高铁隧道群洞口段危岩落石整治方案探讨

高铁隧道群洞口段危岩落石整治方案探讨

伍尚前1，伍世凤2

1、云桂铁路广西有限责任公司 广西南宁530000；2、中铁北京工程局集团第二工程有限公司 湖南长沙410000

摘要：高速铁路隧道洞口段易遭受坍方、落石危害，这些地段往往是山体陡峭，基岩裸露，岩体破碎的地质脆弱区，加上洞口段施工对于山体基岩的扰动，使得一部分松散破碎岩体极易发展成危岩落石，严重威胁运营安全。因此，进行高速铁路隧道洞口段危岩落石整治十分必要。本文针对某高铁隧道群洞口段危岩落石现场调查分析结果，提出隧道群洞口段危岩落石整治方案，在总结整治效果的基础上进一步提出高速铁路危岩落石整治建议。

关键词：高速铁路；危岩落石；整治措施

0引言

由于线路走向及场地限制，许多隧道洞口段的边、仰坡高陡，地质条件恶劣，在雨水、地震等外界诱发因素和岩体本身不稳定状态的共同作用下，会形成危岩、落石、崩塌等，一旦危岩落石砸到轨道上，有可能造成列车颠覆，后果将不堪设想。如宜万铁路高阳寨隧道，隧道洞口边坡岩体在施工爆破动力作用，边坡岩石沿原生节理面与母岩逐渐分离形成危岩体，在其自身重力作用下失稳向坡外滑出，事故造成重大伤亡。本文在调查某某1号、2号、3号、4号及6号隧道群洞口段现场危岩落石的基础上，结合现场地质勘察、以及相关规范、规程资料，对相关危岩落石进行分析，有针对性的提出危岩落石整治建议。

1隧道群洞口段危岩落石实际情况调查分析

（1）某某1号隧道进口

隧道洞口存在3处危岩落石区域：危岩落石区域1位于隧道进口左上方（D2K110+926左20m），估计分布区域面积约为415m2；危岩落石区域2位于隧道进口右上方山顶（D2K110+962右15m），估计分布区域面积约为470m2；危岩落石区域3位于隧道进口右上半山坡（D2K110+935右20m），估计分布区域面积约为560m2。

危岩落石影响区：分布D2K110+873～D2K110+920，左17m，右25m。路肩标高约116m，山脊标高约175m，地面坡度约30～40°，地形陡峻，植被较发育，山体为灰岩、白云质灰岩，岩体内节理、裂隙发育，危岩落石运动以滚动跳跃为主，单个落石一般小于0.4方。

（2）某某1号隧道出口

山势陡峻，明显可见3处危岩落石区域：危岩落石区域1位于隧道出口左上方（D2K110+982右13m），估计分布区域面积约为270m2；危岩落石区域2位于隧道出口右上方山顶（D2K110+970左7m），估计分布区域面积约为130m2；危岩落石区域3位于隧道出口右上半山坡（D2K110+963左18m），估计分布区域面积约为150m2。

危岩落石影响区：分布D2K110+985 ～D2K111+028，左10m，右12m。路肩标高约116m，山脊标高约175m，地面坡度约50～70°，地形陡峻，植被不太发育，山体为灰岩、白云质灰岩，岩体内节理、裂隙发育，危岩落石运动以滚动跳跃为主，单个落石一般小于0.5方。

（3）某某2号隧道进口

隧道洞口明显有3处危岩落石区域：危岩落石区域1位于隧道进口正上方（D2K111+556），估计分布区域面积约为1700m2，岩层倾向线路左侧，视倾角约30°，危岩体内有多条垂直张裂隙分布，裂缝宽10～30cm；危岩落石区域2位于隧道进口左上方（D2K111+535左13m），估计分布区域面积约为190m2；危岩落石区域3位于隧道进口左上方（D2K111+543右32m），估计分布区域面积约为250m2。

危岩落石影响区：分布D2K111+508～D2K111+548，左12m，右21m，路肩标高约123m，山脊标高约183m，地面坡度约50～60°，地形陡峻，植被不太发育，山体为灰岩、白云质灰岩，岩体内节理、裂隙发育，危岩落石运动以滚动跳跃为主，单个落石一般小于0.5方。

