主动防护网在铁路崩塌落石病害整治中的运用

主动防护网在铁路崩塌落石病害整治中的运用

董少杰

郑州铁路局月山工务段河南焦作529331

摘要：随着我国铁路建设的高速发展，越来越多的山区铁路相继建成并投入运营。由于早期建设的铁路采用的标准较低，部分线路存在崩塌、落石的安全隐患，为了降低崩塌、落石隐患对线路正常运营的威胁，确保既有线行车安全及减轻铁路工务部门养护维修的工作量，需及时对坡面崩塌、落石病害进行整治。经过实际调查既有此类病害整治研究及综合比选，引入了主动防护网对崩塌、落石病害的坡面进行防护加固。本文主要是对主动防护网在铁路崩塌落石病害整治中的运用进行了全面的分析，在这个基础上提出了下文之中的一些内容。

关键词：主动防护网；铁路危岩崩塌；落石；整治；分析

引言：崩塌落石是山区铁路常见的路基病害,崩塌落石是指个别岩块从悬岩陡坡上突然坠落(山体本身是稳定的)。虽然落石的规模较小,但对运营线危害极大。崩塌落石本身仅涉及少数不稳定岩块,防护的最终目的是防止落石影响线路的营运。因此,崩塌落石可从防止其发生和避免造成危害两个方面考虑,在传统的工程防护措施中前者通常通过锚杆加固、锚喷和浆砌片石护坡以及危石的嵌补和支顶等措施来实现;后者通常采用圬工拦石墙、明洞或棚洞等拦挡式结构。

1.工程概述

太焦铁路，始建于20世纪60年代，是晋煤外运的主要铁路干线之一，从山西太原经晋中、长治、晋城至河南焦作。本次需进行崩塌、落石病害整治的线路位于太焦线晋城～后寨间，线路经过山西省与河南省境内，沿线地貌主要为低中山地貌，线路沿丹河及白水河穿越太行山脉，悬崖绝壁，山势陡峻。K354+615-K354+350和K356+045-K356+970段线路位于山麓与河岸交汇带，堑顶外边坡自然坡度约为60°-70°，部分地段近于直立，山体均高20m。主要为石灰岩体，表层风化严重，岩石受节理切割，坡面上形成孤石危岩，山体坡面危石林立，危石随时会沿坡面滚落而下，一旦落石将严重危及行车安全，故亟需进行整治。

2.防护系统的构成和作用原理

一是主要由钢丝绳网、减压环、支撑绳、钢柱和张拉锚绳五部份构成,系统的柔性主要来自于钢丝绳网、支撑绳和减压环,加上钢柱与基础间用可动铰联接,增强了整个系统的柔性匹配,能有效地拦截崩塌落石。二是系统的作用原理是当岩石冲击钢丝网时,其冲击力通过网的柔性得以首先消散,并将剩余荷载从冲击点向绳网四周逐级传递,最终将剩余的弱小荷载消散于锚固基础和地基。

3.施工技术要求

3.1清理坡面危石

在设置防护网边坡区域内，将威胁施工安全的表层覆土及孤石予以清除;将影响安装施工和对系统安装后正常功能不能发挥的地段应采取适当刷坡或整平措施。

3.2锚孔测量定位

根据存在崩塌落石的地形情况，将确定的锚杆孔位准确放线测定。在孔间距允许的调整量0.3m内，尽可能将锚杆孔位设置在地势低凹处;锚杆施作是为了加固具有区域性潜在滑动的土质或似土质边坡时，对锚杆孔位没有位于低凹处或没有较好紧贴坡面的锚杆孔(一般是指连续悬空面积小于5m2，否则宜增设长度不小于0.5m的局部锚杆，锚杆应采用直径不小于12mm的带弯钩的钢筋锚杆或者直径不小于12mm的双股钢绳锚杆)，应在每个孔位处凿深度不小于锚杆外露环套长度并使其容纳在凹坑或凹槽。

