[发明专利]一种边坡施工的纵向间隔开挖与分阶段防护施工方法

说明书

本发明公开了一种边坡施工的纵向间隔开挖与分阶段防护施工方法，顺序进行以下步骤：1)沿路基纵向间隔开挖，形成预留部分土体A和开挖部分间隔布置的格局；2)开挖部分按照自上而下的顺序进行；3)开挖完成后迅速进行防护工程施工，防护应开挖一级防护一级，4)将留取部分土体A自上而下的顺序进行分级开挖；5)每级开挖完成后立即进行防护工程施工，接缝处不做处理。本发明边坡纵向开挖预留的土体A用来反压坡脚，依靠反压坡脚和土体的相互嵌制作用来承受土体的下滑力，使得变形体得以稳定的一种被动受力型支挡结构。

技术领域

本发明属于边坡开挖与防护技术领域，具体涉及一种边坡的开挖施工方法，适用于松软土质边坡、泥灰岩质边坡、多雨地区受雨水作用土质变化大的高边坡。

背景技术

边坡的破坏：指坡体以一定的速度出现较大的位移，边坡岩体、土体产生整体滑动、滚动或转动。

对于边坡工程而言，其损坏可能造成的破坏后果有很多，比如：危及人的生命，造成经济损失，产生社会不良影响。

边坡的开挖与防护是山区公路、铁路建设，水利水电开发和城市建设的重要问题。尽管国家和地方每年都投入巨大的人力物力来治理，但因边坡失事而引起的交通受阻和中断、河流堵塞、给水库库区和城市、乡村带来得危害仍然是巨大的，造成的损失仍然十分巨大。

当前通用开挖方式有横向开挖、纵向开挖和通道开挖，选择的依据只考虑开挖区域的长度和深度，没有涉及到开挖顺序对边坡稳定性的影响。而不同的开挖顺序，会造成路堑边坡坡脚处反压力变化规律的不同，从而埋下滑坡的安全隐患。关于防护工程的施工时机和顺序也对开挖过程中边坡的稳定性影响很大。

在山区道路工程建设中，经常需要通过开挖原始(天然)地面修筑路基或路面，这种路基称为路堑，开挖路堑所形成的边坡称为路堑边坡。路堑边坡是经开挖形成的人工边坡，开挖卸荷变形的历时动态和规律，以及边坡环境背景因素的动态变化，对路堑边坡稳定状态具有显著的作用和影响，并体现明确的时效特征。

路堑边坡是道路工程的重要组成部分，边坡的失稳破坏直接危害和威胁交通运营畅通与公共安全。

山区的高速公路建设不可避免地遭遇大量深挖路堑边坡与高填方路堤边坡工程，边坡失效与滑坡事故成为山区高速公路建设中的焦点与难点之一。此外，铁路、能源、矿山、水利建设工程领域都不可避免地遭遇大量的高陡边坡与深凹边坡，这些边坡工程的成败已经成为制约整个工程建设成败的因素之一。

滑坡与地震、洪水、疾病一起被认为一直是危害人类生存和发展的四大灾害。滑坡的发生是十分复杂的动态过程，一方面涉及岩土组成的力学与材料内部因素，另一方面受地形地貌、地质结构类型组成特点，又与环境的影响等复杂的外部因素所影响。降雨尤其是强降雨、暴雨的影响，直接影响到边坡的稳定性。

在施工开挖过程中，由于没有特殊的防护，并且受到降雨因素的影响，容易导致雨季开挖时滑坡大面积的发生。为了防止开挖过程中尤其是雨季开挖时的边坡滑塌，提出了间隔式开挖方式，预留土体反压坡脚，形成反压力。

在边坡的设计中就有坡率法和减重设计，通过设计合理的控制边坡的高度和坡度，从而保证施工后的边坡稳定性；在滑坡处治技术中，与减载相对应的另一种技术是堆载阻滑技术，它是通过在滑坡的阻滑段(一般在滑坡的下部) 堆载来提高滑坡的阻滑力以使滑坡处于稳定的方法。该专利方法类似于坡脚堆载来提高滑坡的阻滑力以使滑坡处于稳定。

对于一个自然坡体在未受到开挖卸荷作用前，其地应力为一定值，受开挖卸荷作用后，坡体将产生应力释放与调整。路堑边坡开挖致使坡体处于卸荷状态。坡体开挖时，在重新构建新的力学平衡体系的过程中坡体内应力在一定范围内重新调整，形成新的坡体应力场。新的应力场在坡体侧向临空面附近出现应力重分布与应力集中作用现象，并在开挖临空面方向上发生膨胀回弹，坡体内的应力重分布与坡体临空面的膨胀回弹过程想联系，坡体经历开挖过程，其应力状态由天然应力状态调整至新的应力场。边坡开挖属于侧向卸荷作用，因应力释放产生松弛变形致使边坡失稳破坏。