新屋隧道出口高陡邊坡施工技術(shù)

潘建平，鄭文波

(中鐵十八局集團(tuán)渝利鐵路工程項(xiàng)目部重慶石柱409100)

新屋隧道出口高陡邊坡施工技術(shù)

潘建平，鄭文波

(中鐵十八局集團(tuán)渝利鐵路工程項(xiàng)目部重慶石柱409100)

隨著高速鐵路的興建，鐵路沿線將會遇到許多高陡邊坡危巖落石地段。本文結(jié)合工程實(shí)際，闡述了渝利鐵路新屋隧道出口高陡邊坡危巖落石的防治技術(shù)。

高陡邊坡；危巖落石；控制爆破；主動防護(hù)網(wǎng)；錨網(wǎng)噴防護(hù)

1 工程概況

新屋隧道位于重慶市石柱土家族自治縣境內(nèi)，屬新建重慶至利川鐵路（簡稱為渝利鐵路）第Ⅴ標(biāo)段，該隧道出口巖壁陡峭，隧道洞頂植被主要為雜草及灌木。主要不良地質(zhì)為危巖落石及巖堆，危巖落石對出口影響較大，地下水較發(fā)育，無侵蝕性，該隧道為全線重難點(diǎn)工程。

新屋隧道出口面向洞口中線左側(cè)50m、右側(cè)50m范圍內(nèi)刷坡寬度為100m，左側(cè)坡頂高程為1187.90m，隧道中線坡頂高程為1169.94 m，右側(cè)坡頂高程為1148.70 m，且自上而下分級刷坡，每10m高設(shè)一個平臺，其寬度為2m。隧道棚洞頂高程為1079.395m，沿隧道中線的方向上，坡頂?shù)脚锒错數(shù)拇怪备叨葹?0.55m。刷坡面積為10758 m2（含平臺），平均刷坡厚度為6.78 m，刷坡工程量為72939m3。原始地貌的坡度和實(shí)際刷坡線對比，原地貌坡率約為1∶0.15，設(shè)計(jì)刷坡線為1∶0.5。

2 設(shè)計(jì)對高陡邊坡的處理措施

新屋隧道進(jìn)口采用擋墻式洞門，出口采用對稱框架式棚洞門。隧道出口洞頂有危巖落石，洞口施工前對DK223+ 200～+270段面向洞口中線左側(cè)50 m、右側(cè)50 m范圍內(nèi)危巖落石進(jìn)行處理，處理的措施如下：

（1）采用控制爆破沿坡面從上至下清除洞口隧道中線左、右側(cè)50m范圍內(nèi)巖面風(fēng)化裂隙發(fā)育層，根據(jù)現(xiàn)場清除的情況，具體確定危巖清除的范圍。

（2）清方后用紅漆對線路有影響的危巖落石做明顯標(biāo)示點(diǎn)，對巖面拍照并劃分為多個網(wǎng)格并編號，并確定處理措施。

（3）清方后對巖面的卸荷裂隙進(jìn)行補(bǔ)充調(diào)查，發(fā)現(xiàn)一處處理一處，對于卸荷裂隙要做到及時發(fā)現(xiàn)及時處理。

（4）確認(rèn)坡面巖體穩(wěn)定無大的卸荷裂隙后，對坡面掛主動防護(hù)網(wǎng)，并施作錨網(wǎng)噴防護(hù)，錨桿采用Φ22砂漿錨桿長4～8 m，間距1.5m×1.5m，梅花形布置。噴混凝土厚10～15cm,采用主動防護(hù)網(wǎng)施作。

（5）最后對坡面采用噴混植生綠化。

3 高邊坡的處理方案

3.1 工程特點(diǎn)及難點(diǎn)

新屋隧道出口主要巖性為砂巖夾頁巖和泥巖，巖面的卸荷裂隙較多，風(fēng)化嚴(yán)重，節(jié)理發(fā)育，易受自然因素影響，導(dǎo)致大面積碎落，以及局部小型崩塌、落石。為了使松散巖石邊坡不出現(xiàn)落石、崩塌現(xiàn)象，確保鐵路運(yùn)營后的行車安全，設(shè)計(jì)上要求對新屋隧道的出口高邊坡進(jìn)行防護(hù)。由于該邊坡出口巖壁陡峭，僅有一條山間小道能到達(dá)邊坡頂部，且刷坡工程量大，故其施工難度也大，成為渝利線重難點(diǎn)工程。

