浅谈郭家湾隧道进口危岩落石治理施工技术

吴海洋

摘要：根据具体工程案例，对隧道工程洞口地质现状进行介绍。结合洞口具体状况，制定科学的组合式防护施工方案，进一步深入探究防护网施工技术要点。针对山体设置开口式帘式网，并在下部设置拦石墙，构建组合式防护体系，从而对落石有效阻拦。

关键词：隧道工程；危岩落石；治理；工序

1   工程概况

郭家湾隧道进口处于重庆统景风景区范围，是典型的丘陵地区，这里地势十分险峻，地形复杂。洞顶以高山地势为主，和隧道上部之间相差超过80m，洞口下部为铁路桥墩。这一隧道周边地表基岩裸露在外，有很多的巨型孤石，且岩石以砂岩居多，山林中大多植被以水竹居多。

现场地形具有一定的特殊性，地势、地质也有着自身特点，这一项目中施工范围内，不仅有完工的隧道明洞，还有大桥桥墩。山区施工过程中，如何让设备有效规避零星滚石的损害，及时清理危岩，保证工程进度，是保障本项目顺利开展的关键。本文结合洞口具体状况，制定科学的组合式防护施工方案，进一步深入探究防护网施工技术要点。针对山体设置开口式帘式网，并在下部设置拦石墙，构建组合式防护体系，从而对落石有效阻拦。

2   危巖落石处理方案比选

鉴于该地段具有一定的复杂性，还有很多的危岩落石，提前制定3种防护方案，对其进行对比分析。

2.1   主动拦石网防护

即在高陡边坡右侧设置拦石网防护。首先，修整这一山坡，将外表松动石块全面清理，在上下间距为1.5m之处进行钻孔，将M30水泥浆注入孔中，同时植入锚绳。在锚固孔强度既定后，实施拉拔实验。实验结束，对主动网片进行安装。网片主要以高强度钢绞线为主，网片外面通过方格锚绳将其稳定，拦石网覆盖好坡面，从而使落石在既定区域固定好，不会下落。

2.2   棚洞防护

针对有落石的地区，设置钢筋混凝土棚洞防护。结合隧洞具体实际，棚洞基础主要以灌注桩为主，其直径为1m，桩上要有钢筋混凝土柱，上部要有盖板，隧洞上部以棚洞防护为主。隧洞隔2股道，采用墩柱对顶板进行支承，柱子之间的距离为5m，在2与3、4与5道棚洞施工过程中，以天窗点施工为主。棚洞防护完毕，散石能够在棚洞顶下落，这样棚洞下列车可以有效运行，确保行车安全性[1]。

2.3   开口式帘式网+被动拦石网+拦石墙组合式防护

高陡边坡防护主要以拦石网、拦石墙为主。坡上部设置高被动拦石网，高度为5m，这样人或动物不会使石块下落。坡面位置要设置开口式帘布网，上部开设开口钢柱，边坡位置设有垂幕式防护网，山脚位置还要有开孔。

帘式网的作用是对山坡滚石有效拦截，但无法固定落石。帘式网能够拦截石块，石块不会出现抛物线下落情况，只会沿着山坡向山下滚动。坡脚位置设置拦石墙，高度为8.5m，用于将下落的石块拦截。维修人员可顺着拦石墙，全面清理石块，3种方案对比见表1。

自经济层面出发，第一种方案成本最低。通常其适用于山坡防护，然而这一地段，山坡十分陡峭，高度达到100m以上，坡面防护面积要大一些，同时在隧道内部，车辆停靠时间要长一些。坡面主要以主动防护为主，落石长时间存在应力，时间一长，坡面已经出现风化情况，将导致山体石块崩落现象，安全隐患非常多。此外，主动网防护中，落石积聚很难清理，维护人员必须登山后才能全面清理，还可能会出现二次落石的情况。自安全性等层面来看，这一方案不具可行性。

第二种方案在隧道全部设置棚洞防护，从安全性等视角出发，具有一定的可行性。然而，这一隧道有8股道，宽度达到64m，长度达到400m，投资巨大。同时，隧洞前4道有焦柳铁路，施工会影响到铁路运营。从成本、进度、影响范围等视角出发，这一方案不具可行性[2]。

第三种方案须在坡面设置开口式帘式网。落石以自由状态为主，帘式网可对石块进行水平拦截，有利于长时间防护。山上被动网主要是对上部落石阻截，坡脚拦石墙主要是拦塔下落石，可以确保安全，同时后续清理工作也十分便利，没有安全隐患。仅在山坡右侧施工即可，不会严重影响到焦柳铁路运行，同时成本不高。通过估算，与隧道设置棚洞相比，这一方案可以节省近1800万元。对成本、进度以及安全等全面分析，本项目可以选择第三种方案。

3   组合式防护施工工艺

对于开口式帘式网以及拦石网来说，其施工次序如下：首先以被动拦石网为主，再以帘式网为主，之后进行拦石墙施工，再实施锚索施工，最后安装设备。

3.1   被动网施工

被动网以SNS防护网为主，高度为5m，间距10m，主要采用钢柱对网片进行连接，具体如图1所示。首先，确定基槽位置，尺寸为60m×60m×120m，以C30混凝土浇筑为主。在基槽下面，安设锚地锚杆，其中钢筋长度为3m。在上部预埋钢板，基槽施工结束时，将钢柱和预埋螺栓连接，再对被动网片进行安装，之后安装连接绳。

