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SNS柔性被動攔石網在太焦線崩塌落石災害治理中應用

發布者:四川仲達 日期:2015-7-15  點擊次:2740

 一、情況介紹

  太焦線上下行西武匠至月山直通場間鐵路線路,由北至南沿丹河和白水河穿越太行山山脈,河谷深、懸崖絕壁、山勢陡峻為典型的山區鐵路。由于線路穿越白云質石灰巖或石灰巖與泥灰巖互層,巖層傾角較小,近乎水平。巖石強度f值為6~8間,坡面巖石受節理切割,巖體破碎,坡面上形成孤石危石,加之路塹山體經風吹及雨水浸滲,嚴重風化剝落,時常有風化石塊掉落至道心,雨季更為嚴重。近年來,SNS柔性防護網技術在太焦線山區鐵路的崩塌落石防護中得到了大范圍的應用 ,

二、太焦線崩塌落石的分類及災害分析

崩塌落石是單個或群體巖塊在重力或其它外力作用下突然從陡峻巖石山坡上分離并以自由落體墜落、彈跳、滾動或它們的某種組合方式順坡向下猛烈運動,最后散集于坡腳的一種常見地質災害現象。由于崩塌落石災害所特有的高速運動、高沖擊能量、多發性以及在特定區域發生的時間和位置的隨機性或難以預測性及其運動過程的復雜性等特征,常會帶來鐵路中斷、機車車輛毀壞和人身傷亡等巨大危害。

太焦線發生的崩塌落石主要有以下三類:

1.邊坡巖體滑落:常發生在山體高度在30米以上,坡度大于55°的陡坡上,巖體的節理發育和巖層凸凹不平,容易產生巖體滑落,邊坡巖體滑落的范圍不大。

2.軟層巖面的危石滾落:是指分散在風化嚴重的軟層巖面上的孤石由于長期風吹及降雨沖刷、列車振動致使危石滾落。

3.巖層崩塌:常發在坡度大于75°的巖體上,由于巖石在形成過程中的原生節理和層面在風化過程中產生裂隙,構成巖體內部的軟弱結構面,當巖體的結構面組合位置不利時,使巖體向線路方向傾斜,再加上外來因素雨水、氣溫的變化、地震、****等作用極易發生巖層崩塌。這種崩塌影響線路范圍大,防治也較困難。

三、崩塌落石防治的主要措施

崩塌落石本身僅涉及少數不穩定巖塊,其發生通常并不改變斜坡的整體安全穩定性。防止落石對鐵路造成不能正常營運或破壞以及人

身傷亡是其防治的最終目的。這就是說,防治的目的并不是一定要阻止崩塌落石的發生,而是要防止其帶來的危害。因此,崩塌落石防治可從防止其發生和避免造成危害兩個方面考慮,具體方法的選取主要取決于崩塌落石歷史、潛在崩塌落石特征及其風險水平、現場地貌及場地條件、防治工程投資和維護費用等,圖1列出了可行的主要防治措施。

圖1 崩塌落石防治的主要措施

潛在崩巖危石的完全清除通常是很難做到的,因此通常僅對即將崩塌的巖石進行清除,以作為其他防治方法的配套措施或準備工作。同樣,作為崩塌落石誘因的地表水的排除以及控制****通常都不是獨立承擔防治功能,但均應成為其他工程方法的配套措施。加固或支護的各種措施都有其特定的使用條件,主要是對坡面整體性和穩定性較好時能達到目的,但需注意的是,諸如支擋、護面墻體和噴砼等圬工建筑物本身即可能成為崩塌的物質來源。被動防護網的方法并不試圖阻止巖石崩落,但必須避免崩巖到達需保護的對象上。所謂引導措施就是采用特定的工程措施限制崩巖的運動范圍或運行軌跡,將其引導到設防對象之外而不致危及需要防護的對象區域,其中SNS被覆系統即是采用鋼繩網覆蓋有潛在崩巖的邊坡坡面,使崩巖在被覆作用下沿坡面滾下或滑下而不致劇烈彈跳到坡腳之外的保護區域上,它對崩塌落石發生區域集中、頻率較高的高陡邊坡是一種非常有效而經濟的方法,與起加固作用的SNS主動防護系統的主要差別在于其鋼繩網系統不需張拉施加預應力。棚洞和明洞防護雖其防護功能較強,但其施工難度大、工程造價高,是不得以而為之的措施。以砼、石材等構筑的圬工攔石墻或由鋼材(廢舊鋼軌、型鋼)和金屬格柵構成的攔石柵欄,是我國太焦線過去崩塌落石防護的主要攔截手段,但由于這些結構抗剪能力弱、自穩性較差或者整體剛性較高,其抗沖擊能力都較弱,僅適于攔截低能量的小塊崩巖,其中圬工建筑物因需設置寬大的基礎,常需進行大量的額外開挖從而危及后側坡體的穩定性并破壞原始地貌和植被,且在高陡邊坡時幾乎無法修建。就落石溝槽而言,它通常只有在坡腳或坡面上有較寬的平臺時才能獨立承擔防護作用。當崩巖能量高且運動軌跡中平臺寬度有限或坡度較陡時,SNS柔性被動攔石網的鋼繩網系統則不失為一種十分理想的防護方法。

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