隧道地段危岩落石防护系统

闫国英

摘要：由于隧道地段危岩落石灾害分布零散，通常规模有限，爆发随机性强，出于不同的防治目标提出了种类繁多的防治技术。下面以贵广线毛家隧道地段及粟家左右线隧道为例简述危岩落石的系统防护。

关键词：隧道 危岩落石 防护

1 工程概况

贵广铁路在桂林设有桂林西站及桂林北站，毛家隧道地段除有毛家隧道外还有桂林西站到桂林北站的粟家村右线隧道及粟家村左线隧道，3个隧道通过同一座山体，由于3个隧道施工中相互扰动以及桂林雨水较多，山体受雨水冲刷严重，呈沟壑状，形成的危岩落石较多；单一防护很难有效的防护，此地段采取综合防护措施，下面以图例具体说明。

2 危岩落石清理、锚网喷、排水、被动防护网结合防护

如图2-1所示此处为粟家右线隧道进口处且靠近毛家右线大桥，山体上一侧植被较少，松石较多，有大型危岩1处如图2-2所示。此处采用主动防护体系中的危岩落石清理、锚网喷与被动防护体系中的被动网结合防护。

2.1 危岩落石清理 由于山体距离桥梁较近，为防止清理下来的岩石对桥梁或墩身造成碰撞，清理危岩落石前在桥梁与山体之间设置型钢排架防护，排架地面以上高度4m，靠山体侧配挂废旧轮胎做缓冲保护。危岩落石从山顶至山脚逐层清理，大型危岩落石采取松动爆破，防止对母岩造成扰动。危岩落石清理的优点是简单、经济；缺点是手工清理效率较低，爆破清理安全要求较高，并且可能造成岩体进一步松动。

2.2 锚网喷 危岩落石清除后对坡面采用挂网锚喷防护，锚网喷锚杆采用Φ25mmHRB400钢筋，锚杆与坡面垂直，间距1.5m×1.5m，梅花形布置，单根长度5m，钢筋网片采用Φ8mmHPB300钢筋，间距20cm×20cm，喷射混凝土厚度为10cm。锚网喷优点是快速有效；缺点是可能造成岩体失稳。针对锚网喷可能造成岩体失稳的缺点此处还设有被动防护网。

2.3 排水 喷砼面设置泄水孔，间距2m×2m，孔深1m，泄水孔采用Φ50打孔波纹管外裹无纺布。排水作为辅助性主动防护，其作用是阻止地表水体进入危岩区域并入渗。排水虽施工简单方便但作用突出，在危岩落石防止工程中的经济有效性是极高的。

2.4 被动防护网 被动防护体系防治理念在于发生落石后进行有效拦截，保护被威胁对象使其不致产生危害[1]，被动防护体系在理论上可以拦截大体积危岩落石，但经济费用极高，实际工程中通常与主动防护体系结合使用。此处已进行危岩落石处理及锚网喷的主动防护，主动防护体系过程中很难避免有遗漏及隐患，比如锚網喷施工中钻孔、注浆等对本身稳定性较差的岩体扰动可能造成失稳；鉴于上述情况，在山坡及坡脚增加两处4m高被动防护网进行防护如图2-3。

3 危岩落石清理、嵌补、勾缝、主动防护网、被动防护网结合防护

如图3-1所示此处为毛家隧道出口，山高约80m，边坡陡峭，有大量孤石。

3.1 危岩落石清理、嵌补、勾缝 危岩落石需从上至下逐层清理，对于清理困难、体积较大的危岩进行加固，裂隙较小的进行勾缝处理；危岩下凹陷的部位进行嵌补处理，如图3-2。

3.2 主动防护网 主动防护网是近年兴起的柔性防护技术， 其原理是锚杆与稳定岩层相连接，钢丝绳在与锚杆相连接，然后拉紧钢丝绳网，使得钢丝网、锚固系统对不稳定危岩块体提供支持力。毛家隧道出口施工前为采石厂，已无浅表岩层，无大型危岩落石，从施工时间、经济性、环境影响综合考虑此处进行主动防护网施工较为合理。

3.3 被动防护网 于隧道出口仰坡平台上设一道被动防护网，如图3-1。

4 钢轨栅栏、明洞结合防护

如图4-1所示目前正在施工的明洞为粟家村右线隧道出口，原明洞施工完毕后右侧小型危岩落石较多且主被动防护网都难以施工，此处增加棚洞15m。并且于隧道出口仰破上设置钢轨栅栏进行防护。

4.1 钢轨栅栏 钢轨栅栏是用浆砌片石或混凝土做基础，废钢轨或者混凝土做立柱，横杆用废钢轨；钢轨栅栏混凝土需用量少，需求较少劳动力，施工方便。从经济性、实用性及现场情况综合分析，粟家村右线隧道出口处山坡上施工钢轨栅栏比较合理。

4.2 明洞 粟家村右线出口明洞形式为双耳墙式明洞，明洞可以直接保护被保护对象，明洞和棚洞的优点是直接保护被保护对象，可以尽量短地通过落石威胁区，通常投资较大，后期需要过载维护，尽管可通过填土缓冲，但抗冲击能力有限，适用于防护小型落石威胁的隧道洞口区域，也可以同其他主被动落石防治技术联合使用[2]。但由于此处地形所限制，用明洞加长的方法来防护危岩落石是较合理的。

5 喷锚网、危岩落石清理相结合

5.1 危岩落石清理 毛家隧道进口左侧路堑顶有大型孤石，如图5-1，此处危石加固比较困难；由于后期无砟轨道已施工，机械无法上去凿除，采用人工用风镐凿除，凿除后如图5-2。

5.2 喷锚网 喷锚网护坡中的锚杆采用4mφ18HRB400螺纹钢，锚杆与坡面垂直施作，钻孔直径49mm，孔内灌注M35水泥砂浆，锚杆采用梅花型布置，间距2.0m。喷锚网完成后如图5-2。

6 被动防护网与拦石墙相结合

毛家隧道紧接东家山双线特大桥，东家山双线特大桥2#墩右侧为毛家隧道右侧山体延伸段，山高约70m，地面10m以上山体坡度太大，不利于嵌补。此处防护为：山坡及坡脚各设一道被动防护网，坡脚被动防护网与2～3#墩间设拦石墙，如图6-1。

7 结语

凡事预则立，不预则废。危岩落石需根据现场的地形、地貌、地质再结合经济性、实用性采用两种或多种防护措施来达到防护的目的。

危岩落石防护技术可分为两大类：主动防护技术和被动防护技术。主动防护技术适用于勘察确定的、大型危岩体治理；主动防护技术的原理是通过锚固、支撑等措施增加危岩的稳定性，从而达到不失稳、不致灾的目的。主要方法有锚网喷、主动防护网；辅助方法有危岩清理、嵌补、注浆、勾缝、排水等。被动防护技术适用于受危岩落石威胁下的防护，原理是在危岩落石和被保护的对象之间设置一个拦截带，起到危岩落石不能到达被保护对象的目的而避免致灾。虽然理论上被动防护体系可以拦截无限大的危岩落石，但从经济性及实用性考虑，被动防护技术用于主动防护技术的辅助更为合理。

参考文献：

[1]陈洪凯，等.危岩防治原理[M].北京：地震出版社，2006.

[2]叶四桥，陈洪凯，唐红梅，等.危岩落石防治技术体系及其特点[A].自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集[C].2010.

[3]张海亮.危岩落石报警系统施工技术及应用[J].黑龙江科技信息，2013（21）.