3.3锚杆施工安装

钻凿锚杆孔至设计深度，并采用高压风枪清孔。锚杆孔孔径应大于42mm，锚杆孔深度应大于锚杆设计长度5cm-10cm。锚杆孔应尽量垂直于既有坡面，且与水平面的夹角应大于15°；当个别孔位于地层松散或破碎的坡面时，将松散或破碎土或岩石挖除，置换为平面尺寸不小于0.4m×0.4mC15混凝土基础，将锚杆埋设于混凝土基础内。在已成孔的锚孔内注入水泥砂浆或纯水泥浆并插入锚杆。水泥砂浆规格为强度不低于M20，水灰比为0.45-0.50，灰砂比为1：1-1：2的砂浆。纯水泥浆规格为水灰比0.45-0.50的水泥浆。水泥采用强度不低于42．5MPa的普通硅酸盐水泥，粗骨料选用粒径小于2.5mm的中细砂。在锚杆施工时，应采取相应的措施，确保锚孔内浆液饱满密实。注浆体应养护至少3d，才能进行下一道工序。

3.4支撑绳布置

纵横向支撑绳安装时，应对纵横向支撑绳进行张拉，待支撑绳拉紧后，于支撑绳两端各用4个绳卡与锚杆上的外露环套进行牢固连接，绳卡间距宜为钢丝绳直径的6倍-7倍，其U形螺栓应位于尾绳段一侧。

3.5格栅网布置

GER2型格栅网采用自上而下布置格栅网，相邻格栅网间搭接宽度不小于5cm，格栅网间或格栅网与支撑绳间用1.5mm铁丝进行扎结。

3.6GPS2型钢丝绳网布置

GPS2型钢丝绳网采用自上而下布置，每张钢丝绳网用一根长约33m的8钢绳进行缝合，并与上下左右支撑绳缝合并预张拉，缝合绳两端交叉反转并用两个绳卡进行紧固连接。

4施工安全要求

一是防护网施工应严格按照有关规范、规定以及铁道部颁发的［2005］第133号文《铁路营业线施工及安全管理办法》执行。二是施工前，必须有严密的施工组织计划及应急措施。距既有线较近处施工，要设置专职防护员，列车通过时，提前通知全体作业人员避让至安全位置，并防止工具等作业设备侵限。三是在高处作业应有保证安全的措施，如脚手架、梯子、绳子等，必要时应设安全网。四是在离地面2m以上的高处及陡坡上作业时，作业人员必须系好安全带、安全绳和戴好安全帽，并在每次作业前详细检查。五是登山作业人员应穿防滑鞋，扎好袖口、裤口，以免拌倒跌伤。六是高处作业所用材料应堆放稳妥，所用工具应随手装入工具袋内，防止坠落伤人。非指定工作人员，不准攀登脚手架。起重架和绳索不准随同吊装物上下。七是经常上山所通过的陡坡和路滑处所应做成台阶，必要时应设置栏杆，临时通过的陡坡和路滑处所应打安全桩并拴上安全绳。八是施工现场中的脚手板、斜道板、跳板和交通运输道，都应随时清扫，如有雨水、冰雪，要采取防滑措施。九是打眼以前，应详细检查岩层、石缝以及使用的工具，并清除危石、粉土、杂物和积雪。在斜坡上打眼、立脚和作业困难时，应设工作吊架，机具应放在妥善地点，不得随意乱放。十是使用机械凿眼，施工人员必须熟悉凿岩机的性能。风管不得缠绕打结，禁止用折叠风管的方法停风。在山上移动风管时，应先通知下方人员。十一是在电气化铁路区段进行作业时，高空作业使用的安全绳，以及作业人员携带的工具、材料，与牵引供电设备的带电部分需保持2m以上距离。在距离接触网带电部分不到2m的处所作业，必须有供电部门配合，在办理了接触网停电手续并安设临时接地线后，方可施工。

总结：通过对上述的内容进行分析研究之后能够得出，总而言之，主动防护系统具有高柔性、高防护强度、易铺展、对地形适应能力强，防护网安装简易、施工安全、对既有线路运营影响小，防护安全可靠、经久耐用、综合费用较低等优点。

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