3.2 施工順序

隧道出口端施工順序如下：（1）對出口樹木進(jìn)行砍伐；（2）按設(shè)計(jì)坡率采用控制爆破自上而下清除邊仰坡風(fēng)化裂隙發(fā)育層；（3）施作主動防護(hù)網(wǎng)；（4）及時分層施作錨網(wǎng)噴防護(hù)；（5）噴混植生綠化。

3.3 針對不同巖層的處理方案

對裸露坡面進(jìn)行數(shù)碼拍照，并進(jìn)行網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格尺寸5m×5m，根據(jù)不同網(wǎng)格區(qū)域裂隙發(fā)育情況及巖面情況采取不同的處理方案。

（1）危巖孤石：對于體積龐大的孤石采用控制爆破炸碎，并清除運(yùn)走；體積較小的孤石直接清除。

（2）對倒立嵌入巖層的石塊，根據(jù)不同情況采用M10漿砌片石進(jìn)行支頂、嵌補(bǔ)。

（3）對巖面卸荷裂隙進(jìn)行調(diào)查，做到及時發(fā)現(xiàn)及時處理。

(4)確認(rèn)坡面無大的卸荷裂隙后，對坡面按主動防護(hù)網(wǎng)進(jìn)行施作，并施作網(wǎng)噴防護(hù)，鋼筋網(wǎng)采用主動防護(hù)網(wǎng)代替。

4 高陡邊坡防治技術(shù)

4.1 控制爆破刷坡

4.1.1 爆破方法

采用風(fēng)動鑿巖機(jī)鉆孔，炮孔方向大致與水平面垂直，采用塑料導(dǎo)爆管非電復(fù)式起爆網(wǎng)路，孔內(nèi)和孔外相結(jié)合的微差爆破網(wǎng)路，直線型起爆網(wǎng)路。爆破時嚴(yán)格控制用藥量，爆破后，使邊坡和山體穩(wěn)定，不松動，爆出的坡面平順，底板平整。

采用等邊三角形布設(shè)炮孔，分布均勻、排列緊密(圖1）。

參數(shù)如下：

圖1 炮孔布置圖

在此定為開挖高度H為2 m，最小抵抗線W=0.6H=1.2（m）

孔深：L＝1.1H=2.2（m）

孔距：a＝1.5(m)

排距：b＝1（m）

炮孔堵塞：h0＝1.2(m)

單個炮孔裝藥量Q（kg），采用2#巖石乳化炸藥，根據(jù)巖石類別及施工經(jīng)驗(yàn)，單耗采用0.25kg/m3,按每管炸藥長20cm算，每孔裝4管。

如爆破時爆破效果不佳，可適當(dāng)減小孔距和排距；如爆破飛石超過安全距離、爆破產(chǎn)生的地震波和空氣沖擊波過大可適當(dāng)減少裝藥量。

4.1.2 爆破網(wǎng)路設(shè)計(jì)

起爆網(wǎng)路如圖2所示。

圖2 起爆網(wǎng)路圖

如圖2所示，從第1排炮至第4排炮炮孔內(nèi)采用3段（50ms）、5段(100ms)、6段（150ms）、7段（200ms）非電毫秒雷管（直至N排炮孔），每排炮孔設(shè)計(jì)爆破間隔時間都為50ms，相鄰炮孔就近并聯(lián)成一束，從最后排炮孔并聯(lián)成束開始，孔外采用1段非電毫秒雷管串聯(lián)至第一排炮孔，直至引爆。

上述參數(shù)確定后，在具體施工時，先進(jìn)行小面積的試爆，根據(jù)試爆效果來適當(dāng)調(diào)整各參數(shù)，優(yōu)化方案，使之適合本工程特點(diǎn)。

4.1.3 工藝流程

施工準(zhǔn)備→鉆孔作業(yè)→裝藥→堵塞→敷設(shè)網(wǎng)路→爆破防護(hù)→警戒、起爆→爆破檢查、爆破總結(jié)

4.1.4 注意事項(xiàng)

