新屋隧道出口高陡邊坡施工技術

潘建平，鄭文波

(中鐵十八局集團渝利鐵路工程項目部重慶石柱409100)

新屋隧道出口高陡邊坡施工技術

潘建平，鄭文波

(中鐵十八局集團渝利鐵路工程項目部重慶石柱409100)

隨著高速鐵路的興建，鐵路沿線將會遇到許多高陡邊坡危巖落石地段。本文結合工程實際，闡述了渝利鐵路新屋隧道出口高陡邊坡危巖落石的防治技術。

高陡邊坡；危巖落石；控制爆破；主動防護網；錨網噴防護

1 工程概況

新屋隧道位于重慶市石柱土家族自治縣境內，屬新建重慶至利川鐵路（簡稱為渝利鐵路）第Ⅴ標段，該隧道出口巖壁陡峭，隧道洞頂植被主要為雜草及灌木。主要不良地質為危巖落石及巖堆，危巖落石對出口影響較大，地下水較發育，無侵蝕性，該隧道為全線重難點工程。

新屋隧道出口面向洞口中線左側50m、右側50m范圍內刷坡寬度為100m，左側坡頂高程為1187.90m，隧道中線坡頂高程為1169.94 m，右側坡頂高程為1148.70 m，且自上而下分級刷坡，每10m高設一個平臺，其寬度為2m。隧道棚洞頂高程為1079.395m，沿隧道中線的方向上，坡頂到棚洞頂的垂直高度為90.55m。刷坡面積為10758 m2（含平臺），平均刷坡厚度為6.78 m，刷坡工程量為72939m3。原始地貌的坡度和實際刷坡線對比，原地貌坡率約為1∶0.15，設計刷坡線為1∶0.5。

2 設計對高陡邊坡的處理措施

新屋隧道進口采用擋墻式洞門，出口采用對稱框架式棚洞門。隧道出口洞頂有危巖落石，洞口施工前對DK223+ 200～+270段面向洞口中線左側50 m、右側50 m范圍內危巖落石進行處理，處理的措施如下：

（1）采用控制爆破沿坡面從上至下清除洞口隧道中線左、右側50m范圍內巖面風化裂隙發育層，根據現場清除的情況，具體確定危巖清除的范圍。

（2）清方后用紅漆對線路有影響的危巖落石做明顯標示點，對巖面拍照并劃分為多個網格并編號，并確定處理措施。

（3）清方后對巖面的卸荷裂隙進行補充調查，發現一處處理一處，對于卸荷裂隙要做到及時發現及時處理。

（4）確認坡面巖體穩定無大的卸荷裂隙后，對坡面掛主動防護網，并施作錨網噴防護，錨桿采用Φ22砂漿錨桿長4～8 m，間距1.5m×1.5m，梅花形布置。噴混凝土厚10～15cm,采用主動防護網施作。

（5）最后對坡面采用噴混植生綠化。

3 高邊坡的處理方案

3.1 工程特點及難點

新屋隧道出口主要巖性為砂巖夾頁巖和泥巖，巖面的卸荷裂隙較多，風化嚴重，節理發育，易受自然因素影響，導致大面積碎落，以及局部小型崩塌、落石。為了使松散巖石邊坡不出現落石、崩塌現象，確保鐵路運營后的行車安全，設計上要求對新屋隧道的出口高邊坡進行防護。由于該邊坡出口巖壁陡峭，僅有一條山間小道能到達邊坡頂部，且刷坡工程量大，故其施工難度也大，成為渝利線重難點工程。

3.2 施工順序

隧道出口端施工順序如下：（1）對出口樹木進行砍伐；（2）按設計坡率采用控制爆破自上而下清除邊仰坡風化裂隙發育層；（3）施作主動防護網；（4）及時分層施作錨網噴防護；（5）噴混植生綠化。

