一种既有道路旁高路堑开挖施工方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 111155539 A(43)申请公布日 2020.05.15

(21)申请号 202010090746.1(22)申请日 2020.02.13

(71)申请人 中铁二十三局集团有限公司

地址 610072 四川省成都市中国（四川）自

由贸易试验区成都高新区天府大道中段530号1栋5楼508号

申请人 中铁二十三局集团第六工程有限公

司(72)发明人 李小军　杨建明　肖红武　赵瑞亮　

邓涛　王晓宁　徐贤德　彭继安　张勇　白欢　熊思平　奚成　刘陈坤　(74)专利代理机构 四川力久律师事务所 51221

代理人 张立刚

权利要求书1页 说明书4页 附图2页

(51)Int.Cl.

E02D 17/20(2006.01)E02D 5/74(2006.01)E01F 7/04(2006.01)

CN 111155539 A()发明名称

一种既有道路旁高路堑开挖施工方法(57)摘要

本发明公开了一种既有道路旁高路堑开挖施工方法，包括以下步骤：A、在既有道路边坡面进行锚杆施工，使锚杆进入需开挖的路堑岩体；B、在临坡面搭设防护棚架并与锚杆连接形成整体结构，并在防护棚架内侧安装柔性防护架；C、

本发明通过防护棚架对路堑进行逐级开挖施工。

及柔性防护架对开挖后向既有道路侧坠落的松散土石方进行兜托，防护棚架可将开挖后的松散岩体的侧压力均匀传递给锚杆，再由锚杆传递至边坡立壁稳定岩层，该方法既可以保障既有道路交通畅通，与常规处置办法相比，能节约施工成本，又可以避免开挖飞散物、滚石等落入既有道路内造成安全事故。

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权　利　要　求　书

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1.一种既有道路旁高路堑开挖施工方法，其特征在于，包括以下步骤：A、在既有道路边坡面进行锚杆施工，使锚杆进入需开挖的路堑岩体；B、在临坡面搭设防护棚架并与锚杆连接形成整体结构，并在防护棚架内侧安装柔性防护架；

C、对路堑进行逐级开挖施工。

2.根据权利要求1所述的既有道路旁高路堑开挖施工方法，其特征在于，步骤A中锚杆施工前在临近边坡处搭设施工平台，并清理边坡松散岩体。

3.根据权利要求2所述的既有道路旁高路堑开挖施工方法，其特征在于，锚杆施工是在既有道路边坡面施作若干根锚杆，所有的锚杆均匀分布在整个边坡面上。

4.根据权利要求1所述的既有道路旁高路堑开挖施工方法，其特征在于，步骤B中所述防护棚架为双排工字钢棚架，柔性防护架为竹排架。

5.根据权利要求4所述的既有道路旁高路堑开挖施工方法，其特征在于，所述防护棚架贴于岩面设置，且倾斜角度与边坡坡度相适应。

6.根据权利要求1所述的既有道路旁高路堑开挖施工方法，其特征在于，步骤C中路堑开挖施工时根据开挖地质条件、边坡坡率来确定开挖高度，逐级开挖高度不超过3m。

7.根据权利要求6所述的既有道路旁高路堑开挖施工方法，其特征在于，若开挖边坡为岩体，则采用爆破开挖与机械破碎相结合的方式施工。

8.根据权利要求7所述的既有道路旁高路堑开挖施工方法，其特征在于，开挖时先预留既有道路侧5-10m作为天然防护隔墙，待内侧路基采用一般爆破后再进行开挖。

9.根据权利要求8所述的既有道路旁高路堑开挖施工方法，其特征在于，预留的天然防护隔墙段落采用控制爆破或机械破碎开挖。

10.根据权利要求9所述的既有道路旁高路堑开挖施工方法，其特征在于，控制爆破应在内侧开挖形成背离既有道路侧的临空面后进行。

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说　明　书

一种既有道路旁高路堑开挖施工方法

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技术领域

[0001]本发明涉及道路施工领域，具体涉及一种既有道路旁高路堑开挖施工方法。背景技术

[0002]随着建设工程的不断发展，我国的公路里程在不断刷新记录，其中不乏部分新建公路与既有道路存在交叉，形式有上跨、下穿、平交等，在临近已通行公路边坡上进行新建公路路堑开挖或既有道路高路堑扩建施工难度极大，安全风险极高，对既有道路安全运营造成非常大的安全隐患，常规处置办法多以封闭、改移原有道路为原则，但施工周期长、协调难度大、影响既有道路运营、且工程造价较高。在不影响既有道路正常通行的情况下，如何降低新建道路路堑开挖对既有道路的安全风险以及如何快速组织施工高路堑边坡临边防护、开挖施工是施工技术人员研究的重点。发明内容

