主動防護網(wǎng)在鐵路崩塌落石病害整治中的運用

李國輝 彭艷飛

(內(nèi)蒙古鐵道勘察設(shè)計院有限公司，內(nèi)蒙古呼和浩特 010050)

0 引言

隨著我國鐵路建設(shè)的高速發(fā)展，越來越多的山區(qū)鐵路相繼建成并投入運營。由于早期建設(shè)的鐵路采用的標(biāo)準(zhǔn)較低，部分線路存在崩塌、落石的安全隱患，為了降低崩塌、落石隱患對線路正常運營的威脅，確保既有線行車安全及減輕鐵路工務(wù)部門養(yǎng)護維修的工作量，需及時對坡面崩塌、落石病害進行整治。經(jīng)過實際調(diào)查既有此類病害整治研究及綜合比選，引入了主動防護網(wǎng)對崩塌、落石病害的坡面進行防護加固。

主動防護網(wǎng)是將金屬柔性網(wǎng)(鋼絲繩、格柵、環(huán)形網(wǎng))通過鋼絲繩錨桿或鋼筋錨桿和支撐繩等連接方式覆蓋于存在崩塌、落石病害的坡面上，以加固既有邊坡或減小局部或少量危石運動的一種邊坡防護形式。按照構(gòu)成材料劃分，主動防護網(wǎng)可分為鋼絲繩網(wǎng)、鋼絲格柵和高強度鋼絲格柵三種類型。

1 工程簡介

京包鐵路即由原京綏鐵路、平綏鐵路組成。京包鐵路是北京通向中國西北地區(qū)的鐵路干線。本次需進行崩塌、落石病害整治的線路位于京包線大同至集寧段，線路經(jīng)過山西省與內(nèi)蒙古自治區(qū)境內(nèi)，沿線地貌主要為山間盆地及低山丘陵區(qū)。所處地形為中山河谷地貌，局部為小型山間盆地及山間洼地，地形起伏，溝谷縱橫。K391+140～K391+300和K391+370～K391+480段線路位于山麓與河岸交匯帶，路線以半填半挖通過，左側(cè)為低中山區(qū)，右側(cè)為御河，此處崩塌、落石病害極為嚴重。塹頂外邊坡自然坡度約為60°～70°，部分地段近于直立，山體均高20 m。邊坡表層為強風(fēng)化片麻巖，有節(jié)理、裂隙發(fā)育。山體圍巖呈碎石、塊石狀，中粗粒狀結(jié)構(gòu)。

2 GQS型主動防護系統(tǒng)介紹

2.1 GQS型主動防護系統(tǒng)組成

本工程采用布魯克公司的GQS型主動防護網(wǎng)系統(tǒng)。該防護系統(tǒng)由φ16橫向支撐繩，φ12縱向支撐繩，Q280型QUAROX絞索網(wǎng)，SO/2.2/50型格柵網(wǎng)及φ12的帶彎鉤的鋼筋錨桿或直徑不小于2φ12的雙股鋼繩錨桿組成，GQS主動防護系統(tǒng)的組成圖如圖1所示。

圖1 GQS主動防護系統(tǒng)組成圖

2.2 GQS型防護系統(tǒng)斷面布置

GQS柔性主動防護系統(tǒng)由φ12縱向支撐繩和φ16橫向支撐繩與4.5 m×4.5 m正方形布置的錨桿形成一個掛網(wǎng)單元，每個單元依次縱橫交錯布置，縱橫向支撐繩和錨桿相連接并進行預(yù)張拉。每個掛網(wǎng)單元內(nèi)鋪設(shè)一張4 m×4 m的Q280型QUAROX絞索網(wǎng)并與上下左右的縱橫向支撐繩間用縫合繩縫合拉緊，同時在QUAROX絞索網(wǎng)下設(shè)置小網(wǎng)孔的SO/2.2/50型格柵網(wǎng)。GQS型主動防護系統(tǒng)斷面布置如圖2所示。

圖2 斷面布置圖

3 施工技術(shù)要求

本次既有邊坡崩塌落石整治工程施工順序如下:1)清理坡面危石;2)錨孔測量定位;3)錨桿施工安裝;4)支撐繩布置;5)格柵網(wǎng)布置;6)QUAROX絞索網(wǎng)布置。

3.1 清理坡面危石

在設(shè)置防護網(wǎng)邊坡區(qū)域內(nèi)，將威脅施工安全的表層覆土及孤石予以清除;將影響安裝施工和對系統(tǒng)安裝后正常功能不能發(fā)揮的地段應(yīng)采取適當(dāng)刷坡或整平措施。

3.2 錨孔測量定位

根據(jù)存在崩塌落石的地形情況，將確定的錨桿孔位準(zhǔn)確放線測定。在孔間距允許的調(diào)整量0.3 m內(nèi)，盡可能將錨桿孔位設(shè)置在地勢低凹處;錨桿施作是為了加固具有區(qū)域性潛在滑動的土質(zhì)或似土質(zhì)邊坡時，對錨桿孔位沒有位于低凹處或沒有較好緊貼坡面的錨桿孔(一般是指連續(xù)懸空面積小于5 m2，否則宜增設(shè)長度不小于0.5 m的局部錨桿，錨桿應(yīng)采用直徑不小于12 mm的帶彎鉤的鋼筋錨桿或者直徑不小于12 mm的雙股鋼繩錨桿)，應(yīng)在每個孔位處鑿深度不小于錨桿外露環(huán)套長度并使其容納在凹坑或凹槽。