為了減少爆破振動，采用預(yù)裂爆破、在炮孔上加蓋裝有砂土的編制袋等措施。

采用粘土堵塞，保證堵塞長度和堵塞密實(shí)。

嚴(yán)格控制最大藥包裝藥量或分段最大藥量。

對炮孔鄰近電力線、橋墩臺等建筑物應(yīng)做好必要的防護(hù)和應(yīng)急措施。

在炮孔裝藥回填施工過程中，細(xì)致操作，防止損壞導(dǎo)爆管，防止導(dǎo)爆管和藥包分離，并加強(qiáng)檢查。

4.2 主動防護(hù)網(wǎng)

SNS柔性主動防護(hù)網(wǎng)主要由柔性鋼繩錨桿、支撐繩和鋼繩網(wǎng)構(gòu)成。主動防護(hù)網(wǎng)系統(tǒng)常用于坡面崩塌、危巖、落石、風(fēng)化剝落、溜坍、溜滑或塌落類地質(zhì)災(zāi)害加固防護(hù)，其明顯特征是采用系統(tǒng)錨桿固定，并根據(jù)柔性網(wǎng)的不同，分別通過支撐繩和縫合張拉（鋼絲繩網(wǎng)和鐵絲格柵），形成對整個邊坡的連續(xù)支撐，從而實(shí)現(xiàn)其主動防護(hù)、加固功能。

4.2.1 防護(hù)網(wǎng)的采購

由于防護(hù)網(wǎng)的特殊工作環(huán)境和對其壽命的特別要求,所用防護(hù)網(wǎng)的質(zhì)量必須得到保證。事先應(yīng)對供應(yīng)商資質(zhì)進(jìn)行認(rèn)真考察,經(jīng)監(jiān)理批準(zhǔn)后才能簽訂采購合同。防護(hù)網(wǎng)到貨后,認(rèn)真檢查出廠合格證和材質(zhì)檢驗(yàn)書,逐件進(jìn)行外觀檢查,并按規(guī)定對其力學(xué)性能進(jìn)行抽檢,全部符合標(biāo)準(zhǔn)后才能使用。

4.2.2 坡面清理

自上而下，逐級地徹底清理刷坡后的坡面,將坡面上殘留的浮土、松動石塊全部清除,并且局部地形需進(jìn)行適當(dāng)加固,避免施工中落石傷人。

4.2.3 錨桿孔定位

按設(shè)計(jì)的位置并結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際地形對錨桿孔位進(jìn)行測量定位。由于坡面巖性砂巖夾頁巖和泥巖，節(jié)理發(fā)育，刷坡后坡面局部凸凹不平,依據(jù)地形條件,孔間距可有10%的調(diào)整量,否則,支撐繩和防護(hù)網(wǎng)可能連接不上。

4.2.4 開鑿錨桿孔口凹坑、鉆錨桿孔

錨桿孔定位以后,先在每一個孔口處開鑿一個深度不小于錨桿外露環(huán)套長度的凹坑,坑的口徑和深度均為20cm,使系統(tǒng)安裝后盡可能緊貼坡面。按錨桿設(shè)計(jì)長度垂直邊坡巖面鉆出錨桿孔,按設(shè)計(jì)深度鉆鑿錨桿并清孔,孔深應(yīng)比設(shè)計(jì)錨桿長度長5cm以上,孔徑不小于Φ22。

法國年鑒學(xué)派的整體史觀認(rèn)為，歷史是一種合力的作用。就是在分析思維上，“反對割裂自然和社會現(xiàn)象，倡導(dǎo)打通史學(xué)和社會科學(xué)的壁壘，突破文化決定論、經(jīng)濟(jì)決定論、地理決定論的單向思維，提倡全面的或整體的歷史才是認(rèn)識與把握文化變遷的客觀手段。[24]”因此，探察桂西壯拳文化變遷動因的底色還須整體上的綜合分析。而“創(chuàng)新是所有文化變遷的基礎(chǔ)”[25]，意即桂西壯拳在不同時代不同價值凸顯的文化創(chuàng)新、不同功能的時代呈現(xiàn)也就是各種動因相互激蕩、博弈、平衡后的結(jié)果。