3.3 針對不同巖層的處理方案

對裸露坡面進行數碼拍照，并進行網格劃分，網格尺寸5m×5m，根據不同網格區域裂隙發育情況及巖面情況采取不同的處理方案。

（1）危巖孤石：對于體積龐大的孤石采用控制爆破炸碎，并清除運走；體積較小的孤石直接清除。

（2）對倒立嵌入巖層的石塊，根據不同情況采用M10漿砌片石進行支頂、嵌補。

（3）對巖面卸荷裂隙進行調查，做到及時發現及時處理。

(4)確認坡面無大的卸荷裂隙后，對坡面按主動防護網進行施作，并施作網噴防護，鋼筋網采用主動防護網代替。

4 高陡邊坡防治技術

4.1 控制爆破刷坡

4.1.1 爆破方法

采用風動鑿巖機鉆孔，炮孔方向大致與水平面垂直，采用塑料導爆管非電復式起爆網路，孔內和孔外相結合的微差爆破網路，直線型起爆網路。爆破時嚴格控制用藥量，爆破后，使邊坡和山體穩定，不松動，爆出的坡面平順，底板平整。

采用等邊三角形布設炮孔，分布均勻、排列緊密(圖1）。

參數如下：

圖1 炮孔布置圖

在此定為開挖高度H為2 m，最小抵抗線W=0.6H=1.2（m）

孔深：L＝1.1H=2.2（m）

孔距：a＝1.5(m)

排距：b＝1（m）

炮孔堵塞：h0＝1.2(m)

單個炮孔裝藥量Q（kg），采用2#巖石乳化炸藥，根據巖石類別及施工經驗，單耗采用0.25kg/m3,按每管炸藥長20cm算，每孔裝4管。

如爆破時爆破效果不佳，可適當減小孔距和排距；如爆破飛石超過安全距離、爆破產生的地震波和空氣沖擊波過大可適當減少裝藥量。

4.1.2 爆破網路設計

起爆網路如圖2所示。

圖2 起爆網路圖

如圖2所示，從第1排炮至第4排炮炮孔內采用3段（50ms）、5段(100ms)、6段（150ms）、7段（200ms）非電毫秒雷管（直至N排炮孔），每排炮孔設計爆破間隔時間都為50ms，相鄰炮孔就近并聯成一束，從最后排炮孔并聯成束開始，孔外采用1段非電毫秒雷管串聯至第一排炮孔，直至引爆。

上述參數確定后，在具體施工時，先進行小面積的試爆，根據試爆效果來適當調整各參數，優化方案，使之適合本工程特點。

4.1.3 工藝流程

施工準備→鉆孔作業→裝藥→堵塞→敷設網路→爆破防護→警戒、起爆→爆破檢查、爆破總結

4.1.4 注意事項

為了減少爆破振動，采用預裂爆破、在炮孔上加蓋裝有砂土的編制袋等措施。

采用粘土堵塞，保證堵塞長度和堵塞密實。

嚴格控制最大藥包裝藥量或分段最大藥量。

對炮孔鄰近電力線、橋墩臺等建筑物應做好必要的防護和應急措施。

在炮孔裝藥回填施工過程中，細致操作，防止損壞導爆管，防止導爆管和藥包分離，并加強檢查。

4.2 主動防護網

SNS柔性主動防護網主要由柔性鋼繩錨桿、支撐繩和鋼繩網構成。主動防護網系統常用于坡面崩塌、危巖、落石、風化剝落、溜坍、溜滑或塌落類地質災害加固防護，其明顯特征是采用系統錨桿固定，并根據柔性網的不同，分別通過支撐繩和縫合張拉（鋼絲繩網和鐵絲格柵），形成對整個邊坡的連續支撐，從而實現其主動防護、加固功能。

4.2.1 防護網的采購

由于防護網的特殊工作環境和對其壽命的特別要求,所用防護網的質量必須得到保證。事先應對供應商資質進行認真考察,經監理批準后才能簽訂采購合同。防護網到貨后,認真檢查出廠合格證和材質檢驗書,逐件進行外觀檢查,并按規定對其力學性能進行抽檢,全部符合標準后才能使用。

4.2.2 坡面清理

自上而下，逐級地徹底清理刷坡后的坡面,將坡面上殘留的浮土、松動石塊全部清除,并且局部地形需進行適當加固,避免施工中落石傷人。

4.2.3 錨桿孔定位

按設計的位置并結合現場實際地形對錨桿孔位進行測量定位。由于坡面巖性砂巖夾頁巖和泥巖，節理發育，刷坡后坡面局部凸凹不平,依據地形條件,孔間距可有10%的調整量,否則,支撐繩和防護網可能連接不上。

