淺談郭家灣隧道進口危巖落石治理施工技術

吳海洋

摘要：根據(jù)具體工程案例，對隧道工程洞口地質(zhì)現(xiàn)狀進行介紹。結合洞口具體狀況，制定科學的組合式防護施工方案，進一步深入探究防護網(wǎng)施工技術要點。針對山體設置開口式簾式網(wǎng)，并在下部設置攔石墻，構建組合式防護體系，從而對落石有效阻攔。

關鍵詞：隧道工程；危巖落石；治理；工序

1? ?工程概況

郭家灣隧道進口處于重慶統(tǒng)景風景區(qū)范圍，是典型的丘陵地區(qū)，這里地勢十分險峻，地形復雜。洞頂以高山地勢為主，和隧道上部之間相差超過80m，洞口下部為鐵路橋墩。這一隧道周邊地表基巖裸露在外，有很多的巨型孤石，且?guī)r石以砂巖居多，山林中大多植被以水竹居多。

現(xiàn)場地形具有一定的特殊性，地勢、地質(zhì)也有著自身特點，這一項目中施工范圍內(nèi)，不僅有完工的隧道明洞，還有大橋橋墩。山區(qū)施工過程中，如何讓設備有效規(guī)避零星滾石的損害，及時清理危巖，保證工程進度，是保障本項目順利開展的關鍵。本文結合洞口具體狀況，制定科學的組合式防護施工方案，進一步深入探究防護網(wǎng)施工技術要點。針對山體設置開口式簾式網(wǎng)，并在下部設置攔石墻，構建組合式防護體系，從而對落石有效阻攔。

2? ?危巖落石處理方案比選

鑒于該地段具有一定的復雜性，還有很多的危巖落石，提前制定3種防護方案，對其進行對比分析。

2.1? ?主動攔石網(wǎng)防護

即在高陡邊坡右側(cè)設置攔石網(wǎng)防護。首先，修整這一山坡，將外表松動石塊全面清理，在上下間距為1.5m之處進行鉆孔，將M30水泥漿注入孔中，同時植入錨繩。在錨固孔強度既定后，實施拉拔實驗。實驗結束，對主動網(wǎng)片進行安裝。網(wǎng)片主要以高強度鋼絞線為主，網(wǎng)片外面通過方格錨繩將其穩(wěn)定，攔石網(wǎng)覆蓋好坡面，從而使落石在既定區(qū)域固定好，不會下落。

2.2? ?棚洞防護

針對有落石的地區(qū)，設置鋼筋混凝土棚洞防護。結合隧洞具體實際，棚洞基礎主要以灌注樁為主，其直徑為1m，樁上要有鋼筋混凝土柱，上部要有蓋板，隧洞上部以棚洞防護為主。隧洞隔2股道，采用墩柱對頂板進行支承，柱子之間的距離為5m，在2與3、4與5道棚洞施工過程中，以天窗點施工為主。棚洞防護完畢，散石能夠在棚洞頂下落，這樣棚洞下列車可以有效運行，確保行車安全性[1]。

2.3? ?開口式簾式網(wǎng)+被動攔石網(wǎng)+攔石墻組合式防護

高陡邊坡防護主要以攔石網(wǎng)、攔石墻為主。坡上部設置高被動攔石網(wǎng)，高度為5m，這樣人或動物不會使石塊下落。坡面位置要設置開口式簾布網(wǎng)，上部開設開口鋼柱，邊坡位置設有垂幕式防護網(wǎng)，山腳位置還要有開孔。

簾式網(wǎng)的作用是對山坡滾石有效攔截，但無法固定落石。簾式網(wǎng)能夠攔截石塊，石塊不會出現(xiàn)拋物線下落情況，只會沿著山坡向山下滾動。坡腳位置設置攔石墻，高度為8.5m，用于將下落的石塊攔截。維修人員可順著攔石墻，全面清理石塊，3種方案對比見表1。

