路基高边坡施工技术

一、深挖路段路基施工方案

1.1 、 施工前准备工作

(1) 、在施工前详细复查深挖路堑地段的工程地质资料，包括土石界限、岩层风化厚度及破碎程度，岩层的构造特征等。根据现场考察及设计要求，编制详细的施工组织设计，报监理工程师审批后实施。

(2) 、根据设计横断面的边坡坡率、台阶宽度，精确计算路堑堑顶的开挖线。采用全站仪放样，根据现场坡口标高放出路堑坡口桩。

(3) 、根据坡口桩放出路堑开挖线，进行清表、清杂等。

(4) 、开挖中如发现有较大地质变化时，停止施工，重新进行工程地质补充勘探工作，并根据新的地质资料修正施工方案，报监理工程师审批后实施。因深挖路堑工程量大、施工环境复杂，技术要求高，施工难度大，是控制工程进度的关键工程，必须精心组织，科学施工。

1.2 、土方边坡开挖工艺

土方开挖可采用挖掘机配自卸汽车从高至低一层一层往下开挖，每层开挖深度控制在 3-4m 为最佳。沿路线方向开便道，便道纵坡应保证自卸汽车空车在正常情况下能顺利爬到坡顶，同时因地制宜考虑错车处。

1.3 、石方边坡开挖工艺

路堑石方开挖采用松动控制爆破和光面爆破相结合的方案进行施工：半填半挖路段先挖浅地段，再挖深地段；风化层和松软岩部位，先用大马力推土机松动，对于无法松动的部分，实施松动爆破；风化层和松软岩地段的边坡用人工配合挖掘机清刷，岩石地段用预留光爆层实施光面爆破；石方装车用挖掘机或装载机，运输用载重自卸汽车。

1.3.1 松动爆破施工方法

为确保边坡的稳定，不产生超挖和欠挖，边坡采用光面爆破，节理裂隙较发育地段及某些特殊地段采用预裂爆坡，不得使用大爆破施工。爆破施工前，进行爆破设计，报监理工程师批准后再实施。施工方法如下：