4.2.4 開鑿錨桿孔口凹坑、鉆錨桿孔

錨桿孔定位以后,先在每一個孔口處開鑿一個深度不小于錨桿外露環套長度的凹坑,坑的口徑和深度均為20cm,使系統安裝后盡可能緊貼坡面。按錨桿設計長度垂直邊坡巖面鉆出錨桿孔,按設計深度鉆鑿錨桿并清孔,孔深應比設計錨桿長度長5cm以上,孔徑不小于Φ22。

法國年鑒學派的整體史觀認為，歷史是一種合力的作用。就是在分析思維上，“反對割裂自然和社會現象，倡導打通史學和社會科學的壁壘，突破文化決定論、經濟決定論、地理決定論的單向思維，提倡全面的或整體的歷史才是認識與把握文化變遷的客觀手段。[24]”因此，探察桂西壯拳文化變遷動因的底色還須整體上的綜合分析。而“創新是所有文化變遷的基礎”[25]，意即桂西壯拳在不同時代不同價值凸顯的文化創新、不同功能的時代呈現也就是各種動因相互激蕩、博弈、平衡后的結果。

4.2.5 錨桿孔內注砂漿并錨固錨桿

所用砂漿標號為M20,普通硅酸鹽水泥,優選粒徑不大于3mm的中細砂,灰砂比1∶1～1∶1.2,水灰比0.45～0.50。由孔底注漿并插入錨桿,注漿過程中若漏漿現象嚴重,則采用封堵措施及間歇多次注漿法,每次注漿管口均需置于前次注漿砂漿所達頂面,以保證注漿飽滿,砂漿初凝收縮后,應進行補漿。灌漿完成28h內不得敲擊和碰撞錨桿,錨桿固定后至少養護3d。

4.2.6 安裝縱、橫向支撐鋼繩

支撐繩拉緊后兩端用2～4個鋼絲繩卡子將支撐繩卡死,形成縱橫交錯的Φ16橫向支撐繩和Φ12縱向支撐繩與4.5m× 4.5m的網格。

4.2.7 格柵網安裝

從上向下鋪掛格柵網，格柵網間重疊寬度不小于5cm，兩張格柵網間的縫合以及格柵網與支撐網間用Φ1.5鐵絲進行扎結。

4.2.8 鋼絲繩網的安裝

圖3 鋼絲繩網連接圖

5 錨網噴防護

5.1 錨網噴支護的原理及支護參數

錨網噴支護是靠錨桿、鋼筋網和混凝土共同作用來提高邊坡巖土的結構強度和抗變形剛度，減小巖體側向變形，從而增強邊坡的整體穩定性。

采用主動防護網代替鋼筋網施作，錨桿采用Φ22砂漿錨桿，長度4m，間距1.5m×1.5m，梅花形布置，施作的錨桿與坡面垂直，全長粘結，噴混凝土厚度10～15cm。

5.2 錨網噴的支護順序

噴錨網支護的施工程序是：搭設腳手架→制作安裝設施排水孔→第一次噴射混凝土→錨桿鉆孔、注漿→掛網（用主動防護網代替鋼筋網）→第二次噴射混凝土→養護→拆除腳手架。

5.3 錨噴支護的工作平臺

錨噴支護搭設腳手架作業平臺，鋼管支架立柱應置于堅硬穩定的巖石上，不得置于虛渣上；立柱間距1.5m，以滿足施工操作。搭設管扣要牢固和穩定，鋼架與壁面之間必須楔緊，相鄰鋼架之間應連接牢靠，以確保施工安全。

5.4 噴射混凝土施工

噴射作業之前對機械設備、各種管路和電線等進行全面檢查及試運轉。對該多級坡面作業,掌握端部推進,按先下后上的順序施作,工作縫搭接適當,沉降縫按圖設置,埋設好厚度控制點，二次噴射前要清除工作面浮渣并濕潤。

6 結束語

新屋隧道出口高陡邊坡防治工程采用控制爆破刷坡、SNS柔性防護網以及錨網噴防護技術綜合治理，能夠減少對坡體的開挖擾動，提高高陡邊坡巖土的結構強度和抗變形剛度，增強邊坡的整體穩定性，防止落石危害,確保行車安全。

[1]GB50330—2002,建筑邊坡工程技術規范[S].