3.3 錨桿施工安裝

鉆鑿錨桿孔至設(shè)計深度，并采用高壓風(fēng)槍清孔。錨桿孔孔徑應(yīng)大于42 mm，錨桿孔深度應(yīng)大于錨桿設(shè)計長度5 cm～10 cm。錨桿孔應(yīng)盡量垂直于既有坡面，且與水平面的夾角應(yīng)大于15°;當(dāng)個別孔位于地層松散或破碎的坡面時，將松散或破碎土或巖石挖除，置換為平面尺寸不小于0.4 m×0.4 m C15混凝土基礎(chǔ)，將錨桿埋設(shè)于混凝土基礎(chǔ)內(nèi)。

在已成孔的錨孔內(nèi)注入水泥砂漿或純水泥漿并插入錨桿。水泥砂漿規(guī)格為強度不低于 M20，水灰比為0.45～0.50，灰砂比為1∶1～1∶2的砂漿。純水泥漿規(guī)格為水灰比0.45～0.50的水泥漿。水泥采用強度不低于42.5 MPa的普通硅酸鹽水泥，粗骨料選用粒徑小于2.5 mm的中細砂。在錨桿施工時，應(yīng)采取相應(yīng)的措施，確保錨孔內(nèi)漿液飽滿密實。注漿體應(yīng)養(yǎng)護至少3 d，才能進行下一道工序。

3.4 支撐繩布置

縱橫向支撐繩安裝時，應(yīng)對縱橫向支撐繩進行張拉，待支撐繩拉緊后，于支撐繩兩端各用4個繩卡與錨桿上的外露環(huán)套進行牢固連接，繩卡間距宜為鋼絲繩直徑的6倍～7倍，其U形螺栓應(yīng)位于尾繩段一側(cè)。

3.5 格柵網(wǎng)布置

SO/2.2/50型格柵網(wǎng)采用自上而下布置格柵網(wǎng)，相鄰格柵網(wǎng)間搭接寬度不小于5 cm，格柵網(wǎng)間或格柵網(wǎng)與支撐繩間用φ1.5 mm鐵絲進行扎結(jié)。

3.6 QUAROX絞索網(wǎng)布置

QUAROX絞索網(wǎng)采用自上而下布置，每張絞索網(wǎng)用一根長約33 m的φ8鋼繩進行縫合，并與上下左右支撐繩縫合并預(yù)張拉，縫合繩兩端交叉反轉(zhuǎn)并用兩個繩卡進行緊固連接。

4 施工安全要求

1)防護網(wǎng)施工應(yīng)嚴格按照有關(guān)規(guī)范、規(guī)定以及鐵道部頒發(fā)的［2005］第133號文《鐵路營業(yè)線施工及安全管理辦法》執(zhí)行。

2)施工前，必須有嚴密的施工組織計劃及應(yīng)急措施。距既有線較近處施工，要設(shè)置專職防護員，列車通過時，提前通知全體作業(yè)人員避讓至安全位置，并防止工具等作業(yè)設(shè)備侵限。

3)在高處作業(yè)應(yīng)有保證安全的措施，如腳手架、梯子、繩子等，必要時應(yīng)設(shè)安全網(wǎng)。

4)在離地面2 m以上的高處及陡坡上作業(yè)時，作業(yè)人員必須系好安全帶、安全繩和戴好安全帽，并在每次作業(yè)前詳細檢查。

5)登山作業(yè)人員應(yīng)穿防滑鞋，扎好袖口、褲口，以免拌倒跌傷。

6)高處作業(yè)所用材料應(yīng)堆放穩(wěn)妥，所用工具應(yīng)隨手裝入工具袋內(nèi)，防止墜落傷人。非指定工作人員，不準(zhǔn)攀登腳手架。起重架和繩索不準(zhǔn)隨同吊裝物上下。

7)經(jīng)常上山所通過的陡坡和路滑處所應(yīng)做成臺階，必要時應(yīng)設(shè)置欄桿，臨時通過的陡坡和路滑處所應(yīng)打安全樁并拴上安全繩。

8)施工現(xiàn)場中的腳手板、斜道板、跳板和交通運輸?shù)?，都?yīng)隨時清掃，如有雨水、冰雪，要采取防滑措施。

9)打眼以前，應(yīng)詳細檢查巖層、石縫以及使用的工具，并清除危石、粉土、雜物和積雪。要選好炮位、炮向和立腳點。在斜坡上打眼、立腳和作業(yè)困難時，應(yīng)設(shè)工作吊架，機具應(yīng)放在妥善地點，不得隨意亂放。

10)使用機械鑿眼，施工人員必須熟悉鑿巖機的性能。風(fēng)管不得纏繞打結(jié)，禁止用折疊風(fēng)管的方法停風(fēng)。在山上移動風(fēng)管時，應(yīng)先通知下方人員。

11)在電氣化鐵路區(qū)段進行作業(yè)還要符合相應(yīng)的規(guī)定要求。

5 結(jié)語

主動防護系統(tǒng)具有高柔性、高防護強度、易鋪展、對地形適應(yīng)能力強;防護網(wǎng)安裝簡易、施工安全、對既有線路運營影響小;防護安全可靠、經(jīng)久耐用、綜合費用較低等優(yōu)點。

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