路桥工程深基坑顺岩层高边坡的支护施工技术研究

路桥工程深基坑顺岩层高边坡的支护施工技术研究

李伟芳 

邵阳公路桥梁建设有限责任公司 422000

摘要：在交通基础设施建设中，深基坑和高边坡的支护施工面临着许多技术挑战。地质条件的复杂性、现有施工方法的局限性以及材料和设备的选择，都对支护施工的质量和安全性提出了更高的要求。面对这些挑战，寻找有效的对策和提升方法是当前亟待解决的问题。基于这些问题提出对策和建议，以供参考。

关键词：路桥；深基坑；顺岩层高边坡；支护施工

1、深基坑与顺岩层高边坡的特性分析

1.1深基坑的形成原因与特点

深基坑的形成往往与地质构造紧密相关。不同地质构造下的基坑形成机制存在显著差异，如断裂带、褶皱等地质构造可能导致基坑地层的不均匀性和复杂性。这种不均匀性增加了基坑施工中地层稳定性的挑战。

施工方法在基坑地层中的选择对地层有着直接的影响。传统的挖土法、分层开挖法以及现代的复合支护技术等施工方法在执行过程中对地层的影响程度各异。选择合适的施工方法不仅要考虑效率和成本，还需考虑其对地层稳定性和环境影响。

1.2顺岩层高边坡的形成原因与特性

顺岩层高边坡的形成与岩石性质密切相关。岩石的强度、韧性、裂缝及节理等性质直接影响边坡的稳定性。高强度和低韧性的岩石在边坡中容易形成裂缝和滑坡，增加边坡的稳定性风险。

岩石性质与坡度之间存在明确的关系。陡峭的坡度在弱岩石地区可能会导致边坡失稳，而在高强度岩石地区，适度的坡度可以提高边坡的稳定性。因此，在设计顺岩层高边坡时，必须根据岩石性质选择合适的坡度[1]。

水文地质因素是影响顺岩层高边坡稳定性的重要因素。地下水位的变化会对边坡造成季节性或长期性的压力变化，从而影响边坡的稳定性。水文地质调查应充分考虑地下水流动、蓄水层和渗透性等因素，以准确评估地下水对边坡稳定性的影响。

2、存在的支护施工技术问题

2.1地质条件复杂性导致的技术难题

地质条件的复杂性为支护施工带来了技术挑战。不同的地质结构和特性要求支护方案的高度适应性和灵活性。在地质条件复杂的地区，如断层、褶皱、多种岩性交错等，需要针对性的支护设计和施工方法，以确保施工安全和效率。

2.2岩层稳定性问题

岩层的稳定性是支护施工中的核心问题。岩层中存在的节理、裂缝、变形以及岩石的力学性质变化都可能导致支护结构的失稳。为了确保岩层稳定性，需要进行详细的岩石力学测试和岩层稳定性分析，以确定合适的支护方法和结构设计。

2.3地下水对施工的影响

地下水的存在和变化对支护施工有着重要的影响。高地下水位可能导致施工现场积水，增加施工难度和风险。此外，地下水流动还可能冲刷支护结构，降低其稳定性。因此，在支护施工前，必须进行地下水勘查和分析，制定合适的地下水管理和排水方案。

2.4现有施工方法的局限性

现有的支护施工方法存在一定的局限性。某些方法可能无法适应特定的地质条件或支护需求，导致施工效果不佳或施工成本增加。为了克服这些局限性，需要开发和引入新的支护技术和方法，提高支护施工的适应性和灵活性。

2.5传统支护材料的应用局限

传统的支护材料，如混凝土、钢材等，虽然在支护施工中应用广泛，但也存在一些应用局限性。例如，某些材料在特定环境条件下可能容易腐蚀或疲劳，影响支护结构的使用寿命和稳定性。为了提高支护施工的可靠性和持久性，需要研究和开发新型的、适应性强的支护材料。

2.6施工效率与安全性的矛盾

施工效率与安全性在支护施工中常常存在矛盾。为了提高施工效率，可能会采取一些风险较大的施工方法或使用较便捷的支护材料。然而，这些做法可能会降低施工安全性，增加事故风险。因此，必须在确保施工安全的前提下，寻求提高施工效率的方法和技术，实现效率与安全的平衡。

