關志娟

（廣東大潮高速公路有限公司，廣東 梅州 514000）

0 引言

現(xiàn)階段，公路邊坡工程的排水防護體系主要采用漿砌片石、混凝土預制塊或現(xiàn)澆混泥土急流槽、水溝等排水結構和施工方法。在實際工程建設中，上述傳統(tǒng)排水結構和施工方法的工程量巨大，機械化程度低，導致施工工期長；特別對于山區(qū)公路建設，由于交通不便，材料搬運到工點困難，需要投入大量的人力勞動，導致施工效率極低；且旱季通常集中力量投入主體工程施工，導致雨季來臨前才投入人力、機械設備、材料開展附屬排水工程施工，組織難度大[1-4]。鑒于傳統(tǒng)的排水結構和施工方法與工程建設的發(fā)展要求不相適應，有必要開發(fā)一套施工效率高、勞動力消耗小的護坡排水結構和施工方法，以解決邊坡護坡排水工程嚴重滯后主體工程建設的問題。

本文針對傳統(tǒng)邊坡護坡排水結構和施工作業(yè)方式中工期長、工作量大、效率低、人力勞動消耗大等問題，基于輕質高分子材料對新型預制裝配式生態(tài)環(huán)保護坡排水系統(tǒng)的材料性能、結構構件形式和施工工藝進行研究，提出一種新型預制裝配式生態(tài)環(huán)保護坡排水系統(tǒng)的設計施工方法，為其應用于山區(qū)不良巖質邊坡和高填土路堤邊坡的排水護坡奠定理論基礎，為廣東省高速公路邊坡排水護坡的設計、施工和質量控制提供應用依據(jù)和量化指標。

1 生態(tài)環(huán)保護坡排水系統(tǒng)裝配式方案

1.1 工程概況

本文以廣東大埔至潮州高速公路（含大埔至漳州支線）工程（大潮高速）為依托，選取一個路堤邊坡為試驗邊坡，驗證新型裝配式生態(tài)環(huán)保護坡排水系統(tǒng)的可行性。

路塹邊坡位于大鋪縣楓朗鎮(zhèn)境內，于擬建高速公路測設里程LAK2+500～LAK2+704處，長204米，最大填土高度11.7米，基本只有一個分級。該路塹邊坡區(qū)屬低山丘陵地貌，微地貌為山間洼地，地勢平穩(wěn)，地形起伏小。邊坡采用臺階式分級邊坡，分為兩級，上緩下陡，第一級高8.4m，第二級高3.7m，自下向上坡率分別為1:1.5、1:1.75，平臺寬度均為2m，其中一級平臺長120m，二級平臺長30m。

1.2 方案設計

邊坡排水系統(tǒng)設計方案由路基排水方案和坡面排水方案組成，路基排水方案包括路基縱向邊溝、排水溝、截水溝、盲溝，設置急流槽和跌水槽，設置線外排水溝，坡體深層排水。坡面排水方案結構橫向排水骨架槽間距為3m，縱向排水骨架槽間距為4m，橫向排水槽與坡面水平方向夾角為45°。邊坡的排水結構如圖1所示。

圖1 人字形排水骨架整體布置示意圖

1.3 組合式排水結構組成

構件由四通接頭、人字形兩通接頭、縱向排水槽、橫向排水槽、鉚釘以及帶圓孔墊片六部分組成。四通接頭上下連接縱向排水槽，左右連接橫向排水槽，由此組成一個結構單元；兩個橫向排水槽通過人字形兩通接頭連接形成人字形橫向排水構件；構件與構件之間通過類似“瓦片搭接”的方式進行連接以消除溫度應力，沿水流方向由上部構件搭接在下部構件，搭接長度為10-15cm，保證上部構件的雨水流入下部構件時不會在連接位置處發(fā)生滲漏現(xiàn)象；采用鉚釘錨固的方式將預制構件穩(wěn)固于坡面上，實現(xiàn)裝配式排水結構的排水和附加穩(wěn)定邊坡的功能?？v向排水骨架之間的間距設計為300cm，橫向排水骨架之間的間距設計為400cm，橫向排水骨架與縱向排水骨架的設計角度為45°。結構圖如圖2所示。

圖2 結構構件與位置關系圖

1.4 組合式排水結構材料

構件采用改性PVC材料制作，其價格適中，耐久性良好（廠家保證可用20年），加工技術成熟。PVC是世界上產(chǎn)量最大的通用塑料，在建筑材料、工業(yè)制品、日用品、管材、電線電纜、包裝膜、發(fā)泡材料、密封材料等方面均有廣泛應用。通過添加抗老化、抗紫外線成分，PVC的性能可顯著改善，耐候性大大提升。