（4）某某2号隧道出口

隧道洞口明显有3处危岩落石区域：危岩落石区域1和区域2位于隧道出口段洞门左上方；危岩落石区域3位于隧道出口段洞门左上方（D2K111+935右10m）；岩体风化破碎，成片分布，单个危岩体积一般3～5方。

危岩落石影响区：分布D2K111+935～D2K111+982，左12m，右19m，路肩标高约119m，山脊标高约170m，地面坡度约35～50°，地形陡峻，植被不太发育，山体为灰岩、白云质灰岩，岩体内节理、裂隙发育，危岩落石运动以滚动跳跃为主，单个落石一般小于1方。

（5）某某3号隧道进口

隧道洞口明显有2处危岩落石区域：危岩落石区域1位于线路右侧山坡，岩体破碎；危岩落石区域2位于隧道进口段洞门右上方（D2K117+730右10m），岩体风化破碎，成片分布，单个危岩体积一般1～2方。

（6）某某3号隧道出口

隧道洞口明显有2处危岩落石区域：危岩落石区域1位于隧道出口段洞门左上方山坡；危岩落石区域2位于隧道出口段洞门左侧（D2K117+770右10m）；岩体风化破碎，成片分布，单个危岩体积一般1～2方。

危岩落石影响区：分布D2K117+682 ～D2K117+796，左6m，右13m，路肩标高约110m，山脊标高约170m，地面坡度约30～40°，地形陡峻，植被不太发育，山体为灰岩、白云质灰岩，岩体内节理、裂隙发育，危岩落石运动以滚动跳跃为主，单个落石一般小于0.5方。

（7）某某4号隧道进口

危岩落石区域位于隧道进口端洞门右侧上方（D2K118+580右15m），岩体风化破碎，成片分布，单个危岩体积一般1～3方。

（8）某某4号隧道出口

危岩落石区域位于隧道出口端洞门左侧上方（D2K118+628右15m），岩体风化破碎，成片分布，单个危岩体积一般1～3方。

危岩落石影响区：分布D2K118+536 ～D2K118+681，左10m，右26m，路肩标高约112m，山脊标高约170m，地面坡度约40～50°，地形陡峻，植被不太发育，山体为灰岩、白云质灰岩，岩体内节理、裂隙发育，危岩落石运动以滚动跳跃为主，单个落石一般小于1方。

（9）某某6号隧道进口

危岩落石区域位于进口段洞门右侧山坡上（D2K119+350，右15m），该处植被发育，靠近桥台附近地形相对平缓，危岩落石相零星分布，最大体积1~5方。

危岩落石影响区：分布D2K119+300 ～D2K119+360，左14m，右14m，路肩标高约118m，山脊标高约195m，地面坡度约20～40°，地形较陡峻，小里程段坡面较缓，植被发育，山体为灰岩、白云质灰岩，岩体内节理、裂隙发育，危岩落石运动以滚动跳跃为主，单个落石一般小于0.5方。

某某隧道群地处溶蚀孤峰地貌区，地形陡峻，岩体破碎、危岩发育，存在安全隐患，结合实际情况调查分析，进行整治非常必要。

2某某隧道群洞口段危岩落石整治措施

2.1危岩落石整治原则

结合洞口地形、地质条件及隧道工程现状，因地制宜，按照安全、合理、经济的原则综合治理。

（1）对落石坡面范围小、落石分布数量少的洞口危岩落石尽量采用清除、嵌补、支顶等整治措施；

（2）对危岩落石分布面积较大区域，在隧道洞口附近采用钢轨栏栅、拦石墙或防护网进行处理；

（3）对采取上述措施仍存在较大危岩落石安全隐患的，结合洞口地形地质条件及工程现状等，采取接长明洞处理；

2.2危岩落石整治实施方案

因某某1号、2号、3号、4号及6号隧道群危岩落石地质条件部分类似，只选择有代表性的洞口段进行具体整治方案阐述。

（1）某某1号隧道出口

危岩落石整治措施：

区域1：施工前先对坡面松动危石进行清除，设置一道被动防护网及一道主动防护网，洞口永久边仰坡采用喷砼及M10浆砌片石嵌补防护，线路右侧明洞耳墙外填土形成落石槽。

区域2：采用主动网进行防护；

区域3：在明洞顶部填土形成落石槽。

危岩落石整治措施如图1所示。

图1某某1号隧道出口危石情况及整治措施

（2）某某2号隧道出口

危岩落石整治措施：

①施工前对坡面可能存在的危岩落石进行调查，对需要处理的坡面危岩落石清除，然后采取C15砼嵌补、支顶等措施进行防护，并于洞口仰坡天沟外设防护网一道，防护网高6m，长度77.5m；