3.3.1.1 爆破设计

采取梯段（台阶）爆破，其炮孔布置见下图：

⑴  炮孔参数

a. 炮孔倾角 δ 一般为 90° ～ 60° ，使用的炸药为硝铵炸药。

b. 台阶（梯段）高度

H≥ （ 0.060 ～ 0.064 ） ·d   或   d≤(15.6 ～ 16.7)·H

式中： d 为炮孔直径（ mm ）， H 单位为 m 。

c. 爆破断面内的最大抵抗线（以下简称最大抵抗线）

Wmax≤(0.032 ～ 0.034)·d ，且Ｗ max≤(0.50 ～ 0.58)· Ｈ

d. 实际最小抵抗线

当 H≤ ５ m 时，Ｗ＝Ｗ max － 0.05·H

当 H> ５ m 时，Ｗ＝Ｗ max － 0. １－ 0.03· Ｈ

e. 炮孔底部超钻

h1=(0.2 ～ 0.3)· Ｗ max

f. 堵塞长度

h0=(0.7 ～ 1.0)· Ｗ

g. 炮孔间距

a ＝ (1.0 ～ 1.25)· Ｗ

⑵  药量计算

每个炮孔装药量计算公式为：Ｑ＝ q·a· Ｗ · Ｈ

式中 q 为单位耗药量（ kg/m3 ）。

⑶  起爆网路设计

采用塑料导爆管非电起爆网路，网路具体模式依爆区地形、爆破方量、炮孔布置以及对爆破作业要求的不同需要具体设计。

1.3.1.2 施工操作

⑴．平整钻机作业场地

为使钻机就位，除了修便道外，还需平整钻机的作业场地，作业面的平整度以保障钻机移动和钻孔时安全为准。

⑵. 布孔与钻孔

首先按设计的孔距、排距布孔。对台阶面边沿的孔，要特别注意最小抵抗线不要过小，以防最小抵抗线方向出现飞石。

钻孔时要根据设计要求，确保孔位、方向、倾斜角和孔深。

⑶. 装药与堵塞

装药之前，测量孔深，对过浅或过深的炮孔，要调整装药量。往孔中装药时，要定量定位，要防止卡孔。

回填堵塞的材料选取一定湿度的粘土，为防止卡孔，要分多次回填，边回填边用木炮棍捣实，还要注意保护好孔中的导爆管。

⑷. 网路联接

采用双雷管双导爆管网路。起爆雷管待网络联结检查合格、撤出人员后联结。

⑸. 爆破安全警戒与检查

放炮之前，人员及机械撤离到安全区，设置安全警戒哨。爆破之后，应先检查处理。

1.3.2 光面爆破施工方法

为获得良好的光面效果，宜采用低密度，低爆索，高体积威力炸药，以减少炸药爆轰波的破碎作用和延长爆破气体的膨胀作用时间，使爆破作用呈准静态状态。

3.3.2.1 光面爆破参数的确定

参照国内外岩石光面爆破施工经验，光面炮孔参数确定如下：

①  最小抵抗线 W

W= （ 7.0 ～ 20 ） D 孔 =0.63 ～ 1.8 米

本工程中取 W=1.5 米，式中 :D 孔 —— 为炮孔直径。

②  炮孔间距

a= （ 0.6 ～ 0.8 ） W=(0.6 ～ 0.8)*1.5=0.9 ～ 1.2m

本工程取 a=1.1m 。

③  光面炮孔装药量

Q=(0.12 ～ 2.1)·L ， L 为光爆深度 , 装药量要在现场试验

④  单孔装药量

用线装药密度 QX 表示

QX=q*a*w=0.6*1.5*1.1=0.99kg/m

式中 q—— 松动爆破单位炸药消耗量，取 0.6kg/m3 。

   3.3.2.2 光面爆破装药结构  ( 不耦合系数采用 3.0)

①  药包制作：为保证在光面爆破时，不使药包冲击破碎炮孔壁，有必要在现场施工中采取措施使药包位于炮孔中心，将药卷捆绑于竹杆上，各药卷间用导爆索相连，药包一端绑上起爆雷管即成。操作时将药包置于孔内，上部填塞好。

 ②  堵塞：良好的堵塞是保持高压爆炸气体所必须的堵塞长度，取炮孔直径的 12 ～ 20 倍，现场根据孔间距和光面层厚度适时调整。

3.3.2.3 预裂爆破参数

炮孔间距根据国内外经验取 a=1.0m ，装药密集系数取为 3.5 ，装药量

  Q=2.75[σ]r=2.75[1200]*45=500g/m

式中： [σ]—— 岩石极限挖压强度，取 1200kg/cm2 ；

  r—— 炮眼半径 45mm 。

装药结构与光面爆破相同，但预裂缝一定要比主爆区超长 4.5 ～ 9m ，比主爆孔提前 75 ～ 150ms 起爆，硬岩取小值，松软岩石取大值。

3.3.2.4 爆破度控制

  因石方爆破后必须作为填方材料，爆破块度要求控制在 30cm 以内，为了达到良好的块度要求，可采取如下措施：

 a. 根据实地岩性情况，不断优化炮孔参数；

 b. 采取压碴挤压爆破：在施爆岩体前面依次留下 2 ～ 4m 厚前次爆破的岩碴，这样有利于阻止施爆岩体前移和岩体充分破碎。

 c. 采用孔内微差爆破技术，可加强孔底爆破作用，改善爆破效果，并且减震效果好。

 d. 工作面开阔地带，可采用格式布孔，对角微差起爆，这种起爆方式，岩石抛掷距离比微差减少 30% 左右，大块率可下降到 0.9% 以下，并可大幅度地降低地震效应。

 3.3.2.5 爆破安全

 a. 爆破震动

根据《爆破安全规程》规定：对于一般砖房，非抗震的大型砖砌块建筑物，震速 V≤2 ～ 30m/s ，建筑物距爆破不小于 50 米，以此计算：

     式中： Q—— 最大装药量， kg ；

          R—— 距爆源中心距离， m ；

          K—— 与介质特性有关系数，取为 180 ；

          α—— 与地形，地质等有关系数，取 1.8

     经推算得 Q=69kg 。可见，对于 50 米外的一般建筑物，当某段起爆药量达 69kg 时，不会产生震动破坏。且爆源位于地势高处，待保护建筑物位于山脚，实际的爆破震动要比计算允许值低得多。因而，本工程爆破震动不是主要危害。

    b. 爆破飞石

     爆破场地位于山坡上，极易产生爆破飞石，对于飞石距离的计算公式，我国常用经验公式：

R=20K·N2w=20*1.5*0.752*2.4=40.5 m

     式中： K—— 安全系数与地形，风向有关，取 1.5 ；

          N—— 爆破作用指数，松动爆破， n=0.75 ；

          W—— 抵抗线， W=2.4 米

可见，爆破飞石在一般地段在控制范围内。但在某些要求高的路段还未到要求，还必须采取如下措施：

①采用“V” 型工作面； ②预留隔墙和“ 留靴 ” 等方式。

c. 高压线下石方爆破，采用茅柴覆盖；

d. 山坡下部（河道上方）做好挡墙，阻挡滚石落入河道；

e. 施爆过程，切实根据具体情况调整药量和布孔参数，保证良好的堵塞质量，结合微差及压碴爆破保证岩石产生松动破碎，而非抛掷爆破。

f. 设置专职安全员，防止闲杂人员进入爆破区。

1.3.3 爆破后的装运

石方爆破后，用挖掘机进行装车，自卸车运输至填筑地点。石方路堑的路床顶面标高要符合设计要求，高出的部分用人工辅以小爆破予以整平，超挖部分按监理工程师批准的材料进行回填并碾压密实稳定。

