隧道地段危巖落石防護系統

閆國英

摘要：由于隧道地段危巖落石災害分布零散，通常規模有限，爆發隨機性強，出于不同的防治目標提出了種類繁多的防治技術。下面以貴廣線毛家隧道地段及粟家左右線隧道為例簡述危巖落石的系統防護。

關鍵詞：隧道 危巖落石 防護

1 工程概況

貴廣鐵路在桂林設有桂林西站及桂林北站，毛家隧道地段除有毛家隧道外還有桂林西站到桂林北站的粟家村右線隧道及粟家村左線隧道，3個隧道通過同一座山體，由于3個隧道施工中相互擾動以及桂林雨水較多，山體受雨水沖刷嚴重，呈溝壑狀，形成的危巖落石較多；單一防護很難有效的防護，此地段采取綜合防護措施，下面以圖例具體說明。

2 危巖落石清理、錨網噴、排水、被動防護網結合防護

如圖2-1所示此處為粟家右線隧道進口處且靠近毛家右線大橋，山體上一側植被較少，松石較多，有大型危巖1處如圖2-2所示。此處采用主動防護體系中的危巖落石清理、錨網噴與被動防護體系中的被動網結合防護。

2.1 危巖落石清理 由于山體距離橋梁較近，為防止清理下來的巖石對橋梁或墩身造成碰撞，清理危巖落石前在橋梁與山體之間設置型鋼排架防護，排架地面以上高度4m，靠山體側配掛廢舊輪胎做緩沖保護。危巖落石從山頂至山腳逐層清理，大型危巖落石采取松動爆破，防止對母巖造成擾動。危巖落石清理的優點是簡單、經濟；缺點是手工清理效率較低，爆破清理安全要求較高，并且可能造成巖體進一步松動。

2.2 錨網噴 危巖落石清除后對坡面采用掛網錨噴防護，錨網噴錨桿采用Φ25mmHRB400鋼筋，錨桿與坡面垂直，間距1.5m×1.5m，梅花形布置，單根長度5m，鋼筋網片采用Φ8mmHPB300鋼筋，間距20cm×20cm，噴射混凝土厚度為10cm。錨網噴優點是快速有效；缺點是可能造成巖體失穩。針對錨網噴可能造成巖體失穩的缺點此處還設有被動防護網。

2.3 排水 噴砼面設置泄水孔，間距2m×2m，孔深1m，泄水孔采用Φ50打孔波紋管外裹無紡布。排水作為輔助性主動防護，其作用是阻止地表水體進入危巖區域并入滲。排水雖施工簡單方便但作用突出，在危巖落石防止工程中的經濟有效性是極高的。

2.4 被動防護網 被動防護體系防治理念在于發生落石后進行有效攔截，保護被威脅對象使其不致產生危害[1]，被動防護體系在理論上可以攔截大體積危巖落石，但經濟費用極高，實際工程中通常與主動防護體系結合使用。此處已進行危巖落石處理及錨網噴的主動防護，主動防護體系過程中很難避免有遺漏及隱患，比如錨網噴施工中鉆孔、注漿等對本身穩定性較差的巖體擾動可能造成失穩；鑒于上述情況，在山坡及坡腳增加兩處4m高被動防護網進行防護如圖2-3。

3 危巖落石清理、嵌補、勾縫、主動防護網、被動防護網結合防護

如圖3-1所示此處為毛家隧道出口，山高約80m，邊坡陡峭，有大量孤石。

3.1 危巖落石清理、嵌補、勾縫 危巖落石需從上至下逐層清理，對于清理困難、體積較大的危巖進行加固，裂隙較小的進行勾縫處理；危巖下凹陷的部位進行嵌補處理，如圖3-2。