②针对区域1和区域2采用主动网进行防护；

③于隧道洞口线路左侧设置一道C20混凝土拦石墙；拦石墙长度20m，墙高出原地面6m，顶宽1.5m。

危岩落石整治措施如图2所示。

图2 某某2号隧道出口危石情况及整治措施

（3）某某3号隧道进口

危岩落石整治措施如图3所示。

①在隧道进口端线路右侧山坡设置被动网和主动网；

②清除隧道进口端线路右侧虚碴，于隧道进口端墙外线路右侧设置一道外八字形C20混凝土拦石墙；拦石墙长度20m，墙高5m，顶宽1.5m。

③对隧道上方的危岩落石采用支顶进行处理，如图4所示。

图3某某3号隧道进口危石情况及整治措施

图4某某3号明洞右侧山体局部危石支顶处理横断面示意图

（4）某某6号隧道进口

危岩落石整治措施如图5所示。

①按施工图要求完成洞口被动防护网；

②隧道进口接长27m明洞至桥尾，明洞衬砌采用双耳墙明洞衬砌，如图6所示；

③桥墩右侧设置C20混凝土拦石墙对危岩落石区域2进行防护；拦石墙长30m，墙高5m，顶宽1.5m。

图5某某6号隧道进口危石情况及整治措施

图6某某6号隧道进口接长明洞示意图

2.3 危岩落石整治效果

自高铁开通运营以来，期间历经多次暴雨，该隧道群洞口段边坡岩体稳定，雨后检查发现被动防护网内仅存在少量小块碎石，表明大块不稳定岩石经过整治清理干净，但在各种风化作用下仍会产生新的小块危石；拦石墙内存在少量小块碎石，表明拦石墙对危岩落石可以进行有效地拦截，效果良好。长期整治效果仍待日后继续跟踪观察、反馈。

3高速铁路危岩落石整治建议

（1）在设计阶段要做好详尽的地质勘察，利用地质三维扫描成像等技术测绘出危岩落石区域，争取最大限度避开危岩落石发育地段。

（2）提升隧道洞口段危岩落石研究的重视程度，目前隧道洞口段危岩落石灾害的整治长期处在事后应急反应处置上，缺乏前瞻性。需要将危岩落石整治纳入隧道洞口一体化设计，做到“三同时”：同时设计、同时施工、同时养修。

（3）在高速铁路隧道洞口段（包含明洞）危岩落石研究中，需要考虑列车运行特性，主要是列车运行物理振动及列车进出隧道空气动力效应。

（4）创新危岩落石主、被动联合防护体系，将监控系统、卫星定位系统等纳入危岩落石防治体系，实现实时、实景的精准危岩落石监控。

4结束语

高速铁路进入全面运营时代，确保运营安全为第一要务，凡是对运营安全有威胁的因素都应该引起足够重视。目前隧道洞口段危岩落石整治仍具有滞后性，应将其纳入隧道洞口一体化设计，提升其重视程度。在整治过程中应秉承安全、经济、合理的整体原则，创新主被动联合防护体系，明晰责任主体，实现精准整治。

参考文献

[1]宋宇峰.高边坡隧道洞口安全防护施工技术[J].交通世界.2019(08):82-83.

[2]马栋,付重滔,李磊.莲花山隧道进口回填冲沟段加固技术[J].公路交通科技.2021(06):17-22.

作者简介：伍尚前(1982.02—)，男，广西灵山县，高级工程师，学士学位，现主要从事高速铁路建设管理及技术研究工作。

伍世凤(1993.04—)，男，广西灵山县，技术员，大专，现从事铁路工程施工技术工作。

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