破壞在最大程度上減少，有效保存和保護土體中的原生植被[1]。棚洞不但能支擋滑坍的邊坡，在作用和功效上和公路隧道保持一致，還能讓整個工程的投資成本有所節約，消除安全隱患，確保了公路在建設和運營時的安全。

棚洞與隧道拱牆結構的內輪廓是相同的，但因為山體和棚洞的邊牆中間有施工遺留的縫隙，用規格為C15的片石混凝土對此縫隙進行填充並對其進行壓實作業。在此段路塹中，開挖已經基本完成並已基本成型，為了使棚洞結構能更安全更可靠，一般完工後會用規格為C20 的片石混凝土對棚洞的右側和偏壓擋牆進行二次填充並壓實，而其他地方則和公路隧道在設計上保持一致。雙幅棚洞的設計開挖、支護及回填斷面圖如圖1所示。

3雙幅棚洞防護路基高邊坡施工的優化技術

3.1雙幅棚洞常規施工及問題

對棚洞進行施工時，可以採用明挖的方式，用一部襯砌台車分左幅和右幅進行施工，下面是施工的步驟：（1）挖掘用於施工的臨時邊坡並對其進行防護；（2）對棚洞的仰拱、中牆基礎和外邊牆進行施工；（3）進行仰拱回填施工；（4）對靠近山體一側的襯砌和中牆進行整體澆築；（5）對遠山側的襯砌進行施工；（6）對中牆頂部的混凝土進行填充作業併為其鋪蓋頂板；（7）對防水層進行施工；（8）對洞頂及擋牆的外側進行反壓和回填施工；（9）完成路面鋪築，完成電線槽、水溝等相關附屬工程[2]。

將施工分成左幅和右幅，會讓施工的工序變得繁瑣複雜，而且會在一定程度上削弱結構的整體性。在對中牆的上部進行施工時，會產生縱向的施工縫，這也會讓施工的難度增大，讓防排水的施工質量在一定程度上受到影響。若分部進行開挖，也會增加施工的工序，讓施工整體變得更復雜，而且一定會讓施工的週期比原計劃延長很多，特別是進入當地的雨季後，因為雨水的不斷沖刷，高陡邊坡在失穩坍塌方面的概率會呈現出直線上漲的趨勢，這也會讓雨季中施工的安全風險迅速上漲。

3.2雙幅棚洞的施工優化方案

3.2.1雙幅棚洞施工內容及優化步驟

以下是對雙幅棚洞在施工內容和步驟進行的優化：（1）在棚洞範圍內對路基邊坡進行挖掘作業，還要對其加強臨時的防護；（2）分段進行中牆、偏壓擋牆基礎混凝土的澆築及棚洞的仰拱、填充施工；（3）運用兩部改裝車對左幅洞身、右幅洞身、頂板的混凝土、中牆的鋼筋混凝土、中牆頂部需要回填的混凝土進行同時的澆築作業；（4）對棚洞右側的偏壓擋牆進行施工；（5）對棚洞頂部的防水層進行施工；（6）鋪築路面，鋪設好電線槽、水溝。

3.2.2雙幅棚洞施工優化方案優點

（1）運用兩部已經改裝完畢的襯砌台車對頂板混凝土、中牆鋼筋混凝土、中牆頂部混凝土及洞身完成回填作業，在作業過程中需要進行左右幅的同時澆築，讓洞身結構的整體受力狀況有了大幅度提升。

（2）優化棚洞的施工方案，不但能在一定程度上降低施工的難度，讓施工的速度加快，還能將雨季給施工帶來的安全隱患和風險進行有效的減少和避免。

3.3雙幅棚洞施工技術要點

（1）高且陡是路塹滑坍邊坡獨有的特點，所以，可以按照邊坡的滑坍開裂及其分佈狀況，按照從上到下的順序，對鬆動的浮石、危巖進行清除，並且對危巖體採用點錨進行錨固，確保施工和運營的安全。

（2）對棚洞襯砌台車進行有效的改裝，改裝完成後的棚洞台車在操作程序上雖然和常規的隧道台車沒有太大的差別，但其卻具有使用方便、安裝簡單、靈活機動等優點，有效降低了施工的成本和難度，同時還促進了施工效率的提升。

（3）要對基礎開挖和棚洞仰拱作業進行監督和嚴格的控制，確保一次性開挖的長度≤5m，而且要對左幅和右幅進行分部開挖。

（4）棚洞中基礎地基的承載力必須要＞250kPa，而且要保持基坑的乾燥和乾淨。

（5）需要對棚洞的洞身和中牆混凝土進行左右幅的同時、分層、對稱澆築，確保分層的高度在1m之內，同時還要保證襯砌台車和支架的受力保持均勻和穩定。

4結束語

綜上所述，使用雙幅棚洞不僅能讓滑塌的高陡邊坡在處置過程中加快速度，還能讓其難度減小，在很大程度上對處置高陡邊坡的成本進行了有效的節約，同時能在完成棚洞回填後周圍的生態有所恢復，還在一定程度上美化了高速公路。改進和優化棚洞的施工方案後，有效降低了棚洞的施工難度，還讓整個工程在施工時既快速、簡單，又安全、可靠，在更大程度上確保了高速公路在建設期間和運營期間的安全，此方法很適合在進行山區高速公路建設時使用，也值得推廣。

參考文獻：

[1]崔偉良，黃振燕，李紅.隧道棚洞施工工藝[J].中外公路，2012（S1）：138-140.

[2]付大喜.西溝隧道棚洞方案比選[J].交通標準化，2011（08）：44-47.

作者簡介：王煜（1973.11-），男，山西代縣人，本科，工程師，從事公路工程施工。