4.2.5 錨桿孔內(nèi)注砂漿并錨固錨桿

所用砂漿標(biāo)號為M20,普通硅酸鹽水泥,優(yōu)選粒徑不大于3mm的中細(xì)砂,灰砂比1∶1～1∶1.2,水灰比0.45～0.50。由孔底注漿并插入錨桿,注漿過程中若漏漿現(xiàn)象嚴(yán)重,則采用封堵措施及間歇多次注漿法,每次注漿管口均需置于前次注漿砂漿所達(dá)頂面,以保證注漿飽滿,砂漿初凝收縮后,應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)漿。灌漿完成28h內(nèi)不得敲擊和碰撞錨桿,錨桿固定后至少養(yǎng)護(hù)3d。

4.2.6 安裝縱、橫向支撐鋼繩

支撐繩拉緊后兩端用2～4個鋼絲繩卡子將支撐繩卡死,形成縱橫交錯的Φ16橫向支撐繩和Φ12縱向支撐繩與4.5m× 4.5m的網(wǎng)格。

4.2.7 格柵網(wǎng)安裝

從上向下鋪掛格柵網(wǎng)，格柵網(wǎng)間重疊寬度不小于5cm，兩張格柵網(wǎng)間的縫合以及格柵網(wǎng)與支撐網(wǎng)間用Φ1.5鐵絲進(jìn)行扎結(jié)。

4.2.8 鋼絲繩網(wǎng)的安裝

圖3 鋼絲繩網(wǎng)連接圖

5 錨網(wǎng)噴防護(hù)

5.1 錨網(wǎng)噴支護(hù)的原理及支護(hù)參數(shù)

錨網(wǎng)噴支護(hù)是靠錨桿、鋼筋網(wǎng)和混凝土共同作用來提高邊坡巖土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和抗變形剛度，減小巖體側(cè)向變形，從而增強(qiáng)邊坡的整體穩(wěn)定性。

采用主動防護(hù)網(wǎng)代替鋼筋網(wǎng)施作，錨桿采用Φ22砂漿錨桿，長度4m，間距1.5m×1.5m，梅花形布置，施作的錨桿與坡面垂直，全長粘結(jié)，噴混凝土厚度10～15cm。

5.2 錨網(wǎng)噴的支護(hù)順序

噴錨網(wǎng)支護(hù)的施工程序是：搭設(shè)腳手架→制作安裝設(shè)施排水孔→第一次噴射混凝土→錨桿鉆孔、注漿→掛網(wǎng)（用主動防護(hù)網(wǎng)代替鋼筋網(wǎng)）→第二次噴射混凝土→養(yǎng)護(hù)→拆除腳手架。

5.3 錨噴支護(hù)的工作平臺

錨噴支護(hù)搭設(shè)腳手架作業(yè)平臺，鋼管支架立柱應(yīng)置于堅(jiān)硬穩(wěn)定的巖石上，不得置于虛渣上；立柱間距1.5m，以滿足施工操作。搭設(shè)管扣要牢固和穩(wěn)定，鋼架與壁面之間必須楔緊，相鄰鋼架之間應(yīng)連接牢靠，以確保施工安全。

5.4 噴射混凝土施工

噴射作業(yè)之前對機(jī)械設(shè)備、各種管路和電線等進(jìn)行全面檢查及試運(yùn)轉(zhuǎn)。對該多級坡面作業(yè),掌握端部推進(jìn),按先下后上的順序施作,工作縫搭接適當(dāng),沉降縫按圖設(shè)置,埋設(shè)好厚度控制點(diǎn)，二次噴射前要清除工作面浮渣并濕潤。

6 結(jié)束語

新屋隧道出口高陡邊坡防治工程采用控制爆破刷坡、SNS柔性防護(hù)網(wǎng)以及錨網(wǎng)噴防護(hù)技術(shù)綜合治理，能夠減少對坡體的開挖擾動，提高高陡邊坡巖土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和抗變形剛度，增強(qiáng)邊坡的整體穩(wěn)定性，防止落石危害,確保行車安全。

[1]GB50330—2002,建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范[S].

[2]GB 50086,錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范[S].

[3]陳鴻金.錨噴技術(shù)在邊坡防護(hù)中的應(yīng)用[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化, 2007,(6).

