湘桂铁路中渡隧道危岩落石防治设计

袁文强

（四川省交通运输厅交通勘察设计研究院， 成都 610017）

0 引言

湘桂铁路位于湘中丘陵、广西盆地内，地势相对较平缓。总体地势为中部高（兴安—带的南岭），南北两侧相对较低。北段（庙头以北）属湘中丘陵区，南段属桂北中低山山地，而位于其间的“湘桂夹道”，即湘江、漓江、洛清江、柳江等谷地，以及其中的兴安、岭西村、溶江、灵川、桂林、柳州等大小盆地、平原，地面高程则多小于200m，地势平坦，呈丘陵与平原相连的地貌景观。

线路穿越灰岩地层，地表基岩裸露，岩质坚硬，节理裂隙发育，坡面多存在危岩落石，对危岩落石的防治要求高。沿线危岩落石及崩塌主要分布于岩溶孤峰段，以桂林地区及中渡镇最有代表性。笔者以中渡隧道危岩落石防治实例,探讨隧道危岩落石的防治技术。

1 工程概况

中渡隧道全长724m，为双线隧道，速度目标值250km/h。隧道进口里程为DK451+603；出口里程为DK452+327。隧道进出口房屋密集。

隧区属峰丛地貌，相对高差5～115m，自然坡度10°～40°，覆土较薄，基岩裸露范围广，基岩为灰岩、白云质灰岩。未发现构造痕迹，基岩节理发育，多发育X节理及垂直节理，隧道进出口段分布有危岩落石。

中渡隧道出口处中渡镇朝阳村山脚屯后山属松散型危岩，属于地质灾害易发区，山下共有农户73户，279人。中渡隧道爆破过程中产生的震动可能引发岩石崩塌，对村民造成生命财产危害。

图 1 中渡隧道出口山体正面危石与房屋

图 2 中渡隧道出口端山体侧面危石与房屋

图3 山体坡面上分布的危石

图4 山体坡面上分布的危石

2 危岩落石治理方案

中渡隧道出口端危岩落石极发育，且山脚房屋密集，针对这一情况，对中渡隧道施工阶段危岩落石的防治采取了以防为主，以治为辅，防治结合的方式，即洞内控制爆破+洞外危石处理的方案进行处理。

2.1 洞内控制爆破

由于爆破振动会对建筑物产生危害，故《爆破安全规程GB 6722-2014》（如表1）对不同类型的建筑物规定了允许质点振动速度如下表：一般砖房为2.0～2.5cm/s, 钢筋混凝土结构房屋为3.0～4.0cm/s。据现场实际情况，隧道地表并无建筑物，爆破震动对山脚下建筑物本身并无直接影响，但山体存在属松散型危岩，属于地质灾害易发区，爆破引发落石崩塌造成次生灾害。因此选取允许爆破振动速度为0.7cm/s。

表1 爆破振动安全允许标准（摘自《爆破安全规程GB 6722-2014》）

由于常规爆破无法满足要求，因此施工中应控制一次爆破用药量。根据萨道夫斯基公式，爆破振动的安全距离R为：

式中:

R-爆破振动安全允许距离，单位为米(m)

V-保护对象所在地质点振动安全允许速度，单位为厘米每秒(cm/s)

Q-炸药量，齐发爆破为总药量，延时爆破为最大一段药量，单位为千克(kg)

K，α-与爆破点至计算保护对象间的地形、地质条件有关的系数和衰减指数，可按表2选取，或通过现场试验确定。

表2 不同岩性的K、α值表（摘自《爆破安全规程GB 6722-2014》）

控制爆破法：采用导洞开挖方式，导洞3m×3m，选取主振频率小于20Hz，一次最大齐爆用药量不超过10kg，分别计算四种工况下爆破振动安全允许距离如下表3：

表3 控制爆破振动安全允许距离R（m）

根据4种工科的对比，洞内控制爆破设计如下：

（1）根据以上控制爆破计算结果，最大允许安全距离为78m，并考虑一定的安全富余，本次防护范围按隧道拱顶以上85m，隧道左右各100m范围考虑防护，即对DK452+195～DK452+327段隧道范围实施控制爆破。

（2）根据《爆破安全规程 GB 6722-2014》按地表质点爆破振动速度不大于0.7cm/s控制。

（3）每一循环爆破进尺0.5～1m进尺。

（4）一次最大齐爆用药量不超过10kg。

2.2 洞外危石处理

根据以上控制爆破计算结果，对DK452+195～DK452+327段隧道中线左右各100m范围内坡面松动危石进行清除处理，不易清除的采取支挡、嵌补、锚固等措施进行治理。

图5 山坡不易清除的危石进行锚固

图6 坡面的被动防护网

3 洞外危石防护

根据以上控制爆破计算结果，于DK452+200附近的缓坡地段设置SNS柔性被动防护网一道，范围为隧道左右各100m，共200m长。

4 实施效果

施工单位在施工过程中按照设计进行施工，在施工过程中除个别危石在爆破过程中震动滚落被坡面缓坡带的被动防护网拦截，无其余危石滚落，确保了施工及村民生命财产安全。

5 结束语

通过中渡隧道危岩落石的实地调查分析及控制爆破计算，提出相应的工程处理措施，确保了施工及村民生命财产安全。说明隧道危岩落石的防治是一个系统工程，采用洞内控制爆破+洞外危石处理的防治结合的处理措施是可行的。同时为危岩落石发育地区处理类似问题提供了借鉴。