3、支护施工技术的关键要素

3.1支护结构设计原则

支护结构的设计是支护施工成功的关键。设计应遵循先进的工程力学原理和经验法则，确保结构在各种荷载作用下保持稳定。设计时需要考虑结构的刚度、韧性和变形性，以及与周围地层的相互作用。同时，结构的设计应具有灵活性，能够适应不同的地质条件和施工需求。

3.2结构稳定性与安全性的要求

支护结构的稳定性和安全性是最基本的要求。结构应能够承受地下水压力、土压力以及其他外部荷载，保证长期稳定运行。此外，支护结构的安全系数应满足相关标准和规范，确保在各种极端条件下都不会发生失效或倒塌。

3.3适应不同地质条件的设计考虑

设计支护结构时，必须考虑不同地质条件下的特点和挑战。例如，在软土地区，需要采用柔性支护结构和有效的排水系统；在硬岩地区，应考虑岩石的强度和稳定性，选择合适的支护方法和材料。设计应充分考虑地质调查和地质分析结果，确保支护方案与地质条件相匹配。

3.4施工材料与设备选择

选择适宜的施工材料和设备对支护施工的成功起到了决定性的作用。在材料选择上，首先要考虑其机械性能，确保其在施工过程中能够承受所需的载荷和应力，如高强度的钢材能够提供足够的支撑力[2]。同时，耐腐蚀性和耐久性也是关键因素，特别是在潮湿或化学环境下，应选择具有良好耐腐蚀性和长久使用寿命的材料，例如耐腐蚀的复合材料。施工设备的选择同样至关重要，它们应当是先进、高效的。这些设备不仅需要能够完成基本的施工任务，如挖掘、安装和固定等，还应当具备一定的适应性和灵活性，以应对不同的施工环境和条件。例如，一台可以调整工作角度和深度的挖掘机，或是能够自动调节工作参数的固结设备，都能大大提高施工效率和质量。

3.5高强度、高韧性材料的应用

高强度和高韧性的材料在支护施工领域展现出了其显著的应用潜力和价值。这些材料具备出色的结构性能，能够有效地提升支护结构的整体稳定性和安全性水平。特别是在承载重大荷载或面临复杂地质条件的施工环境中，高强度的钢材能够确保结构有足够的抗压和抗弯能力，从而保证结构不易发生变形或破坏。复合材料也在这方面展现出其独特的优势，尤其是在耐久性和耐腐蚀性方面。复合材料通常由多种材料组成，通过合理的组合和设计，可以有效地抵抗化学腐蚀、紫外线辐射以及其他外部环境因素的侵蚀，从而延长支护结构的使用寿命。

3.6先进的施工设备与技术

先进的施工设备和技术在支护施工中占据了核心地位。在施工设备方面，如高效的挖掘机、精确的钻机以及高性能的固结设备，它们的应用显著提升了施工的效率和准确性。通过这些设备，能够更精细地控制施工过程，从而降低了施工过程中的人为误差，并有效减少了人工劳动，进一步降低了施工风险。在施工技术方面，数值模拟和自动化控制技术也逐渐展现出其重要价值。通过数值模拟技术，能够对施工前的地质条件进行详细的分析和预测，从而为施工过程提供科学的指导。而自动化控制技术则能够实时地监测施工过程中的各种参数，当检测到异常时，能够迅速做出相应的调整，确保施工的顺利进行。

4、提升支护施工技术的对策与建议

4.1地质勘察与分析加强

地质勘察在支护施工中具有至关重要的地位，它为施工提供了不可或缺的基础信息。当采用先进的地质勘察技术，如地质雷达和地球物理勘探时，可以显著提升勘察的效率和准确性。这些技术不仅能快速获取地下结构的图像，还能探测隐蔽的地质异常，为施工过程中的地质风险评估提供有力支持。为确保地质信息的完整性和准确性，深入的地层分析和评估显得尤为重要。通过对地质样本的实验室分析和现场测试，可以获取更为详实的地质数据，为支护施工提供更可靠的技术参考。这种全面而细致的地质勘察工作，为支护施工的顺利进行奠定了坚实的基础。

