高陡边坡铁路隧道洞口危岩落石整治措施研究

高陡边坡铁路隧道洞口危岩落石整治措施研究

孙志杰

中铁一局集团第五工程有限公司  陕西宝鸡 721000

【摘要】新建铁路郑州至万州线湖北段隧道进出口段大多均存在高陡边坡，因施工不当导致山体发生危岩落石，威胁行车运营安全。以该线铁路隧道进出口段为研究对象，对洞口危岩落石灾害进行分析，提出了相应的整治措施。结果表明：落石灾害发生于边坡坡脚处，应根据不同的灾害形式采取不同的整治措施。

【关键词】高陡边坡；铁路隧道洞口；危岩落石；整治措施

一、高陡边坡铁路隧道洞口危岩落石整治的必要性

某铁路隧道地处湖北省境内，属于山区铁路，隧道进出口均位于高陡山坡上，坡度在20~30°，坡面陡峻，洞口处危岩落石问题较为突出。隧道洞口坡面多为人工削坡形成，坡面倾角在20°左右，为典型的高陡边坡。受地形条件限制，隧道进出口均为“之”字型，隧道进出口高差约20m。根据地质勘查报告显示：隧道洞口区域岩石风化强烈，节理裂隙发育，多以溶蚀、崩塌、落石为主。

隧道洞口周边岩层厚度变化较大，岩体风化强烈，节理裂隙发育；隧道出口边坡位于岩溶区的典型地段，属于溶蚀、崩塌、落石为主的崩塌岩堆；隧道出口坡面受高陡山坡切割、风化作用较强的区域。随着我国铁路建设的快速发展，出现了越来越多的高陡边坡隧道洞口边坡危岩落石问题。由于这些地区地质条件复杂、岩石风化严重、节理裂隙发育，因此在一些特殊地质条件下修建铁路隧道洞口边坡是十分危险和困难的。

针对以上问题：

（1）隧道洞口边坡开挖过程中易发生边坡失稳现象；

（2）一些高陡边坡铁路隧道洞口边坡可能存在潜在危险的危岩落石；

（3）某些高陡铁路隧道洞口边坡处于高陡边坡上时，如果不及时进行治理不当将会产生严重的后果；

（4）对高陡边坡铁路隧道洞口边坡进行有效防护时可以避免在高陡边坡铁路隧道洞口边坡出现危岩落石问题。

因此针对这些情况：在高陡边坡地区修建铁路隧道时要加强对高陡边坡铁路洞口危岩落石问题的整治。通过对这些地区高陡边坡铁路洞口危岩落石问题进行分析和研究可以得出：

（5）由于地形地质条件复杂、节理裂隙发育、风化作用强等原因导致铁路隧道洞口边坡存在潜在危险的危岩落石；

（6）如果不采取有效措施对危岩落石进行整治，将会造成严重后果；

（7）在高陡边坡地区修建铁路隧道时必须要对危岩落石进行有效治理才能保证铁路隧道洞口边坡的安全[1]；

二、工程概况

某铁路隧道洞口段位于地形高陡的山区，地形起伏大，地势高差较大，隧道进口段右线出口边坡高约100m，左线出口边坡高约180m，坡体为陡崖与碎裂岩、砂岩相间分布，且风化严重。隧道右线出口左侧约100m处有一条长约20m的落石带，落石高度5~6m，最大落石高度约8m。洞口段边坡为Ⅲ级边坡，坡面状况较差，经测量坡体最大坡高为50m。

根据现场调查，该隧道洞口边坡上分布有大量危岩落石，数量多且密集。山体的总体结构为：山坡地形陡峻、坡度大、覆盖层厚；山体的岩体结构为：节理裂隙发育、节理密集；山体的岩层产状为：倾角20~45°；山体的结构面组合形式为：平面以水平为主、竖向以垂直为主；山体的岩性为：全~强风化岩、微风化岩、强风化岩等。洞口段坡面发育有多条纵向水平裂隙带，在裂隙带内发育有多条节理裂隙。由于风化作用以及地下水的影响，山体岩体的节理面与坡面形成了一条较为明显的高差。隧道进口右线出口左侧边坡高约12m，右侧边坡高约6m，左线出口右侧边坡高约4m，左侧边坡高约3m。

隧道洞口段地质条件较差，存在着大量危岩落石。隧道洞口段左侧边坡处于缓坡状态，右侧边坡处于陡峻状态；山体表面分布有大量风化程度较大的碎裂岩、砂岩等岩石层；山体表面分布有大量风化程度较大的花岗岩。经调查统计发现，该隧道洞口段存在着大量危岩落石现象。隧道洞口段右线出口左侧边坡存在着大量危岩落石现象，威胁到洞口段边坡的安全稳定。为此制定了相应的整治措施。

三、危岩落石治理措施

为了更好地制订危险岩体落石的预防和控制方案，利用洛克菲尔二维落石分析软件，选择了一个具有代表性的剖面，对斜坡上的落石轨迹进行了仿真。以出水地形中最不利的地表线段为计算剖面，根据落石体积将落石的粒度转换为当量直径。在计算时，参照TB10035-2002 《铁路特殊路基设计规范》[R取法向（R),）、切向（R)，并考虑了坡面的起伏和低矮植物的不利作用，以0.7为基准，各项参数见表1。

表1碰撞系数及动摩擦系数

在隧道洞口采用柔性防护网，即在山体表面及坡面上沿等高线设置网孔，并采用柔性防护网进行防护。利用锚杆、锚索等将网与坡体连接起来，并将锚索固定在网孔内，以此形成一个柔性的防护网。该防护网宜选用与坡面防护结构相适应的网片，根据地形及地质条件选取合适的长度，并将其固定在坡面上。此外，在进行网片焊接时应保证网片的牢固，以防止在施工过程中因网片松动而造成其脱落

[2]。

通过对危岩落石处理措施进行分析可知：第一，危岩落石处理措施应根据实际情况采取有针对性的处理措施。不同类型的危岩落石需要采取不同的治理措施。如：当危岩落石的滚落速度较慢时，可采用加设拦石网、设置排水沟等措施进行处理；当滚落速度较快时，可采用适当增加锚杆长度、布设锚索或锚杆+锚索加固等措施进行处理；当滚落速度较大时，可采用增设拦石网行处理；第二，不同类型危岩落石应选择相应的治理措施。对于滚落速度较小的危岩落石可采取不加设拦石网、设置排水沟等措施；对于滚落速度较大的危岩落石应采取增设拦石网；第三，应根据具体情况进行具体分析[3]。

四、结束语

本文通过对某高陡边坡铁路隧道洞口危岩落石整治工程实例分析，介绍了高陡边坡铁路隧道洞口危岩落石的主要原因、危害和整治措施，并提出了高陡边坡铁路隧道洞口危岩落石整治措施，为类似工程提供参考。今后在高陡边坡铁路隧道洞口危岩落石问题的治理中，要根据不同的情况采用合适的治理措施，同时还应加强对高陡边坡铁路隧道洞口危岩落石产生原因的分析，进而提出针对性的治理措施，确保工程安全。

【参考文献】

[1]袁云洪.铁路隧道洞口高陡仰坡危岩落石防治措施研究[J].交通世界,2022(11):5-6.

[2]唐垚.铁路隧道高陡边坡危岩整治技术研究[J].建筑技术开发,2021,48(07):103-107.

[3]黄华,姜波,罗永刚,周跃峰.高陡边坡铁路隧道洞口危岩落石整治措施研究[J].高速铁路技术,2018,9(06):65-69.