[4]杜小蘭.SNS柔性防護(hù)系統(tǒng)在丹界高速公路高陡邊坡防護(hù)中的應(yīng)用[J].建筑與工程,2009,(3).

[5]鄭和平.高邊坡危巖體爆破處理[J].爆破,2006,(2).

熱軋帶肋鋼筋尺寸的正確測量

熱軋帶肋鋼筋是指經(jīng)熱軋成型并自然冷卻、橫截面為圓形且表面帶有兩條縱肋和延長度方向均勻分布橫肋的鋼筋。熱軋帶肋鋼筋按供應(yīng)方式不同，一般分為直條和盤圓條兩種；按其橫肋的形態(tài)不同，可分為帶月牙肋和等高肋兩種。

建筑工程中大量使用的熱軋帶肋鋼筋一般為月牙肋鋼筋。月牙肋鋼筋是19世紀(jì)70年代末期開始研制的。其縱橫肋不相交，在一條橫肋的全長上肋的高度不等，橫肋縱截面呈月牙形。特點(diǎn)是方便生產(chǎn)，強(qiáng)度高，應(yīng)力集中，敏感性小和抗疲勞性能好。

長期以來，我國一直采用稱重法，即采用鋼筋的實(shí)際橫截面積計(jì)算鋼筋強(qiáng)度。有些企業(yè)在鋼筋生產(chǎn)中按負(fù)偏差控制較多，按實(shí)際橫截面積計(jì)算鋼筋強(qiáng)度是合格的。但有時橫截面積過小，鋼筋的整體拉力不足。即按公稱橫截面積計(jì)算鋼筋的強(qiáng)度不合格，會給結(jié)構(gòu)安全帶來潛在的危害。當(dāng)今，熱軋帶肋鋼筋的應(yīng)用量大面廣，其質(zhì)量好壞直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)工程的安全。

《鋼筋混凝土用鋼筋——熱軋帶肋鋼筋》(GB 1499.2-2007)中第8-3條關(guān)于尺寸測量有具體規(guī)定。(1)帶肋鋼筋內(nèi)徑的測量精確到O.1 mm。在測量時，一定要用卡尺卡緊鋼筋內(nèi)徑兩側(cè)(能代表鋼筋直徑的兩個測點(diǎn))，卡尺與兩側(cè)形成的面，應(yīng)與橫截面平行或與鋼筋縱肋垂直，決不能歪斜，稍有傾斜，對精度0.1 mm的標(biāo)準(zhǔn)要求來說，測量所得數(shù)值會相應(yīng)增大。(2)帶肋鋼筋肋高的測量可采用同一截面兩側(cè)肋高平均值的方法，即測取鋼筋的最大外徑。減去該處內(nèi)徑，所得數(shù)值的一半為該處的肋高，應(yīng)精確到0.1 mm。在測量時一定要測取鋼筋內(nèi)徑加兩側(cè)肋(最寬處)為最大外徑，不應(yīng)歪斜形成橢圓度增大數(shù)值。(3)帶肋鋼筋橫肋間距可采用測量平均肋距的方法進(jìn)行測量。即測取鋼筋一面上第一個與第十一個橫肋的中心距離。該數(shù)值除以十即為橫肋間距。應(yīng)精確到O.1 mm。標(biāo)準(zhǔn)在更新，但熱軋帶肋鋼筋尺寸測量規(guī)定沒有改變。測量時還要注意：應(yīng)在鋼筋長度的兩端及中間予以測量。橫截面直徑應(yīng)在每處兩個相互垂直的方向上各測一次，取其算術(shù)平均值，選用3處橫截面中的最小值。

Construction Techniques Used at the New-Room Tunnel Exit Steep Slops

More high cliff falling objects are expected to be threatening the high speed new railways under construction.To solve this problem,the writer of this paper expounds the protection methods used in high slops at the New-room Tunnel Exit

high steep slops；high cliff falling objects；controlled explosion；active protection meshwork；meshwork protection paint

U458

A

1671-9107（2011）10-0021-04

10.3969／j.issn.1671-9107.2011.10.021

2011-06-14

潘建平（1964-），男，高級工程師，主要從事隧道橋梁施工工作。

鄭文波（1974-），男，高級工程師，主要從事鐵路、隧道和土木工程工作。