2 安裝工藝

對于該邊坡工程，按坡面整修、測量放樣、基槽開挖、預制結構安裝、細土回填夯實、噴播植草和竣工驗收工序施工，其中預制構件的安裝順序總體上遵循自下而上和先裝四通接頭后裝排水槽的原則。

邊坡排水結構的具體安裝工序如下：

1）進行鉚釘抗拔試驗，采用專用鉆孔設備在邊坡坡面上選擇適當位置進行鉚釘孔鉆孔，待鉆孔深度達到設計值后，將鉚釘打入鉚釘孔進行抗拔實驗。如果鉚釘抗拔力滿足設計要求，則此邊坡采用實驗鉚釘?shù)拈L度；如果鉚釘抗拔力不滿足設計要求，重新鉆孔，采用大一號的鉚釘打入鉚釘孔進行抗拔實驗，直至抗拔力滿足設計要求，采用抗拔力滿足設計要求的鉚釘。

2）安裝四通接頭，自線路方向依次將四通接頭安放入已挖好的槽中，調整好位置后將鉚釘通過預留孔打入邊坡中，固定在邊坡上。

3）安裝下排縱向排水槽，自線路方向依次將縱向排水槽安放在邊坡基槽中，安放時應注意將豎向排水槽插入已安裝好的四通接頭的上槽口之下，調整好位置后通過鉚釘進行固定。

4）安裝左右橫向排水槽，自線路方向依次將橫向排水槽搭接在已安裝好的四通接頭左右槽口之上，調整好位置后通過鉚釘進行固定。

5）安裝兩通接頭，自線路方向依次將兩通接頭搭接在已安裝好的兩個橫向排水槽之上，并通過鉚釘進行固定，使得兩橫向排水槽連為一體。

6）重復以上工序，依次往上連接其余構件，直至完成整個結構的安裝。要注意的是，安裝豎向排水槽時，應將豎向排水槽上端插入其上的四通接頭下槽口之下，將排水槽的下端直接搭接到其下的四通接頭上槽口之上。

路塹邊坡現(xiàn)場施工圖如圖3所示。

圖3 邊坡現(xiàn)場施工圖

3 技術經(jīng)濟評價

3.1 技術評價

1）材料耐久性。采用永久性護坡排水結構時，護坡結構在邊坡環(huán)境條件下，材料耐久性可達15年。

2）材料輕質、高強。采用樹脂、淀粉、纖維素和材料性能改性助劑，按一定比例配合，在保證材料質量輕的前提下，可滿足吊裝、安裝和小坡面荷載所需的強度要求。

3）生態(tài)環(huán)保。當結構超過使用年限，可簡單拆卸進行材料回收，并重新安裝新的護坡排水結構。

4）施工快捷。護坡排水結構構件之間的連接接頭采用搭接、錨固或熔接的方式，結構安裝快捷。

3.2 經(jīng)濟指標

1）減少了施工工作量。采用預制裝配式護坡排水結構，工序簡單，只需要較少的工作人員和較短的工作時間就能完成施工。

2）縮短了施工工期。采用預制裝配式護坡排水結構，施工工序簡單，只需要將排水結構構件按編號在邊坡坡面上擺放好，通過搭接或熔接的連接方式便能將護坡排水結構連接成整體，在結構上預設的錨固孔插入錨固釘，即能完成整體結構的施工，相對于傳統(tǒng)護坡排水結構極大地縮短了施工時間。

3）減少了人力勞動。采用高分子材料作為護坡排水結構材料，材料具有輕質、高強的特征，實現(xiàn)了結構構件尺寸大和空心結構斷面，從而降低材料人工搬運的次數(shù)。

4）減少了工程費用。采用低價和可再生高分子材料作為護坡排水結構材料，減少了水泥的使用，生態(tài)環(huán)保。

4 結論

本文提出的新型預制裝配式生態(tài)環(huán)保護坡排水系統(tǒng)施工技術是在工廠批量標準化流水生產(chǎn)，運輸至施工現(xiàn)場后組合拼裝的施工方法，該技術生產(chǎn)機械化程度高，受自然環(huán)境影響小。

與現(xiàn)澆施工技術相比，該施工技術采用輕質高分子材料作為護坡排水結構材料，在保證整體結構滿足強度和穩(wěn)定性要求的前提下，極大地降低了結構構件的重量，不僅可以大量減少材料搬運所消耗的勞動力，且生態(tài)環(huán)保。該施工技術在綜合考慮護坡排水結構的材料性能和結構形式，研究結構構件斷面和節(jié)點形式及接頭連接方式，確保護坡排水結構穩(wěn)定可靠的前提下，實現(xiàn)了安裝快速、便于檢查維修和更換構件的要求，解決了傳統(tǒng)護坡排水結構施工工期長、效率低及不便維護等缺陷。