3.2 主動防護網 主動防護網是近年興起的柔性防護技術， 其原理是錨桿與穩定巖層相連接，鋼絲繩在與錨桿相連接，然后拉緊鋼絲繩網，使得鋼絲網、錨固系統對不穩定危巖塊體提供支持力。毛家隧道出口施工前為采石廠，已無淺表巖層，無大型危巖落石，從施工時間、經濟性、環境影響綜合考慮此處進行主動防護網施工較為合理。

3.3 被動防護網 于隧道出口仰坡平臺上設一道被動防護網，如圖3-1。

4 鋼軌柵欄、明洞結合防護

如圖4-1所示目前正在施工的明洞為粟家村右線隧道出口，原明洞施工完畢后右側小型危巖落石較多且主被動防護網都難以施工，此處增加棚洞15m。并且于隧道出口仰破上設置鋼軌柵欄進行防護。

4.1 鋼軌柵欄 鋼軌柵欄是用漿砌片石或混凝土做基礎，廢鋼軌或者混凝土做立柱，橫桿用廢鋼軌；鋼軌柵欄混凝土需用量少，需求較少勞動力，施工方便。從經濟性、實用性及現場情況綜合分析，粟家村右線隧道出口處山坡上施工鋼軌柵欄比較合理。

4.2 明洞 粟家村右線出口明洞形式為雙耳墻式明洞，明洞可以直接保護被保護對象，明洞和棚洞的優點是直接保護被保護對象，可以盡量短地通過落石威脅區，通常投資較大，后期需要過載維護，盡管可通過填土緩沖，但抗沖擊能力有限，適用于防護小型落石威脅的隧道洞口區域，也可以同其他主被動落石防治技術聯合使用[2]。但由于此處地形所限制，用明洞加長的方法來防護危巖落石是較合理的。

5 噴錨網、危巖落石清理相結合

5.1 危巖落石清理 毛家隧道進口左側路塹頂有大型孤石，如圖5-1，此處危石加固比較困難；由于后期無砟軌道已施工，機械無法上去鑿除，采用人工用風鎬鑿除，鑿除后如圖5-2。

5.2 噴錨網 噴錨網護坡中的錨桿采用4mφ18HRB400螺紋鋼，錨桿與坡面垂直施作，鉆孔直徑49mm，孔內灌注M35水泥砂漿，錨桿采用梅花型布置，間距2.0m。噴錨網完成后如圖5-2。

6 被動防護網與攔石墻相結合

毛家隧道緊接東家山雙線特大橋，東家山雙線特大橋2#墩右側為毛家隧道右側山體延伸段，山高約70m，地面10m以上山體坡度太大，不利于嵌補。此處防護為：山坡及坡腳各設一道被動防護網，坡腳被動防護網與2～3#墩間設攔石墻，如圖6-1。

7 結語

凡事預則立，不預則廢。危巖落石需根據現場的地形、地貌、地質再結合經濟性、實用性采用兩種或多種防護措施來達到防護的目的。

危巖落石防護技術可分為兩大類：主動防護技術和被動防護技術。主動防護技術適用于勘察確定的、大型危巖體治理；主動防護技術的原理是通過錨固、支撐等措施增加危巖的穩定性，從而達到不失穩、不致災的目的。主要方法有錨網噴、主動防護網；輔助方法有危巖清理、嵌補、注漿、勾縫、排水等。被動防護技術適用于受危巖落石威脅下的防護，原理是在危巖落石和被保護的對象之間設置一個攔截帶，起到危巖落石不能到達被保護對象的目的而避免致災。雖然理論上被動防護體系可以攔截無限大的危巖落石，但從經濟性及實用性考慮，被動防護技術用于主動防護技術的輔助更為合理。

參考文獻：

[1]陳洪凱，等.危巖防治原理[M].北京：地震出版社，2006.

[2]葉四橋，陳洪凱，唐紅梅，等.危巖落石防治技術體系及其特點[A].自主創新與持續增長第十一屆中國科協年會論文集[C].2010.

[3]張海亮.危巖落石報警系統施工技術及應用[J].黑龍江科技信息，2013（21）.