金溫鐵路K139高邊坡危巖落石綜合治理

郭 睿

(中鐵第四勘察設計院集團有限公司,湖北武漢 430063)

既有金華至溫州鐵路位于浙江省中東部地區,始建于1992年,于1998年全線通車運營。受當時各種條件限制,線路進入麗水境內后,基本沿著甌江江邊,主要以路基及橋梁形式通過。開通至今,沿線發生過多次危及行車安全的病害,經歷過多次的病害整治,有些地段仍然存在影響行車安全的不穩定因素。

1 工點概況

1.1 病害情況

線路右側塹坡巖體受構造等自然營力的影響,形成探頭石或傾向線路的危巖等,山坡上危巖(石)分布廣泛。

通過野外地質調繪,根據地形地貌及危巖(石)的分布特征,把危巖(石)區分為三個區(A、B、C區),平面分布如圖1所示。

A區(K139+820 ～K140+000)：

該區地形險峻,植被發育一般,相對軌面高程最高達200 m,危巖(石)分布較廣,多為危石堆,經調查需要整治的危巖(石)達18處(見圖2)。

B區(K140+000 ～K140+200)：

該區基巖大面積出露,形成陡壁,植被不發育,相對軌面高程最高達107.6 m,危巖(石)廣泛分布,經調查需整治的危巖(石)達21處(見圖3)。

C區(K140+200～K140+550)：

該區地形險峻,植被發育一般,局部基巖大面積出露,相對軌面高程最高達259.7 m,危巖(石)主要分布在上部邊坡,經調查需要整治的危巖(石)達22處(見圖4)。

1.2 既有邊坡防護情況

K139+820～K140+550以半堤半塹形式通過,線路左側為甌江,右側為低山區。線路右側邊坡下部大部分已設漿砌片石護坡(片石混凝土重力式擋墻)接掛網噴混凝土防護,左側邊坡設重力式路肩墻。

線路邊坡經過整治,局部已設防護：DK139+950～DK140+150右側邊坡局部危巖已設主動網防護(約5處),DK139+985～DK140+012右側邊坡已設被動網防護(鋼柱高約2 m),DK140+130～DK140+160局部危巖已設錨索加固。

線路雖經整治,局部地段得到加強,但仍存在眾多隱患危及行車安全。

2 病害成因分析

2.1 氣象成因

該區氣候溫和、雨量充沛,屬亞熱帶海洋性季風氣候區,8～10月份常為臺風暴雨所侵襲,年平均降雨量1 571 mm,雨季集中在5、6月份,易發洪水。

圖1 危巖落石平面分布

圖2 A區典型危巖(石)

圖3 B區典型危巖(石)

2.2 地貌成因

該工點屬低山丘陵區,右側山坡植被發育一般,多以低矮植物為主,自然坡度約40°～50°,局部為陡崖。右側山坡相對軌頂高程約為84～259 m,裸露基巖大面積出露,局部沖溝發育。

2.3 構造成因

圖4 C區典型危巖(石)

該區在大地構造上屬華南褶皺系,為加里東期褶皺回旋之年輕地臺,中生代巖漿活動強烈。由于基底固結程度高,在陸緣活動階段,自印支期及燕山早期,斷裂活動十分發育,其承襲基底的北東向斷裂,至燕山晚期斷裂偏轉后,北北東向等斷裂也得到發育。

2.4 力學成因

線路左側臨江,下伏地層主要為侵入花崗巖,由于河谷不斷下切,在河谷岸坡下形成卸荷裂隙,同時路塹邊坡開挖使得原有巖石裂隙得到進一步發展,且路塹邊坡開挖本身也可形成新的卸荷裂隙,由該裂隙引起的拉應力作用于巖體形成新的張裂隙,邊坡越高,張裂帶也越寬。在重力及裂隙水的靜水壓力、裂隙水的凍結而產生的楔開效應、植物根須的膨脹壓力等其他外力共同作用下,超過了巖體強度,形成了危巖落石。

3 治理措施

根據既有治理措施調查,結合該段邊坡危巖落石發育特點,針對具體危巖(石),本著綜合治理的原則,依據實際情況制定切實有效的措施：對較大危巖采取主動網 +錨索加固；對單獨大體積危石采取錨索 +錨桿或支撐；對小危石采取錨桿或清除；對由小塊石組成的巖堆采取主動網 +錨桿；天溝設被動網。

對于A區,天溝上部設被動網一道,塹頂設主動網+錨索加固,其余危巖(石)堆設主動網 +錨索防護,小塊危巖(石)設錨索或錨桿加固,具體措施見表1。

表1 A區治理措施

對于 B區,下部邊坡設被動網兩道,大塊危巖(石)設主動網 +錨索加固,局部小塊危巖(石)設錨索或錨桿加固,具體措施見表2。

表2 B區治理措施

對于 C區,天溝上部設被動網一道,大塊危巖(石)設主動網 +錨索加固,局部小塊危巖(石)設錨索或錨桿加固,具體措施見表3。

4 整治效果

該工程于2006年底施工完畢,歷經三年的運營,經運營單位反饋的消息,施工后該段高邊坡路基沒有出現新的危及行車安全的隱患,說明該邊坡的綜合治理是成功的。

5 結論

危巖落石邊坡應通過野外調繪查明危巖落石分布范圍、位置、類型及穩定程度,通過對危巖危石編號制定具體的整治措施。

對較大危巖采取主動網 +錨索加固,對單獨大體積危石采取錨索 +錨桿或支撐,對小危石采取錨桿或清除,對由小塊石組成的巖堆采取主動網 +錨桿,邊坡下部設被動網防護。

表3 C區治理措施

[1]TB10027—2001 鐵路工程不良地質勘察規程[S]

[2]沈明榮.巖體力學[M].上海：同濟大學出版社,2006

[3]鐵道部.鐵路工務技術手冊：路基.北京：中國鐵道出版社,1995

[4]李海光,等.新型支擋結構設計與工程實例[M].北京：人民交通出版社,2004.2

[5]鐵道第一勘察設計院.鐵路工程地質手冊[M].北京：中國鐵道出版社,2001

[6]GB50021—2001 巖土工程勘察規程[S]