[0003]本发明目的在于：针对既有道路交通流量大，边坡陡峻且高度较高，新建道路路堑开挖施工时极易有滚石落入既有道路内造成安全事故或影响交通畅通的问题，提供一种既有道路旁高路堑开挖施工方法，该方法既可以保障既有道路交通畅通，节约施工成本，同时又可以避免开挖飞散物、滚石等落入既有道路内造成安全事故。[0004]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：[0005]一种既有道路旁高路堑开挖施工方法，包括以下步骤：[0006]A、在既有道路边坡面进行锚杆施工，使锚杆进入需开挖的路堑岩体；[0007]B、在临坡面搭设防护棚架并与锚杆连接形成整体结构，并在防护棚架内侧安装柔性防护架；[0008]C、对路堑进行逐级开挖施工。

[0009]本发明通过在既有道路边坡面进行锚杆施工，使锚杆进入需开挖的路堑岩体，并在临坡面搭设防护棚架并与锚杆连接形成整体结构，并在防护棚架内侧安装柔性防护架，然后再对路堑进行逐级开挖施工；通过防护棚架及柔性防护架对开挖后向既有道路侧坠落的松散土石方进行兜托，防护棚架可将开挖后的松散岩体的侧压力均匀传递给锚杆，再由锚杆传递至边坡立壁稳定岩层，该方法既可以保障既有道路交通畅通，与常规处置办法相比，能节约施工成本，又可以避免开挖飞散物、滚石等落入既有道路内造成安全事故。[0010]作为本发明的优选方案，步骤A中锚杆施工前在临近边坡处搭设施工平台，并清理边坡松散岩体，以便进行后续边坡面锚杆施工。[0011]作为本发明的优选方案，锚杆施工是在既有道路边坡面施作若干根锚杆，所有的锚杆均匀分布在整个边坡面上，以便与防护棚架连接形成对既有道路旁的整个边坡面起到防护效果。

[0012]作为本发明的优选方案，步骤B中所述防护棚架为双排工字钢棚架，柔性防护架为竹排架。双排工字钢棚架主要是与锚杆相连形成整体受力结构，而防护棚架内侧安装的竹

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排架作为松散土和岩体的柔性防护。[0013]作为本发明的优选方案，所述防护棚架贴于岩面设置，且倾斜角度与边坡坡度相适应，形成一定的倾角以保证工字钢棚架的稳定性。[0014]作为本发明的优选方案，步骤C中路堑开挖施工时根据开挖地质条件、边坡坡率来确定开挖高度，逐级开挖高度不超过3m，以确保开挖稳定性。[0015]作为本发明的优选方案，若开挖边坡为岩体，则采用爆破开挖与机械破碎相结合的方式施工。

[0016]作为本发明的优选方案，开挖时先预留既有道路侧5-10m作为天然防护隔墙，待内侧路基采用一般爆破后再进行开挖，以便形成远离既有道路侧的抵抗线，使得从靠近既有道路侧向远离既有道路侧形成下降的梯段式台阶，从而减少飞石向既有道路侧翻越的可能性。

