铁路隧道洞口高陡边坡危岩落石危害分析及整治措施

危岩落石是山区常见的地质灾害之一，对铁路运营安全造成威胁。以某铁路隧道洞口边坡危岩落石为研究对象，通过现场勘察对危岩体的分布特征、类别、结构面等信息进行相关的获取、测量工作，在此基础上对落石的优势路径进行预测，利用数值模拟对研究区内不同区域的危岩落石运动特性进行分析研究，并针对性地提出“分区治理、分级防护”的综合治理整治措施，为类似工程的设计思路和治理措施提供指导和建设性借鉴。     

坪上隧道口危岩落石失稳模式及运动特征分析

研究目的:在建成都至贵阳铁路坪上隧道进口上方仰坡高陡,危岩落石发育,一旦失稳则造成的危害极大,严重影响铁路施工及运营安全。因此需通过分析研究坪上隧道进口危岩落石的形成机理、失稳模式及破坏后的运动特征,以确定危岩落石的失稳滚落概率及路径,并提出有针对性的整治、防护措施,同时也为其他山区铁路遇到危岩落石不良地质时提供调查、分析、计算方法及工程防护措施的参考。研究结论:(1)在基于现场调查及实测工作基础上,将坪上隧道进口危岩落石失稳划分为4类破坏模式;(2)通过对落石运动的模拟,确定了隧道洞口上方约有6%的危岩体失稳后将对洞口及桥梁构成危险;(3)提出了隧道洞口危岩落石整治方法及设置防护的具体位置和措施,从而确保铁路施工及运营安全;(4)该研究成果可应用于危岩落石不良地质工程的勘察及设计中。     

铁路防治危岩落石桥梁-棚洞一体化结构设计研究

危岩落石灾害是世界范围内高山峡谷地区一种常见的地质灾害类型，具有分布范围广、破坏力强、发生突然等特点，对其危害范围内的构筑物和人类活动构成了严重威胁。当受种种条件限制，考虑空间、地形和投资等因素，桥梁-棚洞一体化结构在提高山区铁路危岩落石防治技术综合水平、保障铁路运营安全方面优势明显。基于RocFall等软件，探讨了危岩落石的冲击计算参数、冲击能量、影响范围、桥梁-棚洞一体化结构的防护能级与防护范围等，提出适用于高速铁路常用跨度32 m简支箱梁的钢筋混凝土刚架式桥梁-棚洞一体化结构设计方案。结果表明：钢筋混凝土刚架式桥梁-棚洞一体化结构在500 kJ的防护能级及以下是可行的；主力(单线活载)+落石冲击荷载为最不利荷载组合，也是结构设计的荷载控制组合，此时结构响应和各项指标满足规范要求。     

基于发生概率和致灾性的危岩落石灾害风险评价

危岩落石是山区铁路较为常见的地质灾害,其危险性评价是铁路勘察设计的一个重要内容。综合考虑地形地貌、地层岩性、地质构造、气象水文、地震和落石历史发生情况等要素,通过量化这些指标计算出危岩落石的评价权重值(AHP方法),建立危岩落石发生概率评价标准。根据危岩致灾特点,结合危岩威胁区域预测和概率分析方法,按照建设和运营两个阶段,提出按人员死亡与经济损失两个方面评价危岩崩落致灾等级(把致灾等级划分为5级),基于危岩体发生概率和致灾性等级,建立危岩落石危害性等级综合评价标准,对不同危岩体危害等级提出对应的接受准则和风险控制原则。新华隧道出口危岩落石风险评价案例表明,该方法具有较强的适用性和准确性,可为铁路勘察阶段地质选线和设计施工阶段危岩落石的防护提供借鉴。     

兰渝铁路范家坪隧道出口危岩落石分析及防护设计

根据兰渝铁路范家坪隧道出口危岩落石发育情况,利用rockfall软件,建立危岩落石运动模型,分析落石的运动特征,实现危岩落石可视化,结合落石运动轨迹、落点分布情况、冲击能量、冲击力、弹跳高度、位移偏移量等研究成果,提出接长明洞和主被动防护相结合的落石综合防护措施。结果表明:在坡面坡积层和明洞回填土缓冲和消耗作用下,接长明洞和主被动防护网相结合的方法可有效防护危岩落石,降低落石冲击风险,保证洞口的安全。可保证隐式中墙复合式连拱隧道施工安全     

新木厂子一号隧道出口危岩整治设计

研究目的:以襄渝线增建二线新木厂子一号隧道工程为背景,针对隧道洞口存在危岩落石、并横跨公路的桥隧相连复杂工程,提出可靠、安全、有效的设计方案. 研究结论:结合本工程的地形地质特点,设计方案中将公路防护、边坡整治、桥台基础布局优化、隧道控制爆破以及洞口接长棚洞等措施综合考虑,确保了210国道行车及行人的安全,消除了今后铁路运营安全的隐患.对于类似工程的设计,应重视以下3点:(1) 精心勘察.勘测阶段详细测量出公路、桥台与洞口的位置关系,道路等级、是否存在危岩落石情况以及危岩落石分布等资料;若公路上方岩体呈倒悬状,应详细测出倒悬断面,并于断面上标注节理发育情况.(2) 设计方案应确保公路运营及行人安全.(3) 设计方案应考虑铁路开通运营后危岩落石对铁路运营安全的影响.     

