高危山体危岩综合整治施工技术

杨运祥

【摘 要】以襄渝二线新木厂子一号隧道出口高边坡倒悬破碎岩体为实例,重点介绍了紧临运营线高危山体石方爆破方法、爆破检测技术、危岩预加固、公路安全防护及边坡永久性防护等措施相结合的综合整治施工技术,对类似危岩整治工程具有一定指导作用.

【期刊名称】《山西建筑》 【年(卷),期】2010(036)035 【总页数】3页(P302-304)

【关键词】铁道建设;危岩整治;综合技术 【作 者】杨运祥

【作者单位】重庆市新城开发建设股份有限公司,重庆,400050 【正文语种】中 文 【中图分类】U457.5

1 工程概况

改建铁路襄渝线增建第二线工程安康—梁家坝段XYNS-04标段新木厂子一号隧道全长 467m，单线隧道，设计时速 140 km。隧道出口桥隧相连，洞口距后河24号右线大桥安康端台尾 0.66m，210国道从洞口下方斜穿，与线路交角约 42°，轨面至公路路面高差 18m，洞口边仰坡刷坡较高，左右侧之倒悬、破碎岩体对

210国道构成潜在危害，且存在危岩落石对二线运营有较大威胁。线路与左侧既有铁路线之间线间距约60m，洞口范围爆破施工对既有线安全威胁较大。 2 工程地质及危岩整治必要性 2.1 工程地质

地质构造:单斜构造，层理:N 20°～ 40°W/10°～ 20°SW，基岩节理发育，主要节理:N 30°W/65°SW，N 20°～ 70°E/90°，节理呈微张 ～张开状。裂隙缝宽 1mm～10mm，局部缝宽达 20mm，无充填，间距在 0.2m～1.2m，延伸大于 10m。

不良地质:主要为隧道出口的危岩落石，该段危岩落石范围分布于线路左右侧，长约 60m，高约 50m;隧道出口位于陡崖上，其边坡高约 50m，砂岩为中厚层状，节理裂隙发育，主要发育两组陡倾节理，节理呈微张～张开状，贯通性好，延伸远，在两组陡倾节理切割下，岩体被切割成碎块状，从而形成了卸荷裂隙，加之泥岩与砂岩之间的差异性风化，在 210国道上方局部形成了高 2m～10m，深 1m～3m的倒岩腔。

2.2 进行危岩整治的必要性

隧道出口地形陡、微地形复杂，工程相互干扰大，危岩落石对二线及公路运营威胁较大;在经历 2006年及 2007年的特大暴雨后，线路左右侧 210国道上方岩体风化剥落严重，局部呈倒悬，节理面开裂，卸荷裂隙呈发展趋势，铁路施工必然为其安全带来负面影响。210国道又是目前川东北连接陕西的重要交通干道，车流量大，中断行车将对川陕两省经济造成较大损失。210国道左侧为后河及既有襄渝线后河24号大桥，公路改移工程十分艰巨，实施困难。为消除高边坡危岩对新建铁路及国道运营潜在危害，避免隧道与新建桥台施工时倒悬破碎岩体失稳引发地质灾害而造成人身财产伤害、影响 210国道正常通行，极有必要对危岩加以整治，以力求从根本上消除安全隐患。经勘测，需爆破清除的边坡危石量约 3 000余立

方米，需整治的边坡范围约 5 000m2。 3 技术难点

1)如何有效控制爆破飞石，保证既有线运营安全;2)如何有效控制倒悬破碎岩体崩落，确保国道运营安全;3)如何有效控制爆破震速，尽量减少工程爆破对山体的扰动，保证边仰坡达到预期光面效果。 4 危岩整治施工工序

总体思路:先防护后施工，先边坡后主体，边施工边监测，从上至下逐层清刷、逐层实施锚网喷防护，最终完成整个危岩整治及桥隧工程施工。施工安排:先施作公路安全防护，采用浅孔松动爆破清危，实施倒悬破碎岩体预加固措施及开挖边坡永久防护工程，然后进行桥隧主体工程施工。 5 危石清除爆破及检测技术 5.1 石方爆破方法

