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SNS柔性被动拦石网在太焦线崩塌落石灾害治理中应用

发布者:四川仲达 日期:2015-7-15  点击次:2730

 一、情况介绍

  太焦线上下行西武匠至月山直通场间铁路线路,由北至南沿丹河和白水河穿越太行山山脉,河谷深、悬崖绝壁、山势陡峻为典型的山区铁路。由于线路穿越白云质石灰岩或石灰岩与泥灰岩互层,岩层倾角较小,近乎水平。岩石强度f值为6~8间,坡面岩石受节理切割,岩体破碎,坡面上形成孤石危石,加之路堑山体经风吹及雨水浸渗,严重风化剥落,时常有风化石块掉落至道心,雨季更为严重。近年来,SNS柔性防护网技术在太焦线山区铁路的崩塌落石防护中得到了大范围的应用 ,

二、太焦线崩塌落石的分类及灾害分析

崩塌落石是单个或群体岩块在重力或其它外力作用下突然从陡峻岩石山坡上分离并以自由落体坠落、弹跳、滚动或它们的某种组合方式顺坡向下猛烈运动,最后散集于坡脚的一种常见地质灾害现象。由于崩塌落石灾害所特有的高速运动、高冲击能量、多发性以及在特定区域发生的时间和位置的随机性或难以预测性及其运动过程的复杂性等特征,常会带来铁路中断、机车车辆毁坏和人身伤亡等巨大危害。

太焦线发生的崩塌落石主要有以下三类:

1.边坡岩体滑落:常发生在山体高度在30米以上,坡度大于55°的陡坡上,岩体的节理发育和岩层凸凹不平,容易产生岩体滑落,边坡岩体滑落的范围不大。

2.软层岩面的危石滚落:是指分散在风化严重的软层岩面上的孤石由于长期风吹及降雨冲刷、列车振动致使危石滚落。

3.岩层崩塌:常发在坡度大于75°的岩体上,由于岩石在形成过程中的原生节理和层面在风化过程中产生裂隙,构成岩体内部的软弱结构面,当岩体的结构面组合位置不利时,使岩体向线路方向倾斜,再加上外来因素雨水、气温的变化、地震、****等作用极易发生岩层崩塌。这种崩塌影响线路范围大,防治也较困难。

三、崩塌落石防治的主要措施

崩塌落石本身仅涉及少数不稳定岩块,其发生通常并不改变斜坡的整体安全稳定性。防止落石对铁路造成不能正常营运或破坏以及人

身伤亡是其防治的最终目的。这就是说,防治的目的并不是一定要阻止崩塌落石的发生,而是要防止其带来的危害。因此,崩塌落石防治可从防止其发生和避免造成危害两个方面考虑,具体方法的选取主要取决于崩塌落石历史、潜在崩塌落石特征及其风险水平、现场地貌及场地条件、防治工程投资和维护费用等,图1列出了可行的主要防治措施。

图1 崩塌落石防治的主要措施

潜在崩岩危石的完全清除通常是很难做到的,因此通常仅对即将崩塌的岩石进行清除,以作为其他防治方法的配套措施或准备工作。同样,作为崩塌落石诱因的地表水的排除以及控制****通常都不是独立承担防治功能,但均应成为其他工程方法的配套措施。加固或支护的各种措施都有其特定的使用条件,主要是对坡面整体性和稳定性较好时能达到目的,但需注意的是,诸如支挡、护面墙体和喷砼等圬工建筑物本身即可能成为崩塌的物质来源。被动防护网的方法并不试图阻止岩石崩落,但必须避免崩岩到达需保护的对象上。所谓引导措施就是采用特定的工程措施限制崩岩的运动范围或运行轨迹,将其引导到设防对象之外而不致危及需要防护的对象区域,其中SNS被覆系统即是采用钢绳网覆盖有潜在崩岩的边坡坡面,使崩岩在被覆作用下沿坡面滚下或滑下而不致剧烈弹跳到坡脚之外的保护区域上,它对崩塌落石发生区域集中、频率较高的高陡边坡是一种非常有效而经济的方法,与起加固作用的SNS主动防护系统的主要差别在于其钢绳网系统不需张拉施加预应力。棚洞和明洞防护虽其防护功能较强,但其施工难度大、工程造价高,是不得以而为之的措施。以砼、石材等构筑的圬工拦石墙或由钢材(废旧钢轨、型钢)和金属格栅构成的拦石栅栏,是我国太焦线过去崩塌落石防护的主要拦截手段,但由于这些结构抗剪能力弱、自稳性较差或者整体刚性较高,其抗冲击能力都较弱,仅适于拦截低能量的小块崩岩,其中圬工建筑物因需设置宽大的基础,常需进行大量的额外开挖从而危及后侧坡体的稳定性并破坏原始地貌和植被,且在高陡边坡时几乎无法修建。就落石沟槽而言,它通常只有在坡脚或坡面上有较宽的平台时才能独立承担防护作用。当崩岩能量高且运动轨迹中平台宽度有限或坡度较陡时,SNS柔性被动拦石网的钢绳网系统则不失为一种十分理想的防护方法。

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