高 飞

(中铁十六局集团北京轨道交通工程有限公司，北京 101100)

0 引言

随着我国道路交通工程的快速发展，涌现出大量的人工边坡[1-3]。早期建成的公路无论在通行能力还是在服务水平上都无法满足经济发展的需要，需要改扩建以提高公路等级或者在路堑边坡修建新的铁路隧道。在修建新的铁路隧道过程中，势必会对原有的路堑边坡产生二次扰动，尤其是矿山法隧道。在矿山法隧道施工期间，如果没有采用合理的施工方案和危岩边坡防护措施，原有的边坡极有可能在施工期间发生落石、坍塌、失稳破坏，严重威胁车辆和行人安全。田凤玲[4]以膨胀土地区高路堑为工程背景，介绍了锚索桩板墙的主要施工工艺与技术措施。余高银[5]、彭正宗等[6]介绍了TBS防护技术在公路部分岩石边坡的应用。刘华先[7]、李鹏飞[8]介绍了SNS柔性防护网在危岩边坡的应用情况。边坡防护形式的选择还要取决于其经济性与施工速度，不合理的边坡防护形式将消耗大量的人力物力和资金[9]。基于此，本文以珠机城际二期矿山法偏压隧道岩石边坡防护工程为背景，在对边坡防护形式进行比较分析后，采用GPS2主动加固系统和LF-150覆盖式帘式防护网技术以达到边坡防护的目的。

1 工程概况

三灶隧道矿山法段施工共一段，总长352m，位于珠海市三灶镇，山陵地貌，地势较陡，右侧边坡为272省道道路开挖路堑边坡，坡度为60°～70°，临公路边坡坡高5～35m，坡顶平台后方二级边坡坡高15～25m，坡面基岩裸露，植被弱发育，坡顶植被发育，主要为灌木及杂草。此段矿山法隧道为偏压隧道，为确保此段隧道施工安全，需要对岩石边坡进行防护。

2 工程地质条件

1) 地层岩性

根据地质勘察报告，各岩层分布及特征如下：山坡表层整体为燕山期侵入岩花岗岩，灰白色、黄褐色，青灰色，强～弱风化，节理裂隙发育，易受风化影响，发生崩落。

2) 地质构造

边坡出露岩体节理裂隙发育，岩体整体为较破碎～较完整，主要节理有2组X形节理和1个节理密集带：①150°～170°∠58°～59°，20°～55°∠52～89°，裂隙张开不均一，局部裂隙张开约10mm，延伸3～4m，未填充，粗糙，3～4组/m；②88°～103°∠71°～87°，215°～248°∠75°～88°，裂隙张开不均一，局部裂隙张开约10mm，延伸1～4m，未填充，粗糙，间距0.5～2m；③ 0°∠69°，节理密集。

3 矿山偏压隧道边坡防护方案

矿山段小里程方向里程范围：DK35+070—DK35+410进行边坡防护施工，清除影响范围内已松动或不稳定、具有滑动迹象的危岩，清除并外运，尽量使坡面平顺。边坡防护采用2种施工方案，DK35+070—DK35+190陡崖采用GPS2主动加固系统防护，DK35+190—DK35+410段陡崖采用LF-150覆盖式帘式防护网，二级边坡DK35+245—DK35+305段陡崖采用GPS2主动加固系统防护。整治范围内不稳定危岩大的凹坑部位采用C15片石混凝土嵌补支顶，其余地点采用M7.5浆砌片石嵌补支顶，岩体裂缝采用水泥砂浆嵌补填充。其中GPS2主动加固系统防护及LF-150覆盖式帘式防护网，共计12 005m2，GPS2主动加固系统防护4 453m2，LF-15覆盖式帘式防护网7 552m2，如图1所示。边坡防护网施工前需要进行清除灌木与危石以及岩腔支顶工作。

图1 右侧危岩落石边坡防护设计立面

4 边坡安全防护控制技术

4.1 主要施工方法

边坡防护基础采用人工垂直掏槽的方式清理边坡表层，对山体钻孔、清孔，植入钢丝绳锚杆并注入水泥砂浆，保证注浆密实饱满。防护网安装时系统在40～60m进行分段，按50m进行分段。双绞六边形网铺挂在环形网的内测(靠山体侧)，用钢丝将双绞六边形网固定到环形网上，每平方米固定不少于4处；每张双绞六边形网连接处应叠盖不少于10cm。

4.2 边坡防护施工工艺流程

边坡安全防护施工流程如图2所示。

图2 边坡防护施工工艺流程

1) 山坡清理

将危岩边坡防护区范围内的碎石、残土进行清除与整理，同时需要对危岩边坡上的原始植被进行相应整理，例如对树木进行移植等。对妨碍施工的地形、坡面进行适当处理，以降低在施工过程中的风险。

2) 测量放线

测量放线使用M3全站仪与DSZ2水准仪。根据地质勘察报告与现场的地质情况，通过测量放线来确定相应的锚杆孔位，钻孔间距依据地形情况进行相应调整。在危岩边坡整个施工过程中对控制点进行妥善保护，同时应该将水平轴线的偏差控制在20mm范围内。根据高程控制点布设高程控制网，需要精密的水准仪进行闭合试验，同时确保测量误差控制在200mm范围内。