自經(jīng)濟層面出發(fā)，第一種方案成本最低。通常其適用于山坡防護，然而這一地段，山坡十分陡峭，高度達到100m以上，坡面防護面積要大一些，同時在隧道內(nèi)部，車輛?？繒r間要長一些。坡面主要以主動防護為主，落石長時間存在應力，時間一長，坡面已經(jīng)出現(xiàn)風化情況，將導致山體石塊崩落現(xiàn)象，安全隱患非常多。此外，主動網(wǎng)防護中，落石積聚很難清理，維護人員必須登山后才能全面清理，還可能會出現(xiàn)二次落石的情況。自安全性等層面來看，這一方案不具可行性。

第二種方案在隧道全部設置棚洞防護，從安全性等視角出發(fā)，具有一定的可行性。然而，這一隧道有8股道，寬度達到64m，長度達到400m，投資巨大。同時，隧洞前4道有焦柳鐵路，施工會影響到鐵路運營。從成本、進度、影響范圍等視角出發(fā)，這一方案不具可行性[2]。

第三種方案須在坡面設置開口式簾式網(wǎng)。落石以自由狀態(tài)為主，簾式網(wǎng)可對石塊進行水平攔截，有利于長時間防護。山上被動網(wǎng)主要是對上部落石阻截，坡腳攔石墻主要是攔塔下落石，可以確保安全，同時后續(xù)清理工作也十分便利，沒有安全隱患。僅在山坡右側(cè)施工即可，不會嚴重影響到焦柳鐵路運行，同時成本不高。通過估算，與隧道設置棚洞相比，這一方案可以節(jié)省近1800萬元。對成本、進度以及安全等全面分析，本項目可以選擇第三種方案。

3? ?組合式防護施工工藝

對于開口式簾式網(wǎng)以及攔石網(wǎng)來說，其施工次序如下：首先以被動攔石網(wǎng)為主，再以簾式網(wǎng)為主，之后進行攔石墻施工，再實施錨索施工，最后安裝設備。

3.1? ?被動網(wǎng)施工

被動網(wǎng)以SNS防護網(wǎng)為主，高度為5m，間距10m，主要采用鋼柱對網(wǎng)片進行連接，具體如圖1所示。首先，確定基槽位置，尺寸為60m×60m×120m，以C30混凝土澆筑為主。在基槽下面，安設錨地錨桿，其中鋼筋長度為3m。在上部預埋鋼板，基槽施工結束時，將鋼柱和預埋螺栓連接，再對被動網(wǎng)片進行安裝，之后安裝連接繩。

3.2? ?開口式簾式網(wǎng)施工

3.2.1? ?基礎施工

測量放線結束，通過鑿巖機在基礎處鑿出錨孔，深度達到1m左右。之后把地腳螺桿放進來，澆注水泥砂漿，面層以C20混凝土為主，之后將其抹平，與基礎面保持一致。再把地腳螺桿套進套座，通過螺母來將其固定。

3.2.2? ?安裝鋼柱以及拉繩等

基礎施工結束，把鋼柱沿著坡向置于基座位置，把上拉繩掛環(huán)放在掛座位置。將其一側(cè)通過錨桿，通過繩卡有效固定，再把鋼柱一點點抬起來。

同時與基座相對應，將鋼柱柱腳向基座內(nèi)插進來，與螺桿相連后，再擰緊。對上拉繩長度進行調(diào)節(jié)，使鋼柱與設計安裝傾角相符，對上拉繩拉緊，之后通過繩卡有效固定。將其放在不同樁頭滑槽中，通過繩卡來有效固定。

3.2.3? ?鋪掛環(huán)形網(wǎng)以及六邊形網(wǎng)

根據(jù)環(huán)節(jié)網(wǎng)相應的號碼，按照既定位置在鋼柱間展開，卸扣與環(huán)形網(wǎng)相連，再和支撐繩相連。對于雙絞六邊網(wǎng)來說，自上到下鋪掛，網(wǎng)片的所有圓環(huán)通過卸扣和支撐繩相連，圓環(huán)通過兩個卸扣和兩個圓環(huán)相連[3]。

