双幅棚洞防护路基高边坡的施工技术

某高速公路的K14+605-K14+895段路线设计为路堑的形式，整个路段全长290m，路基宽度为24.5m，此路段中自然山坡高陡，地形比较复杂。参照设计及相关的要求，可以将此路段的路基边坡分成六级进行挖掘，其中，刷坡的高度最大是56.25m（K14+780），而同类型的工程在施工时刷坡的高度一般都会在48~56.25m之间。在初期的设计中，此路段的路堑边坡比率为1：0.5，每级坡高8m，设计中第一级和第六级边坡为主动防护网，第二级至第五级边坡为锚杆框格梁，其中第二级和第三级的坡面锚杆长6m，第四级和第五级的坡面锚杆则长9m。

如果参照原来的路堑设计方案加固本路段，则有可能出现下面两个问题：

（1）开挖本段高陡路堑的过程中一共发生过4次坍塌，且处置难度大，对坍塌路段进行加固时周期比较长、投资大，并不能彻底消除安全隐患。

（2）此地5月~10月为雨季，周期比较长，长时间的阴雨天气势必会让工期有所延误。

2滑坍高陡边坡处置方案的选定

以现场的实际勘察为基础进行方案的对比和选择，通过对多种方案的综合评估，最后选择了双幅封闭式拱形棚洞来对此路段进行防护，最直接的目的就是要减少因边坡的滑坍而放缓对边坡的开挖和加固进程，同时还要让施工对山体产生的破坏在最大程度上减少，有效保存和保护土体中的原生植被^[1]。棚洞不但能支挡滑坍的边坡，在作用和功效上和公路隧道保持一致，还能让整个工程的投资成本有所节约，消除安全隐患，确保了公路在建设和运营时的安全。

棚洞与隧道拱墙结构的内轮廓是相同的，但因为山体和棚洞的边墙中间有施工遗留的缝隙，用规格为C15的片石混凝土对此缝隙进行填充并对其进行压实作业。在此段路堑中，开挖已经基本完成并已基本成型，为了使棚洞结构能更安全更可靠，一般完工后会用规格为C20 的片石混凝土对棚洞的右侧和偏压挡墙进行二次填充并压实，而其他地方则和公路隧道在设计上保持一致。双幅棚洞的设计开挖、支护及回填断面图如图1所示。

3双幅棚洞防护路基高边坡施工的优化技术

3.1双幅棚洞常规施工及问题

对棚洞进行施工时，可以采用明挖的方式，用一部衬砌台车分左幅和右幅进行施工，下面是施工的步骤：（1）挖掘用于施工的临时边坡并对其进行防护；（2）对棚洞的仰拱、中墙基础和外边墙进行施工；（3）进行仰拱回填施工；（4）对靠近山体一侧的衬砌和中墙进行整体浇筑；（5）对远山侧的衬砌进行施工；（6）对中墙顶部的混凝土进行填充作业并为其铺盖顶板；（7）对防水层进行施工；（8）对洞顶及挡墙的外侧进行反压和回填施工；（9）完成路面铺筑，完成电线槽、水沟等相关附属工程^[2]。

将施工分成左幅和右幅，会让施工的工序变得繁琐复杂，而且会在一定程度上削弱结构的整体性。在对中墙的上部进行施工时，会产生纵向的施工缝，这也会让施工的难度增大，让防排水的施工质量在一定程度上受到影响。若分部进行开挖，也会增加施工的工序，让施工整体变得更复杂，而且一定会让施工的周期比原计划延长很多，特别是进入当地的雨季后，因为雨水的不断冲刷，高陡边坡在失稳坍塌方面的概率会呈现出直线上涨的趋势，这也会让雨季中施工的安全风险迅速上涨。

3.2双幅棚洞的施工优化方案

3.2.1双幅棚洞施工内容及优化步骤

以下是对双幅棚洞在施工内容和步骤进行的优化：（1）在棚洞范围内对路基边坡进行挖掘作业，还要对其加强临时的防护；（2）分段进行中墙、偏压挡墙基础混凝土的浇筑及棚洞的仰拱、填充施工；（3）运用两部改装车对左幅洞身、右幅洞身、顶板的混凝土、中墙的钢筋混凝土、中墙顶部需要回填的混凝土进行同时的浇筑作业；（4）对棚洞右侧的偏压挡墙进行施工；（5）对棚洞顶部的防水层进行施工；（6）铺筑路面，铺设好电线槽、水沟。

3.2.2双幅棚洞施工优化方案优点

（1）运用两部已经改装完毕的衬砌台车对顶板混凝土、中墙钢筋混凝土、中墙顶部混凝土及洞身完成回填作业，在作业过程中需要进行左右幅的同时浇筑，让洞身结构的整体受力状况有了大幅度提升。

（2）优化棚洞的施工方案，不但能在一定程度上降低施工的难度，让施工的速度加快，还能将雨季给施工带来的安全隐患和风险进行有效的减少和避免。

3.3双幅棚洞施工技术要点

（1）高且陡是路堑滑坍边坡独有的特点，所以，可以按照边坡的滑坍开裂及其分布状况，按照从上到下的顺序，对松动的浮石、危岩进行清除，并且对危岩体采用点锚进行锚固，确保施工和运营的安全。

（2）对棚洞衬砌台车进行有效的改装，改装完成后的棚洞台车在操作程序上虽然和常规的隧道台车没有太大的差别，但其却具有使用方便、安装简单、灵活机动等优点，有效降低了施工的成本和难度，同时还促进了施工效率的提升。

（3）要对基础开挖和棚洞仰拱作业进行监督和严格的控制，确保一次性开挖的长度≤5m，而且要对左幅和右幅进行分部开挖。

（4）棚洞中基础地基的承载力必须要＞250kPa，而且要保持基坑的干燥和干净。

（5）需要对棚洞的洞身和中墙混凝土进行左右幅的同时、分层、对称浇筑，确保分层的高度在1m之内，同时还要保证衬砌台车和支架的受力保持均匀和稳定。

4结束语

综上所述，使用双幅棚洞不仅能让滑塌的高陡边坡在处置过程中加快速度，还能让其难度减小，在很大程度上对处置高陡边坡的成本进行了有效的节约，同时能在完成棚洞回填后周围的生态有所恢复，还在一定程度上美化了高速公路。改进和优化棚洞的施工方案后，有效降低了棚洞的施工难度，还让整个工程在施工时既快速、简单，又安全、可靠，在更大程度上确保了高速公路在建设期间和运营期间的安全，此方法很适合在进行山区高速公路建设时使用，也值得推广。

参考文献：

[1]崔伟良，黄振燕，李红.隧道棚洞施工工艺[J].中外公路，2012（S1）：138-140.

[2]付大喜.西沟隧道棚洞方案比选[J].交通标准化，2011（08）：44-47.

作者简介：王煜（1973.11-），男，山西代县人，本科，工程师，从事公路工程施工。