4.2支护施工技术的创新与应用

为提高支护施工的技术水平，关键在于不断地推动技术的创新与应用。在材料科学领域，对新型支护材料的研发已成为一个重要方向。例如，高性能复合材料，由于其独特的组合性能，不仅具备高强度和高韧性，还能适应各种复杂的地质环境。此外，生物材料的应用也逐渐受到关注，它们不仅具有良好的生物相容性，还能在一定程度上降低环境影响。同时，在施工技术方面的革新同样不容忽视。引入先进的施工工艺和设备，如自动化施工机械和智能控制系统，能够显著提高施工的效率和精度。这些新技术和设备，结合现代的工程管理方法，可以有效地减少人为误差，提高施工质量，并缩短施工周期。

4.3施工管理与监控强化

强化施工管理与监控对支护施工的成功至关重要。在实施施工管理时，建立严格的施工规范与标准是关键步骤。这些规范不仅明确了施工过程中的每一环节应遵循的操作步骤，还确保了工程质量和安全性得到有效控制。在此基础上，对施工现场的管理和监控需要采用实时、精准的方法。通过应用先进的监控设备和技术，如高精度传感器和无人机监测系统，能够对施工过程进行全方位的实时监测和数据采集[3]。这些数据可以立即传输到监控中心，进行深入的分析和评估，从而及时识别出潜在问题并采取有效措施加以解决。

4.4新型支护材料的研发与应用

新型支护材料的研发和应用对于提升支护施工技术至关重要。当前的研发重点逐渐转向高性能材料，这些材料不仅具有出色的力学性能，如高强度和高韧性，而且在各种环境中都表现出良好的耐腐蚀性。这些性能的材料特别适合应对复杂和多变的地质条件，如软土、岩石或高地下水位等，确保支护结构能够长期稳定运行。实际施工中，应用新型支护材料不仅可以提高支护结构的稳定性，还能增强其持久性。这些材料能有效地减少由于地质变化或环境因素引起的损伤和劣化，延长支护结构的使用寿命。此外，新型支护材料的广泛应用还有助于降低施工成本和维护费用，从而在经济效益上也带来了显著的优势。

4.5施工方法的技术革新与提升

对施工方法的技术革新和提升对于支护施工效率和质量的提升起到了关键作用。随着科技的进步，现代施工领域正逐步引入更为先进的施工技术和设备。例如，自动化施工机械在施工过程中能够实现高效、精准的作业，不仅提高了施工速度，还大大减少了对人工的依赖，降低了施工中的人为误差。此外，智能施工系统的应用也逐渐成为施工现场的新趋势。这些系统能够集成多种传感器和控制设备，实时监测施工过程中的各项参数，并根据数据进行智能调控，确保施工过程稳定、高效。

4.6实时监控与反馈机制的建立

建立实时监控与反馈机制是保障支护施工顺利进行的重要手段。通过实时监测施工现场的各项活动，能够确保所有的施工过程都在预定的技术指标和安全标准内进行。先进的监控设备，如高精度传感器和高清摄像头，能够全方位地捕捉施工现场的各种动态数据。这些监测数据经过精密的分析后，能够为施工团队提供实时的反馈信息。例如，当检测到施工过程中出现的异常或偏差时，系统可以立即发出警报，通知相关人员进行调整或处理。这样的反馈机制不仅有助于及时发现并解决施工中的问题，还能确保施工质量和安全性得到持续的监控和控制。

结语

综上所述，为了确保支护施工的质量和安全，文章提出了一系列的技术对策与建议。通过加强地质勘察和分析、推动支护技术创新、引入新型材料和设备、以及强化施工管理和监控，都能有效提升支护施工的技术水平。期望这些对策和建议能够为支护施工提供有力的技术支持，促进支护施工的健康、高效和安全发展。

参考文献：

[1]公丽艳.高边坡支护技术在路桥工程中的应用分析[J].运输经理世界,2022(32):95-97.

[2]王卫强,朱俊霖,闫帆,等.不同深基坑支护参数对邻近高边坡稳定性的影响[J].大连交通大学学报,2022,43(05):63-69.

[3]李浪花,杨秀明,刘攀.深基坑顺向岩层高边坡的支护施工研究[J].住宅与房地产,2019(16):192.