基岩山区高速铁路高陡边坡BIM应用

选取西成高铁纸坊1号隧道为研究对象,在施工过程中,为查明隧道洞口高陡边坡危岩落石的分布,面对工程环境危险、施工工期紧张、外业调查工作效率低、传统二维设计局限性等工程问题,首次采用"无人机+BIM+GIS"的创新技术方法开展高陡边坡危岩治理工作。首先通过无人机采集隧道洞口高清影像数据和DEM数据,然后开展不良地质判释和三维地质建模工作,最后通过计算分析完善了高陡边坡加固设计方案。在BIM实施过程中,建立了多专业协同工作机制,高效可靠地完成了高陡边坡勘察设计工作。项目BIM技术的成功实践,可为其他基岩山区铁路BIM应用提供解决方案。     

“两隧夹一桥”段落高铁落石脉冲式碰撞防护方案研究

我国建成高铁主要分布在平原区,"十三五"规划中部分高铁位于山区,山区危岩落石多,需加强落石防护。受山区陡峭地形限制,以往的隧道明洞接长防落石方案已经不能满足使用要求,目前没有特别适合的防护方案,陡峭山区的落石防护成了制约我国高铁发展的瓶颈。针对陡峭地形特征建立工程模型,对落石轨迹模拟分析,落石最大速度和动能计算研究,提出适宜防护方案和缓冲层方案,研究结论:(1)落石能量宜分级化,对设防目标分级处理,才能使防护结构进一步精确化;(2)基于落石的脉冲力特性,柔性结构承受脉冲力荷载有天然优势,且柔性结构质量轻,引起下部增加的工程数量小,落石防护方案宜向柔性结构方向靠近;(3)落石防护应与主、被动防护网结合,主要是对漏过主、被动防护网后的"漏网之石"进行二次防护为主,对防护任务分层处理,明确各处防护结构的防护目标。     

三维激光扫描技术在铁路危岩落石勘测中的应用

铁路沿线的危岩落石区,大多山体陡峭,地质环境复杂,勘察工作难度大,危险性高,传统的勘察方法无法完成。三维激光扫描技术的出现,以其高精度、远距离非接触测量、高效等优势弥补了传统危岩落石勘测方法的缺点。探讨如何应用三维激光扫描技术对危岩落石区进行扫描,快速获取危岩落石的三维信息,从而确定其空间位置、大小、规模、分布范围并分析其稳定性。     

引导型防护网在山体危石整治中的应用

山区铁路一般采用主、被动柔性护网,用量大、投资多,产生的落石难于清理。针对山区铁路线路上的山体和边坡特征,采用三维激光扫描仪与全站仪配合联测,对边坡进行三维扫描,获得地形、地貌和裂隙的分布,并分析落石运动轨迹,得到了落石的跌落速度、弹跳高度、冲击能量等主要参数,根据分析结果,选用引导型柔性防护系统,不仅能减少防护面积,节约工程造价,还能保证防护效果。该方法在铁路边坡防护工程应用中具有推广价值。     

宜万铁路边坡危岩落石监测光纤光栅传感技术研究与应用

以宜万铁路五爪观隧道口边坡危岩落石监测项目的实施为背景,利用光纤光栅传感特有的技术优点,研发了一种边坡危岩落石实时监测报警系统,该系统可有效提高铁路边坡防护工程的减灾防灾效果。     

主动加固与SNS防护网相结合处理路堑危岩落石

在对鹰厦铁路K66+070—K66+370左侧边坡危岩调查分析的基础上,着重分析其成因,并应用Rockfall数值模拟软件对落石轨迹、能量分布进行模拟。针对性地将SNS防护系统与其他稳定、加固措施结合起来用于该区段边坡的危岩整治,确保了铁路运输安全。     

上坝大桥岩质岸坡稳定性数值分析

通过工程地质勘察和ANSYS有限元数值模拟方法,对上坝大桥岩质岸坡进行稳定性分析。分别在天然状态和荷载作用下对岩体位移、应力强度进行分析,建议清除坡面危岩落石,在施工开挖过程中对覆盖层边坡采取一定的防护措施。     

EPS板抗冲击复合结构在既有铁路落石防护中的应用北大核心

为了保证线路安全,许多邻近陡峭山坡的铁路采用了棚洞来防护山坡落石。国内外研究发现,可以采用"EPS板+钢筋混凝土板+表层砂土"的复合结构代替传统的洞顶填土,不仅可以减少结构设计荷载,而且施工便捷,解决了山区土方少且运输不便的问题。抗冲击试验表明,该复合结构可有效分散冲击力,将洞顶单位面积承受的荷载减少至传统填土结构的10%,有效保护棚洞结构安全。本文结合西(安)(安)康铁路白沙滩隧道进口落石防护工程,详细介绍了EPS板抗冲击复合结构在既有铁路落石防护中的应用。     