(1) 路堑石方开挖施工措施

(2) 施工前，将爆破器材的存放地点、数量、警卫、收发、安全措施及施工方案编制报告，并在爆破器进入工地 28 天前报监理工程师审批，同时将运入路线和时间报有关部门批准。

(3) 爆破作业人员必须经指定的部门培训，考试合格后持证上岗。

(4) 在确定的爆破危险区边界设置明显的标志，建立警戒线、警戒信号，在危险区入口或附近道路设置标志并派专人看守，防止人、畜、公路设施等受到危害和损失。

(5) 对靠近构筑物处的石方爆破要采取松动爆破，同时采取安全防护措施。采用炮被对炮眼进行覆盖防护，炮被用废旧的轮胎剪成条状，编织后用铁丝绑扎。炮被覆盖的方法是：在起爆山体的炮眼表面覆盖炮被，每块炮被四角用粗铁丝拽拉固定在稳定的物体上 , 防止飞石。

(6) 爆破检查：爆破之后，暂不要解除警戒，要到现场查看，发现哑炮应及时处理。

(7) 对比较松软的岩石采用推土机、挖掘机松动开挖，对比较坚硬的岩石采用钻爆法施工。

(8) 为减小爆破对边坡的振动破坏，控制爆破大块率，路堑石方爆破主要采用硝铵炸药及乳化防水炸药，非电毫秒雷管进行毫秒微差爆破，同时适当调小炮孔孔距。爆破后大石块用手持风钻钻眼、爆破改小，装碴采用挖掘机挖装、自卸车运输至填方地段。

(9) 路堑边坡力求平顺光滑，无明显的局部凹凸差，边坡突出的个别欠挖部分，人工浅孔爆破凿除清理。边坡上出现的坑洼凹槽人工清除松动岩石，将基座凿平一定宽度的基座面后砌筑嵌补，要做到嵌体稳定、表面平顺、周边封严。

(10) 路基底面用手持风钻钻眼，浅孔爆破开挖、清理至设计标高，对个别凹凸不平处用级配碎石填平。路堑侧沟用小炮爆破开挖成型。

(11) 在施工中加强对边坡坡度的检测，随着开挖进度及时修整边坡，以免因边坡坡度控制不严而造成路基断面的偏差。

1.4 、 基本开挖要求

(1). 每层挖掘机挖至接近边坡位置时，采用挖掘机粗略修整，然后由人工精修，保证边坡美观。施工时应准确控制边坡坡率。开挖时，在坡口桩外 1 米插花杆或其它明显标志，保证机手在操作时不侵线，要求机手在修边坡时，留 0.3m 人工修整，每降低一层用人工及时挂线、修整。每降低两层，测量人员要重新恢复中桩、边桩，发现有误及时调整。

(2). 在边坡开挖过程中，当挖至某一层标高后，应及时进行锚杆施工，以避免在边坡开挖过程中坡体发生滑移变形，同时也可避免搭架施工，确保施工安全。路基土石方开挖与锚杆施工要相互协调配合，严禁在整段边坡成形后才进行锚杆施工。在开挖至接近设计边坡线 2m 范围内应采用松动爆破或光面爆破，严禁采用大爆破。

(3). 高边坡施工经过雨季时，若来不及防护则要对已开挖的边坡用塑料膜进行覆盖，防止边坡冲刷。

(4). 在开挖高边坡的同时，要做好坡面防护与排水 。

(5). 施工时要求严格控制爆破工程，不得松动设计坡面。

(6). 对风化岩层，坡面采用锚杆框架梁植草防护。

(7). 对于开挖时出露的岩溶（溶洞或岩穴），若是干溶洞 ( 岩穴 ) 采用浆砌片石封闭，若是有水溶洞 ( 岩穴 ) 则采用干砌片石充填。

(8). 采取相应排水措施，设置边坡平台截水沟排除地表水，边坡坡体设置一定数量浅层泄水孔排除基岩裂隙水。  

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