3.2.4? ?安裝縱向主、次鋼絲繩

在柱頭位置懸掛主鋼絲繩，緊線器拉力應大于10kN，使用繩卡來固定好末端?？v向次鋼絲繩和上、下支撐繩相連，之后對其進行有效固定。雙絞六邊形網(wǎng)在通過鋼絲來對接，和縱向主鋼絲繩方向保持統(tǒng)一，之后通過鋼絲將縱向主鋼絲繩等扎牢。

3.2.5? ?安裝橫向固定鋼絲繩

橫向固定鋼絲繩長度不可以超過50m。安裝過程中，把鋼絲繩一側(cè)通過繩卡，在錨桿位置有效固定；另一側(cè)順著雙絞六邊形網(wǎng)通過錨桿，使用繩卡來固定好末端。

3.3? ?攔石墻下部工程施工

明挖基礎深度要以下部地質(zhì)為主，入巖深度需超過0.5m，尺寸為2.5m×1m×2m，以C30混凝土結構為主?；A和墩柱通過墩柱鋼筋相連，插入深度需超過1m。以C形墩柱為主，截面尺寸為2.4m×1m。D形墩板截面寬度為1m左右，長度保持在3～11m，高度為10m，以C35鋼筋混凝土結構為主。墩柱上部有頂板，厚度為0.8m，以C35鋼筋混凝土結構為主。頂板上部安設豎向鋼筋，用于與攔石墻相連。

3.4? ?攔石墻施工

對于攔石墻來說，其高度超過8m，寬度不足1m，間隔3m以上要和山體間通過肋板相連，肋板厚度為0.6m。其和攔石墻間以C35鋼筋混凝土結構為主，兩者共同澆筑。肋板中設有過人圓孔，維護人員可以在上面行走。其和山腳間要填土層厚度為0.8m，將其用作落石緩沖層，以將落石沖擊力減弱。結合鐵路隧道設計相關標準，設計具體參數(shù)，通過檢驗，確保攔石墻抗沖擊力與要求相符。

3.5? ?錨索施工

錨索深入巖石的深度不得超過10m，入巖部分即為錨固段，通過M40砂漿來錨固。待肋板和攔石墻混凝土強度處于75%后，張拉錨索，張拉結束，6～10天完成補償張拉1次，再進行封錨處理[4]。

3.6? ?智能檢測設備安裝

攔石墻動態(tài)監(jiān)測系包括監(jiān)測服務器、終端、反射板、光交換機等。在攔石墻等位置設置反射板，利用光纜與機房連接，再利用通信系統(tǒng)向服務器傳輸信號。水平位移監(jiān)測誤差是不得大于12mm，垂直位移監(jiān)測誤差不得大于10mm。

4? ?攔石效果驗證

防護系統(tǒng)結束，運營單位對其進行檢驗，被動網(wǎng)和攔石墻剛性防護有機聯(lián)系起來，攔石成效顯著，沒有出現(xiàn)安全隱患。采用智能檢測設備進行監(jiān)測，攔石墻結構平衡，所有部位都處于可控范圍內(nèi)。

5? ?結束語

山區(qū)施工過程中，如何讓設備有效規(guī)避零星滾石的損害，及時清理危巖，保證工程進度，是保障本項目順利開展的關鍵。

本文結合洞口具體狀況，制定科學的組合式防護施工方案，進一步深入探究防護網(wǎng)施工技術要點。針對山體設置開口式簾式網(wǎng)，并在下部設置攔石墻，構建組合式防護體系，從而對落石有效阻攔，確保鐵路運行安全。

參考文獻

[1] 馬松輝.淺析隧道危巖落石治理方案及工程案例分析[J].四川水泥，2022（4）：195-197.

[2] 李兵，劉峰，馬洪生，等.汶馬高速桑坪隧道進口危巖落石防治措施研究[J].工程建設與設計，2021（16）：47-49.

[3] 韓燚.鐵路上游靠山側(cè)高陡崖區(qū)危巖落石綜合治理研究[J].安徽建筑，2021（5）：144-146.

[4] 劉珂.隧道洞口不良地質(zhì)段的施工技術研究[J].工程建設與設計，2021（18）：154-156.