3.2   开口式帘式网施工

3.2.1   基础施工

测量放线结束，通过凿岩机在基础处凿出锚孔，深度达到1m左右。之后把地脚螺杆放进来，浇注水泥砂浆，面层以C20混凝土为主，之后将其抹平，与基础面保持一致。再把地脚螺杆套进套座，通过螺母来将其固定。

3.2.2   安装钢柱以及拉绳等

基础施工结束，把钢柱沿着坡向置于基座位置，把上拉绳挂环放在挂座位置。将其一侧通过锚杆，通过绳卡有效固定，再把钢柱一点点抬起来。

同时与基座相对应，将钢柱柱脚向基座内插进来，与螺杆相连后，再拧紧。对上拉绳长度进行调节，使钢柱与设计安装倾角相符，对上拉绳拉紧，之后通过绳卡有效固定。将其放在不同桩头滑槽中，通过绳卡来有效固定。

3.2.3   铺挂环形网以及六边形网

根据环节网相应的号码，按照既定位置在钢柱间展开，卸扣与环形网相连，再和支撑绳相连。对于双绞六边网来说，自上到下铺挂，网片的所有圆环通过卸扣和支撑绳相连，圆环通过两个卸扣和两个圆环相连[3]。

3.2.4   安装纵向主、次钢丝绳

在柱头位置悬挂主钢丝绳，紧线器拉力应大于10kN，使用绳卡来固定好末端。纵向次钢丝绳和上、下支撑绳相连，之后对其进行有效固定。双绞六边形网在通过钢丝来对接，和纵向主钢丝绳方向保持统一，之后通过钢丝将纵向主钢丝绳等扎牢。

3.2.5   安装横向固定钢丝绳

横向固定钢丝绳长度不可以超过50m。安装过程中，把钢丝绳一侧通过绳卡，在锚杆位置有效固定；另一侧顺着双绞六边形网通过锚杆，使用绳卡来固定好末端。

3.3   拦石墙下部工程施工

明挖基础深度要以下部地质为主，入岩深度需超过0.5m，尺寸为2.5m×1m×2m，以C30混凝土结构为主。基础和墩柱通过墩柱钢筋相连，插入深度需超过1m。以C形墩柱为主，截面尺寸为2.4m×1m。D形墩板截面宽度为1m左右，长度保持在3～11m，高度为10m，以C35钢筋混凝土结构为主。墩柱上部有顶板，厚度为0.8m，以C35钢筋混凝土结构为主。顶板上部安设竖向钢筋，用于与拦石墙相连。

3.4   拦石墙施工

对于拦石墙来说，其高度超过8m，宽度不足1m，间隔3m以上要和山体间通过肋板相连，肋板厚度为0.6m。其和拦石墙间以C35钢筋混凝土结构为主，两者共同浇筑。肋板中设有过人圆孔，维护人员可以在上面行走。其和山脚间要填土层厚度为0.8m，将其用作落石缓冲层，以将落石冲击力减弱。结合铁路隧道设计相关标准，设计具体参数，通过检验，确保拦石墙抗冲击力与要求相符。

3.5   锚索施工

锚索深入岩石的深度不得超过10m，入岩部分即为锚固段，通过M40砂浆来锚固。待肋板和拦石墙混凝土强度处于75%后，张拉锚索，张拉结束，6～10天完成補偿张拉1次，再进行封锚处理[4]。

3.6   智能检测设备安装

拦石墙动态监测系包括监测服务器、终端、反射板、光交换机等。在拦石墙等位置设置反射板，利用光缆与机房连接，再利用通信系统向服务器传输信号。水平位移监测误差是不得大于12mm，垂直位移监测误差不得大于10mm。

4   拦石效果验证

防护系统结束，运营单位对其进行检验，被动网和拦石墙刚性防护有机联系起来，拦石成效显著，没有出现安全隐患。采用智能检测设备进行监测，拦石墙结构平衡，所有部位都处于可控范围内。

5   结束语

山区施工过程中，如何让设备有效规避零星滚石的损害，及时清理危岩，保证工程进度，是保障本项目顺利开展的关键。

本文结合洞口具体状况，制定科学的组合式防护施工方案，进一步深入探究防护网施工技术要点。针对山体设置开口式帘式网，并在下部设置拦石墙，构建组合式防护体系，从而对落石有效阻拦，确保铁路运行安全。

参考文献

[1] 马松辉.浅析隧道危岩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，刘峰，马洪生，等.汶马高速桑坪隧道进口危岩落石防治措施研究[J].工程建设与设计，2021（16）：47-49.

[3] 韩燚.铁路上游靠山侧高陡崖区危岩落石综合治理研究[J].安徽建筑，2021（5）：144-146.

[4] 刘珂.隧道洞口不良地质段的施工技术研究[J].工程建设与设计，2021（18）：154-156.