[2]GB 50086,錨桿噴射混凝土支護技術規范[S].

[3]陳鴻金.錨噴技術在邊坡防護中的應用[J].交通標準化, 2007,(6).

[4]杜小蘭.SNS柔性防護系統在丹界高速公路高陡邊坡防護中的應用[J].建筑與工程,2009,(3).

[5]鄭和平.高邊坡危巖體爆破處理[J].爆破,2006,(2).

熱軋帶肋鋼筋尺寸的正確測量

熱軋帶肋鋼筋是指經熱軋成型并自然冷卻、橫截面為圓形且表面帶有兩條縱肋和延長度方向均勻分布橫肋的鋼筋。熱軋帶肋鋼筋按供應方式不同，一般分為直條和盤圓條兩種；按其橫肋的形態不同，可分為帶月牙肋和等高肋兩種。

建筑工程中大量使用的熱軋帶肋鋼筋一般為月牙肋鋼筋。月牙肋鋼筋是19世紀70年代末期開始研制的。其縱橫肋不相交，在一條橫肋的全長上肋的高度不等，橫肋縱截面呈月牙形。特點是方便生產，強度高，應力集中，敏感性小和抗疲勞性能好。

長期以來，我國一直采用稱重法，即采用鋼筋的實際橫截面積計算鋼筋強度。有些企業在鋼筋生產中按負偏差控制較多，按實際橫截面積計算鋼筋強度是合格的。但有時橫截面積過小，鋼筋的整體拉力不足。即按公稱橫截面積計算鋼筋的強度不合格，會給結構安全帶來潛在的危害。當今，熱軋帶肋鋼筋的應用量大面廣，其質量好壞直接關系到結構工程的安全。

《鋼筋混凝土用鋼筋——熱軋帶肋鋼筋》(GB 1499.2-2007)中第8-3條關于尺寸測量有具體規定。(1)帶肋鋼筋內徑的測量精確到O.1 mm。在測量時，一定要用卡尺卡緊鋼筋內徑兩側(能代表鋼筋直徑的兩個測點)，卡尺與兩側形成的面，應與橫截面平行或與鋼筋縱肋垂直，決不能歪斜，稍有傾斜，對精度0.1 mm的標準要求來說，測量所得數值會相應增大。(2)帶肋鋼筋肋高的測量可采用同一截面兩側肋高平均值的方法，即測取鋼筋的最大外徑。減去該處內徑，所得數值的一半為該處的肋高，應精確到0.1 mm。在測量時一定要測取鋼筋內徑加兩側肋(最寬處)為最大外徑，不應歪斜形成橢圓度增大數值。(3)帶肋鋼筋橫肋間距可采用測量平均肋距的方法進行測量。即測取鋼筋一面上第一個與第十一個橫肋的中心距離。該數值除以十即為橫肋間距。應精確到O.1 mm。標準在更新，但熱軋帶肋鋼筋尺寸測量規定沒有改變。測量時還要注意：應在鋼筋長度的兩端及中間予以測量。橫截面直徑應在每處兩個相互垂直的方向上各測一次，取其算術平均值，選用3處橫截面中的最小值。

Construction Techniques Used at the New-Room Tunnel Exit Steep Slops

More high cliff falling objects are expected to be threatening the high speed new railways under construction.To solve this problem,the writer of this paper expounds the protection methods used in high slops at the New-room Tunnel Exit

high steep slops；high cliff falling objects；controlled explosion；active protection meshwork；meshwork protection paint

U458

A

1671-9107（2011）10-0021-04

10.3969／j.issn.1671-9107.2011.10.021

2011-06-14

潘建平（1964-），男，高級工程師，主要從事隧道橋梁施工工作。

鄭文波（1974-），男，高級工程師，主要從事鐵路、隧道和土木工程工作。