爆破方案:为了确保施工安全，减少爆破震动对山体的扰动以达到预期光面爆破效果，最大限度地控制或减少爆破飞石，根据地形地质条件和环境特点，采用多循环、小规模、浅孔光面松动爆破、自上而下、由表及里逐层剥离的爆破清危方案;为了避免爆破施工时扰动其后缘山体而形成较大坍落，施工前在清方岩体与母岩间预设两排减震孔，钻孔直径为 110mm，孔深 3m，间距 1.0m，梅花形布置。具体方法如下。

5.1.1 爆破清危工艺流程 工艺流程见图 1。

表1 爆破试验结果记录表单排钻孔数及间距个/cm钻孔深度/m单孔装药量/kg W值m飞石弹出距离/m 15 m处质点震速/cm◦s-1 7/60 2 0.18 0.8 7.7 0.77 7/60 2 0.35 0.8 9.5 1.25 7/60 2 0.51 0.8 13.8 1.76

5.1.2 爆破试验

为了使选定的爆破参数切实可行，必须对选定的爆破参数的合理性及可行性事先加以验证。为此，现场在就近一相对安全、岩性相同、地形相对类似的地点分别进行了 3组不同爆破试验，试验结果如表 1所示。

根据表 1可以看出，所选定的参数均在可控范围，在具体实施时只要遵照预选方案，因地制宜合理调整参数，就可达到预期目标。 5.2 爆破检测技术

为了避免倒悬岩体爆破时对后缘及周边山体产生较大扰动而引起坍滑，除事先在清方岩体与母岩之间预设两排减震孔、控制装药量外，还有必要对爆破松动带范围进行监测，若范围过大则立即调整爆破参数，降低爆破扰动，使松动带保持在安全可控状态。对此，现场借鉴了矿山巷道围岩松动圈的测试方法，选用SYC-2C型非金属超声波测试仪来进行爆破松动带范围的监测。

通过对各测站多次爆后观测，获取了大量数据，图 2为经过数据整理分析后得出的松动带实测图(此处仅列第一、第二、第三测站图)。

检测结论:第一测站:从该测站波速与孔深关系图可以看出，当传感器深入探孔大约0.7m后声波的波速基本趋于稳定，而在0.7m以内波速逐渐减小，表明距孔口 0.7m的位置即为声波波速发生急剧衰减的转折点，由此可判定该区域弱爆破松动带范围值为 0.7m。第二测站:从该测站波速与孔深关系图可以看出，当传感器深入探孔大约 1.0 m后声波的波速基本趋于稳定，而在1.0m以内波速逐渐减小，表明距孔口 1.0m的位置即为声波波速发生急剧衰减的转折点，由此可判定该区域弱爆破松动带范围值为 1.0m。第三测站:从该测站波速与孔深关系图可以看出，当传感器深入探孔大约 0.5 m后声波的波速基本趋于稳定，而在0.5m以内波速逐渐减小，表明距孔口 0.5m的位置即为声波波速发生急剧衰减的转折点，由此可判定

该区域弱爆破松动带范围值为 0.5m。

从第一测站与第二测站关系图看，两者松动带范围值差为0.3m，但两个区域松动带范围值在垂直岩面方向上的距离相差0.7m～1.0m，表明爆破区与非爆破区的松动带不在同一层面上，未形成贯通状态;从第二测站与第三测站关系图看，两者松动带范围值差为 0.5m，表明非爆破区的松动带范围值随着直线距离变大而逐渐变小，也未形成贯通状态。因此，爆破所产生的松动带范围应属安全可控范围，且事实证明如此。

6 倒悬危岩加固及边坡防护 6.1 倒悬危岩预加固及整治措施

危岩预加固是指:为了避免隧道洞口及桥台施工引起松动崩落危及 210国道安全，对既有 210国道上方倒悬岩体采用支顶 +清方 +防护进行加固处理。对倒悬岩体采用C 25混凝土约束墙进行支顶加固。具体实施如下:

