打开文本图片集

摘要： 红砂岩性质不稳定、强度起伏大且较易风化，在开挖红砂岩深路堑施工时，需重点关注，多举并措对其风化速度予以控制。本文选择某高速公路为研究对象，分析该项目开挖红砂岩深路堑施工工艺，重点探究了施工前的准备、开挖的方式及控制质量的措施，论述了如何科学选择开挖方法。

关键词：红砂岩;深路堑;开挖;挖掘方法

0引言

开挖红砂岩深路堑施工中，需对其风化速度严格控制，因红砂岩具有较强的特殊性，爆破施工存在扰动土体并有塌方风险，为有效规避这一风险，工程实践中常使用机械凿挖方式施工。

1工程概况

某高速公路项目，全长8.85km，设计双向6车道，车速120km/h，路基宽度达35.00m。里程桩号K10+020～K10+530路段内需开挖红砂岩深路堑，最大挖深28m，最大挖方34万m3。

2施工准备

2.1技术准备

施工前需深入研究设计图、熟悉施工规范，现场勘查了解地质地貌。

准确的测量放样是保证施工质量和降低施工成本的基础，在路堑开挖施工过程中要根据实际需要对开挖线进行定期复测，以确保开挖线的准确性。

2.2机械准备

红砂岩挖方一般不能用作路基填料，挖方全部作为弃土运至弃土场。施工机械主要采用挖掘机、自卸汽车和推土机。在选择施工机械时从数量上必须满足施工进度控制的要求（见表1）。

2.3排水设施

因红砂岩在遭受雨水浸泡或冲刷后，风化速度会明显加快。所以路堑开挖，需具备良好的排水设施。

（1）在路堑坡顶外侧大于5m处开挖截水沟，拦截坡面上的汇集水流;

（2）及时修建临时排水设施，保证流水畅通，做到临时排水设施与永久性排水设施相结合;

（3）排水设施不能直接把雨水引流到农田或鱼塘内，避免引起淤积、冲刷和污染。

3红砂岩深路堑开挖技术

3.1开挖方法的选择

路堑开挖的方法主要有横挖法、纵挖法及混合式开挖法3种。在选择开挖方法时要根据开挖深度、纵向长度、地形、岩体状况、机械数量、天气情况等进行灵活选择。

3.1.1横挖法

横挖法就是对路堑整个横断面的宽度和深度从一端或两端逐渐向前开挖的方式。这种方法一般应用于开挖深度较小且较短的路堑。对于开挖深度较大而短的路堑一般采用多层横向全宽挖掘法。

在开挖过程中，要注意施工便道的保护，以保证施工机械的畅通。另外，还要根据岩体开挖的难易程度，确定每层台阶的开挖深度，一般以一根炮杆的炮头长度为准。

3.1.2纵挖法

对纵挖法进行细化，又可分为3种类型：分层纵挖法、通道纵挖法、分段纵挖法。

（1）分层纵挖法是沿路堑全宽以深度不大、纵向分层挖掘前进的一种开挖方法。这种方法适用于较长的路堑开挖;

（2）通道纵挖法是沿路堑纵向先开挖出一条通道，然后将通道向两侧方向拓宽，上层通道拓宽至路堑边坡后，再开挖下层通道，且通道可作为施工便道使用，便于挖掘机和自卸汽车进行流水作业;

（3）分段纵挖是沿路堑纵向选择一个或几个适宜的地方，将较薄一侧的路堑先横向贯通，然后沿各段再纵向开挖。

3.1.3混合式开挖法

混合式开挖法就是将横挖法与通道纵挖法结合使用而产生的一种方法。这种方法适用于路堑纵向长度和开挖深度都很大时，先将路堑纵向挖通，然后再沿横向坡面开挖，以增加开挖坡面。这样的开挖方法能够满足多个作业面同时施工的需要，主要应用于Ⅰ，Ⅱ类红砂岩的开挖。

3.2土方开挖

由于在K10+020～K10+530段挖方岩体的上部分布着2m左右的黏质土层，对于这部分土层，可以采用横挖法直接安排挖掘机和自卸汽车进行装运。因为这种土体一般比较松软，开挖起来比较容易。然而松软的土体对进行刷坡的操作手提出了更高的要求，一旦操作力度不当就会破坏土体，造成边坡失稳。

3.3石方开挖

红砂岩受阳光、大气及雨水的作用极易风化崩解成碎块状、粒状或砂土状，强度下降较快。针对红砂岩的这些特性，在开挖过程中需要根据实际情况，合理地调配施工机械和选择开挖方;

对于上部的Ⅰ，Ⅱ类红砂岩由于开挖起来比较容易，所以多采用通道纵挖法;而对于下部的Ⅲ类红砂岩，由于开挖起来相对比较困难，施工速度较慢，所以多采用分层纵挖法。

4质量控制

4.1刷坡质量控制

任意路堑开挖方法，前提都是要保证刷坡工作能够顺利进行，避免出现由于开挖深度超过挖掘机的大臂长度而无法刷坡的情况，从而影响刷坡质量;

为了保证较好的刷坡质量，在施工前设计一把简易的坡度尺。在放坡过程中，要及时检查刷坡坡度，以保证刷坡质量。实践证明，利用简易坡度尺及时检查控制刷坡质量取得了较好的效果。

4.2台阶质量控制

按照设计要求，当路堑边坡高度大于8m时必须分级，而且，每级边坡的高度不得大于8m，并设置2.0m宽的平台（见图1）;

在施工过程中，除了要对刷坡质量进行严格控制，还要特别注意台阶设置和放样的准确性。施工过程中要把台阶的开挖高程控制在稍微低于设计高程之下，并在台阶上留出3%的倾斜坡度，以利于排水。

4.3护面墙基坑开挖

按照设计要求，在红砂岩一级边坡坡脚处需要开挖护面墙基坑。开挖之前，首先要对基坑和护坡进行准确放样。通过调整炮头的冲击力，调派技术熟练的操作手，分层进行护面墙边坡的开挖，因为分层开挖给红砂岩足够的风化时间，可以有效减弱岩体外部的强度，所以相对比较容易破碎。

结论

红砂岩不同于其他岩石种类，其性质较为特殊，暴露于自然环境容易风化。高速公路开挖深路堑通常使用爆破法，机械开挖施工较少。本文分析了通过机械法进行红砂岩深路堑开挖施工，总结了开挖施工前的准备、开挖的方式及控制质量的措施，为同类工程施工作有益探索。

参考文献

[1]纪宇，梁庆国，郭俊彦，刘贵应.红层软岩地区高速铁路深路堑基底变形规律研究[J].铁道科学与工程学报，2021，18（03）：572-580;

[2]王大庆，宋常军.深路堑堆积层滑坡成因分析与治理[J].公路交通科技（应用技术版），2020，16（02）：98-100;