[0017]作为本发明的优选方案，预留的天然防护隔墙段落采用控制爆破或机械破碎开挖，进一步控制飞石向既有道路侧翻越。[0018]作为本发明的优选方案，控制爆破应在内侧开挖形成背离既有道路侧的临空面后进行，使爆破后松石尽量向远离既有道路侧扬弃。[0019]综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：[0020]本发明通过在既有道路边坡面进行锚杆施工，使锚杆进入需开挖的路堑岩体，并在临坡面搭设防护棚架并与锚杆连接形成整体结构，并在防护棚架内侧安装柔性防护架，然后再对路堑进行逐级开挖施工；通过防护棚架及柔性防护架对开挖后向既有道路侧坠落的松散土石方进行兜托，防护棚架可将开挖后的松散岩体的侧压力均匀传递给锚杆，再由锚杆传递至边坡立壁稳定岩层，该方法既可以保障既有道路交通畅通，与常规处置办法相比，能节约施工成本，又可以避免开挖飞散物、滚石等落入既有道路内造成安全事故。附图说明

[0021]图1为本发明中的既有道路旁高路堑开挖施工方法流程图。[0022]图2为本发明中的坡面锚杆示意图。[0023]图3为本发明中的防护棚架示意图。[0024]图4为本发明中的路堑开挖顺序图。[0025]图中标记：1-既有道路，2-防护棚架，3-锚杆。

具体实施方式

[0026]下面结合附图，对本发明作详细的说明。[0027]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。[0028]实施例

[0029]本实施例提供一种既有道路旁高路堑开挖施工方法；[0030]如图1-图4所示，本实施例中的既有道路旁高路堑开挖施工方法，包括以下步骤：[0031]A、在既有道路1边坡面进行锚杆3施工，使锚杆3进入需开挖的路堑岩体；

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B、在临坡面搭设防护棚架2并与锚杆3连接形成整体结构，并在防护棚架2内侧安

装柔性防护架；[0033]C、对路堑进行逐级开挖施工。

[0034]本发明通过在既有道路边坡面进行锚杆施工，使锚杆进入需开挖的路堑岩体，并在临坡面搭设防护棚架并与锚杆连接形成整体结构，并在防护棚架内侧安装柔性防护架，然后再对路堑进行逐级开挖施工；通过防护棚架及柔性防护架对开挖后向既有道路侧坠落的松散土石方进行兜托，防护棚架可将开挖后的松散岩体的侧压力均匀传递给锚杆，再由锚杆传递至边坡立壁稳定岩层，该方法既可以保障既有道路交通畅通，与常规处置办法相比，能节约施工成本，又可以避免开挖飞散物、滚石等落入既有道路内造成安全事故。[0035]本实施例中，步骤A中锚杆施工前在临近边坡处搭设双排脚手架作为施工平台，并对边坡松散岩体进行清危，以便进行后续边坡面锚杆施工。锚杆施工是在既有道路边坡面施作若干根锚杆3，所有的锚杆以1.5×1.5m间距均匀分布在整个边坡面上，以便与防护棚架连接形成对既有道路旁的整个边坡面起到防护效果。施工锚杆目的是为了将防护棚架与锚杆连接形成整体受力结构，利用防护棚架将开挖后的松散岩体的侧压力均匀传递给锚杆，再由锚杆传递至立壁稳定岩层，因此保证锚杆的抗拔力是施工的关键。锚杆为保证有足够的拉力，需锚固入岩体，并采用全粘结灌浆，锚杆长度根据岩体稳定性、岩质、地勘资料等进行确定，根据此处开挖高度的选择，受力锚杆需满足侧方宽度1.5m，高度3m的散落岩体产生的侧压力，并考虑两倍的安全系数。[0036]本实施例中，步骤B中所述防护棚架2为双排工字钢棚架，柔性防护架为竹排架。双排工字钢棚架主要是与锚杆相连形成整体受力结构，而防护棚架内侧安装的竹排架作为松散土和岩体的柔性防护。防护棚架需考虑开挖形成的松散土体侧压力，竹排架的承受能力等，根据施工经验确定，现场选择双排工字钢棚架，形成双层防护并与锚杆焊接成整体。双排工字钢棚架是指沿坡面以1.5×1.5m间距设置两排工字钢，且两排工字钢交叉点采用螺栓连接固定，靠近坡面一侧的工字钢与锚杆焊接形成整体结构；而竹排架则是通过铁丝固定在双排工字钢棚架内侧，以作为对松散土和岩体的柔性防护。[0037]本实施例中，所述防护棚架2尽量紧贴于岩面设置，且倾斜角度与边坡坡度相适应，形成一定的倾角以保证工字钢棚架的稳定性。双排工字钢棚架与竹排架同步安装，并与边坡锚杆焊接成整体。锚杆应与双排工字钢交叉节点处进行焊接，保证整个防护棚架传力途径明确，均匀受力。若新建道路高于原道路，需在工字钢棚架底部浇筑砼垫层，确保松散土体不顺坡面下溜。[0038]本实施例中，步骤C中路堑开挖施工时需根据开挖地质条件、边坡坡率等确定开挖高度，一般逐级开挖高度不超过3m，以确保开挖稳定性；若边坡为土体，按照3m高度逐级下挖即可，若边坡为岩体，且开挖方量较大，应考虑爆破开挖与机械破碎相结合的方式施工。[0039]本实施例中，根据经验、地质稳定情况，开挖时一般先预留既有道路侧5-10m作为天然防护隔墙，待内侧路基采用一般爆破后再进行开挖，以便形成远离既有道路侧的抵抗线，使得从靠近既有道路侧向远离既有道路侧形成下降的梯段式台阶，从而减少飞石向既有道路侧翻越的可能性。开挖施工顺序如图4中的标记①～⑩所示，台阶高度取3m，其中左侧(③、⑤、⑦、⑨、⑩)为控制爆破或机械破碎开挖段落，右侧(①、②、④、⑥、⑧)为一般爆破开挖段落，预留控制爆破长度按照5-10m进行设计。