3) 脚手架搭设

脚手架搭设尺寸如图3所示，为确保已搭设部分稳定，构架要求如下：①脚手架底座必须立于坚实平整的地面(混凝土)上。②待扫地杆与立杆布置好后，应将立杆底部与扫地杆牢固扣结。在架设第1水平杆时，将立杆垂直度校正后亦予以扣结，先搭设好位于一个角部两侧各1～2根杆长和1根杆高的架子，并按规定要求设置斜撑杆或剪刀撑，以形成稳定的起始架子，然后向两边延伸，至全周边都搭设好后，再分步向上搭设。③在脚手架搭设过程中，需要根据实际情况对整个脚手架的垂直度进行调整以满足规范要求。整个脚手架需要保证其垂直度满足规范要求，脚手架的垂直度误差需要控制在1/500L范围以内, 不超过100mm。横向斜撑与剪刀撑的搭设需要与脚手架纵向、横向水平杆与立杆的搭设同时进行，剪刀撑必须在外侧立面连续搭设与布置。

图3 脚手架搭设尺寸

4) 钻孔

钻孔深度应按照设计深度进行。钻孔深度要比设计的锚杆长度长5～10cm。锚杆应尽量垂直于坡面，同时应确保与水平面的夹角>15°。钻孔直径不得小于42mm。若因特殊情况不能成孔时，例如地层过于破碎或者松散，需要采用C15混凝土基础 (尺寸>0.4m×0.4m) 对松散岩土体进行置换。

5) 注浆并插入锚杆施工

危岩边坡防护锚杆施工如图4所示。可以使用具有专用锚垫板或者带有弯钩的锚杆。但锚杆直径≥20mm，或钢丝绳锚杆用直径≥16mm的钢丝绳弯折后用绳夹或铝合金紧固套管固定而成，或使用铝合金套管固定，并在固定后的环套内嵌套鸡心环，其钢丝公称抗拉强度不应低于1 770MPa，最小破断拉力不小于150kN。水泥砂浆的强度等级大于M30, 或水泥浆(水灰比范围0.45～0.55)，水泥砂浆(灰砂比范围1.0～2.0)，确保浆液饱满，注浆体养护部应>3d。

图4 边坡防护锚杆施工工艺

6) 凹坑部位处理

防护范围内不稳定危岩大的凹坑部位采用C15片石混凝土嵌补支顶，其余地点采用M7.5浆砌片石嵌补支顶。

7) 安装纵横向支撑绳

尺寸为4.5m×4.5m布置的钢丝绳锚杆需要与横向 (φ16)、纵向 (φ12) 支撑绳相连接并预张拉。在以正方形分布的支撑绳内铺设1张钢丝绳网。纵向与横向支撑绳需要穿过钢丝绳锚杆的环套，这个过程需要用紧线葫芦张拉，同时用锚杆外露环套与4个绳卡在两端连接。

8) 从上向下铺挂钢丝格栅网

边坡防护铺挂格栅网施工如图5所示。其中格栅网包括主锚固点、次锚固点、钢丝绳锚杆、缓冲装置等。格栅网应该对危岩边坡的全区域进行覆盖，其重叠宽度应>5cm，格栅网与支撑绳和格栅网之间要用φ1.5扎丝扎结。扎节点的间距应满足以下条件：

图5 边坡防护铺挂格栅网工艺

(1)

式中：l为扎节点间距；α为坡角。

9) 缝合钢丝绳网

系统标准布置及缝合如图6所示。从上往下用φ8钢绳作为缝合绳对钢丝网进行缝合。将四周支撑绳与1根缝合绳进行缝合，经预张拉组成1张钢丝网，网绳和2个绳卡要在交汇处连接。缠绕型环形网与上支撑绳间用3.25T卸扣缝合，双绞网搭接位置每段1m长采用长约1.5m的φ2低碳钢丝缝合，穿孔间距为150～200mm；每段缝合钢丝首尾对接，直至两张网面的重叠部分被全部缝合，每段缝合钢丝的始端与末端缠绕不少于3圈，并用φ2钢丝对缝合位置进行绑扎，横向缝合绑扎间距≤300mm，纵向缝合绑扎间距≤500mm；横向拉绳并穿过网片穿孔间距≤1.1m。

图6 系统标准布置及缝合

5 结语

本文以珠机城际二期矿山法偏压隧道岩石边坡防护工程实践为背景，在综合考虑工程概况、经济性与施工效率的基础上，岩石边坡防护控制关键

技术采用GPS2主动加固系统和LF-150覆盖式帘式防护网的形式。该技术在城际偏压矿山法隧道的岩石边坡解决了施工难、工期长的问题，具有经济、易于安装的优点，很好地防护了矿山法隧道施工过程产生的边坡危岩落石，具有良好的经济效益和社会效益。在此基础上，由于本工程隧道洞口右侧薄弱，施工锚杆及边坡1m厚混凝土板，进而确保暗挖隧道前45m不会坍塌。