约束墙整体浇筑。在桥台及棚洞基础下方及线路右侧段墙体与山体之间采用 φ32HRB400大锚杆连接，锚杆长 4m～8m，间距2m，下倾角度 10°，钻孔直径 110。墙体与基础采用 Ф25 HRB335钢筋连接，连接筋每根长 3m，钻孔直径为 49。墙顶倒悬破碎岩体按 1∶0.3坡率清方后，坡面进行锚网喷防护，锚杆采用 Ф18 HRB335钢筋制作，钻孔直径为 49，间距 2m，梅花形布置;为确保边坡稳定，部分锚杆自上而下分别加长至 3m，4m，5m;钢丝网采用 φ3.0镀锌机编网，其抗拉强度不小于 380 N/mm2，镀锌量不小于 110g/m2。锚网喷厚 10 cm，分两次喷射，边坡开挖成型后立即进行第一次喷射，厚度为 4.0 cm～5.0 cm，挂网后立即进行第二次喷射，厚度为 5.0 cm～6.0 cm，喷射混凝土强度等级为 C20。 线路左侧段约束墙墙体与山体及基础间均采用φ25 HRB335锚杆连接，锚杆每根长 3m，钻孔直径为 49。约束墙顶以上自然边坡采用SNS柔性防护网进行主动防护。

采用水平钻机钻孔，孔内灌注 M35水泥砂浆，注浆压力不小于 0.2MPa。为确保约束墙与锚杆连接牢固可靠，约束墙内锚杆端头向上弯起 0.5m。爆破清危完毕后，在国道路面适当位置搭设钢管架和竹排作为施工平台。 6.2 基坑开挖边坡临时加固措施

根据设计方案，现场采用了HRB400φ32大锚杆进行加固，锚杆间距 2m，矩形布置，钻孔直径为 110，孔内灌注 M35水泥砂浆，其注浆压力不小于 0.20MPa。该范围共施作 8排锚杆，锚杆长度自下而上分别为 4.5m，4.5m，5.5m，6.5m，7m，8m，9m，9m。棚洞基础及桥台基坑每开挖 2m深即施作一排加固锚杆。 6.3 高危边坡永久性防护措施

为确保已开挖边坡稳定，保证国道长期运营安全，必须对爆破清危后的边坡坡面实施永久性防护。采取措施为:对爆破后的坡面在清除表土及风化层后采用锚网喷护坡防护措施进行了及时封闭。护坡锚杆采用 Ф32 HRB400螺纹钢筋制作而成，间距4m，下倾 10°布置，长 4m～10m，钻孔直径 110。其余锚杆采用

Ф18HRB335钢筋制作，长 2m，间距 2m，钻孔直径为 49，垂直坡面布置。孔内灌注 M35水泥砂浆，其注浆压力不小于 0.20MPa。挂网采用 φ8钢筋，网格间距为 20 cm×20 cm。喷 C20混凝土厚 10 cm。 6.4 桥台及棚洞基础加固

为确保桥台及棚洞基础在列车荷载及其他外力作用下保持整体稳定，在 YDK 486+033～YDK 486+048段线路左侧侧面混凝土约束墙处设 4根侧向约束桩，桩长 19.5m～22m，桩截面尺寸为 1.5m×2.0m与 1.5m×2.5m两种，桩靠山侧边缘距线路中心距离分别为 3.1m，4.3m，4.3m，6.2m。桩身及桩背与岩体间空隙采用C30钢筋混凝土一并浇筑。 7 结语

通过采用合理的防护措施、石方爆破方法及危岩整治措施，加上有效的检测、监控

手段，使爆破飞石及破碎岩体崩落均得到了有效控制，光面爆破基本达到预期效果，高危岩体得到了彻底整治，保证了施工及既有线运营安全，从根本上消除了公路运营安全隐患，赢得了良好的经济和社会效益。同时，本项目成功的技术经验将在类似危岩整治工程方面起到很好的指导和借鉴作用。 参考文献:

【相关文献】

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