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本实施例中，开挖左侧采用浅孔控制爆破开挖时，炮孔按多排呈梅花型布置，炮孔

深度根据现场地形、地质条件确定为1-2m，属浅孔梯段爆破，炮眼间距1-1.1m，排距1m，采用梅花孔型布置，结合岩石种类和地质结构，为达到爆破后人工清渣方便的目的，主炮孔单位耗药量一般为0.1～0.2Kg/m3，靠近既有道路的一列炮孔(边炮孔)和光爆孔单位耗药量为主炮孔的85～90％。控制爆破应在内侧开挖形成背离既有道路侧的临空面后进行，使爆破后松石尽量向远离既有道路侧扬弃。[0041]本实施例中，炮孔装药前应对炮孔进行检查验收，如发现炮孔内有堵塞或积水则应对炮孔进行清理并符合要求后再进行装药。如发现炮孔位置或深度(重锤测尺)与设计有偏差，应由爆破现场技术负责人根据现场情况调整装药和起爆顺序。炮孔采用连续装药结构，边装药边用炮棍捣实。炮孔应严密堵塞，以减少飞石的数量，堵塞材料宜使用泥土，堵塞长度不小于最小抵抗线的0.7倍或者不小于20-30倍的孔径。浅孔台阶爆破采用毫秒延期电雷管网路，排间微差起爆方案。

[0042]本施工方法成功用于某高速公路扩能项目上，匝道与原国道平交口路堑开挖施工，原国道路堑边坡较陡，几乎垂直于路面，原国道作为当地主要通行道路，交通流量大，且重型车辆较多，交通保通要求高。该段路基边线开挖高度约10-16m，长约140m，挖石方量共1.5万m3。运用本工法整个施工过程的成本较常规改移道路成本节约成本约30万元，较封路所需的交通管制及协调费用节约成本约20万元，本工法施工工期短，总体工期节较改移道路节约工期10天左右，经济效益显著。运用本工法进行既有道路侧路堑开挖施工，施工干扰小，施工周期快，未给地方交通出行造成困扰，同时确保了主干道的物资供应连续，同时此方法未进行临时征地改道，施工安全、环保、经济，受到当地、企业、周边村民的一致好评，社会效益较明显，在国内类似施工项目推广前景广阔。同时还解决了如下问题：在路基控制爆破施工中，通过优化爆破参数，严格控制钻孔间距及装药量，大大减小对周边民房的爆破扰动，提高了爆破效率，相比一般爆破施工扰动小、爆破效果好、效率高，经济和社会效益明显，得到建设单位、监理单位一致好评。

[0043]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以本发明，凡在本发明的原理之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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图2

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图3

图4

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