主动防护网在铁路崩塌落石病害整治中的运用

李国辉 彭艳飞

(内蒙古铁道勘察设计院有限公司，内蒙古呼和浩特 010050)

0 引言

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。

主动防护网是将金属柔性网(钢丝绳、格栅、环形网)通过钢丝绳锚杆或钢筋锚杆和支撑绳等连接方式覆盖于存在崩塌、落石病害的坡面上，以加固既有边坡或减小局部或少量危石运动的一种边坡防护形式。按照构成材料划分，主动防护网可分为钢丝绳网、钢丝格栅和高强度钢丝格栅三种类型。

1 工程简介

京包铁路即由原京绥铁路、平绥铁路组成。京包铁路是北京通向中国西北地区的铁路干线。本次需进行崩塌、落石病害整治的线路位于京包线大同至集宁段，线路经过山西省与内蒙古自治区境内，沿线地貌主要为山间盆地及低山丘陵区。所处地形为中山河谷地貌，局部为小型山间盆地及山间洼地，地形起伏，沟谷纵横。K391+140～K391+300和K391+370～K391+480段线路位于山麓与河岸交汇带，路线以半填半挖通过，左侧为低中山区，右侧为御河，此处崩塌、落石病害极为严重。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20 m。边坡表层为强风化片麻岩，有节理、裂隙发育。山体围岩呈碎石、块石状，中粗粒状结构。

2 GQS型主动防护系统介绍

2.1 GQS型主动防护系统组成

本工程采用布鲁克公司的GQS型主动防护网系统。该防护系统由φ16横向支撑绳，φ12纵向支撑绳，Q280型QUAROX绞索网，SO/2.2/50型格栅网及φ12的带弯钩的钢筋锚杆或直径不小于2φ12的双股钢绳锚杆组成，GQS主动防护系统的组成图如图1所示。

图1 GQS主动防护系统组成图

2.2 GQS型防护系统断面布置

GQS柔性主动防护系统由φ12纵向支撑绳和φ16横向支撑绳与4.5 m×4.5 m正方形布置的锚杆形成一个挂网单元，每个单元依次纵横交错布置，纵横向支撑绳和锚杆相连接并进行预张拉。每个挂网单元内铺设一张4 m×4 m的Q280型QUAROX绞索网并与上下左右的纵横向支撑绳间用缝合绳缝合拉紧，同时在QUAROX绞索网下设置小网孔的SO/2.2/50型格栅网。GQS型主动防护系统断面布置如图2所示。

图2 断面布置图

3 施工技术要求

本次既有边坡崩塌落石整治工程施工顺序如下:1)清理坡面危石;2)锚孔测量定位;3)锚杆施工安装;4)支撑绳布置;5)格栅网布置;6)QUAROX绞索网布置。

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0.3 m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5 m2，否则宜增设长度不小于0.5 m的局部锚杆，锚杆应采用直径不小于12 mm的带弯钩的钢筋锚杆或者直径不小于12 mm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42 mm，锚杆孔深度应大于锚杆设计长度5 cm～10 cm。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0.4 m×0.4 m C15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42.5 MPa的普通硅酸盐水泥，粗骨料选用粒径小于2.5 mm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3 d，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

SO/2.2/50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5 cm，格栅网间或格栅网与支撑绳间用φ1.5 mm铁丝进行扎结。

3.6 QUAROX绞索网布置

QUAROX绞索网采用自上而下布置，每张绞索网用一根长约33 m的φ8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

1)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。

2)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。

3)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。

4)在离地面2 m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。

5)登山作业人员应穿防滑鞋，扎好袖口、裤口，以免拌倒跌伤。

6)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。

7)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。

8)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。

9)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。要选好炮位、炮向和立脚点。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。

10)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。

11)在电气化铁路区段进行作业还要符合相应的规定要求。

5 结语

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。

［1］铁道部第一勘测设计院.铁路工程设计技术手册·路基(修订版)［M］.北京：中国铁道出版社，1995.

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