EPS板抗冲击复合结构在既有铁路落石防护中的应用

为了保证线路安全,许多邻近陡峭山坡的铁路采用了棚洞来防护山坡落石。国内外研究发现,可以采用"EPS板+钢筋混凝土板+表层砂土"的复合结构代替传统的洞顶填土,不仅可以减少结构设计荷载,而且施工便捷,解决了山区土方少且运输不便的问题。抗冲击试验表明,该复合结构可有效分散冲击力,将洞顶单位面积承受的荷载减少至传统填土结构的10%,有效保护棚洞结构安全。本文结合西(安)(安)康铁路白沙滩隧道进口落石防护工程,详细介绍了EPS板抗冲击复合结构在既有铁路落石防护中的应用。     

铁路隧道明洞高陡边坡加固防护与监测方案研究

根据分析与计算，隧道明洞高陡岩质边坡通常受构造影响，岩体不利结构面发育，坡面小型楔体分布，在外力作用下长期稳定性较差，可能沿临空面形成危岩落石甚至崩塌等灾害。工程设计中宜采取延长明洞，增加明洞回填厚度，设置预应力锚索、防护网及自动化监测系统等综合措施进行加固防护与变形监测，以确保施工及运营的长期安全。     

西南山区铁路高陡边坡防护技术与定额研究

西南铁路多处山区，地形、地貌、地质构造复杂，桥隧占比高，高陡边坡常位于深路堑和隧道洞口。本文通过研究行业规范、标准对高陡边坡的分类原则，结合西南山区铁路边坡工程特性，界定了西南山区高陡边坡的范围。针对西南地区的地形地貌地质情况复杂，结合西南山区铁路深路堑高边坡采取多种综合防护措施，总结了针对不同地质岩性常用的高陡边坡防护方式和索道、脚手架两种施工辅助措施，分析了高陡边坡防护工程的定额，以满足工程建设和计价需求。     

和邢铁路路罗站地质选线研究

研究目的:和邢铁路穿越太行山脉,在路罗站附近地形陡峻,多为峡谷陡壁,崩塌落石等不良地质发育,地下水丰富,地质条件复杂。因此,详细查明本段地层岩性、地质构造,以及崩塌落石的分布范围、发育程度等是路罗站位明线及隧道方案比选的基础。基于此,本文通过采用综合勘察技术查明工程范围内的工程地质和水文地质条件,并结合国家级风景名胜区范围及邢汾高速公路边坡稳定条件,从而提出合理的路罗站位地质选线意见。研究结论:(1)路罗站明线车站方案避开了崩塌落石发育地段,工程地质条件较好,工程投资省;(2)明线车站方案的施工及运营管理安全方便;(3)明线车站方案邻近高速公路段隧道施工通过采用控制爆破等施工措施,可避免诱发公路边坡附近的崩塌落石;(4)路罗站明线车站方案优于全隧道车站方案,可作为推荐方案;(5)本研究结论可为山区地形复杂、崩塌落石发育地段的地质选线提供参考和指导。     

金温铁路K139高边坡危岩落石综合治理

既有金温铁路沿江而建,主要经过岩浆岩地区,边坡高陡,岩质坚硬,节理裂隙发育,容易形成崩塌落石。针对既有金温铁路高陡边坡危岩落石发育特点,结合金温铁路高陡边坡中典型的病害点,介绍了具体的概况,综合分析了其形成的各种成因,制定了具体的处理措施,提出了综合治理病害工点行之有效的措施。     

缓倾角顺层斜坡变形破坏机理探析

研究目的:沪昆客专贵州西段沙坡特大桥4#~10#墩左侧为高陡边坡,属典型的缓倾角顺层边坡,勘察阶段定性为崩塌落石工点,施工中发现该工点的崩塌落石规模和工程危害远超过原先的认识。本文基于无人机航拍技术,通过综合勘察和地质分析,查明崩塌落石的成因和斜坡变形破坏模式,并制定出切实可行的工程措施。研究结论:(1)沙坡特大桥4#~10#墩左侧为缓倾角顺层高陡边坡,崩塌落石之所以严重,系因滑移-压致拉裂变形破坏;(2)该高陡边坡的整治范围,重点是距陡崖约35 m的贯通节理附近至崖壁间,按高度分段设防,采取清方、锚索(地梁)、喷锚网、主动防护网、锚索桩、防撞墙、截排水沟等措施进行综合整治是适宜的;(3)线路傍山选线,应远离高陡岸(边)坡,对上硬下软的缓倾角顺层高陡边坡更应引起足够重视,以避免大规模崩塌落石的危害;(4)无人机具有从上往下拍摄的优势,用于复杂艰险山区不良地质勘察,可以起到事半功倍的效果;(5)本研究成果用于沙坡特大桥4#~10#墩左侧高陡边坡的整治,对于铁路、公路高陡岸坡崩塌落石发育区的选线、勘察和设计具有借鉴意义。