高速公路设计中危岩处治方案研究.pdf

54交通科技与管理工程技术0引言随着中国高速公路的快速发展，对于高速公路设计的研究日益深入。然而，高速公路设计过程中的一个重要问题是如何处理可能对公路运行安全构成威胁的危岩。危岩处理不当可能导致严重的安全事故，例如落石、滑坡等。因此，对于危岩的识别、评估及处理方法的研究具有重要的工程应用价值。该文旨在针对高速公路设计中的危岩处理问题进行深入探讨。该研究对四处可能影响高速公路运行安全的危岩进行了详细的现场调查和安全风险评估，提出合理的处理建议，并探讨各种处理方法的优缺点。为了确保危岩处理的长期有效性，该研究还将探讨位移监测和应急预案的制定。1危岩情况分析1.1危岩的定义和分类危岩是指可能对公路运行安全性产生威胁的岩石，通常由于自然风化、地质活动或人为活动而变得不稳定。根据其稳定性和可能的威胁程度，危岩可以分为三类：第一类是即将发生崩塌或滑坡的岩石，这类岩石的处理是高速公路设计的重要考虑因素；第二类是由于地质条件或天气影响而可能出现不稳定的岩石，这类岩石需要定期监测和评估；第三类是长期稳定但在特定情况下可能产生威胁的岩石，对这类岩石的处理通常包括规划防护措施和应急响应计划。1.2现场危岩情况1.2.1危岩整体概况北京市房山区某公路存在危岩崩塌风险，根据现场调查情况，可能影响桥梁结构及道路运行安全的危岩共计 4 处，按照从上到下、顺时针编号，分布如图 1 所示。总体来看，号危岩均高于桥梁设计标高；号危岩中部与桥梁持平。图 1危岩分布示意图1.2.2四处潜在危岩情况概述及风险评估（1）号危岩。整体呈梭形，头部、根部均纤细，中部稍大；大里程方向，表面见新鲜剥落痕迹，发育有一条主控节理，上宽下窄，已基本贯通；小里程方向观察，未见贯通的主控节理，但可见表面发育多条竖向裂隙，张开宽度小于大里程观测到的裂隙，且岩体已被竖向裂隙及水平裂隙切割，呈堆叠碎块状，存在逐层剥落、掉块的可能。如图 2 所示。图 2号危岩不同方向观察示意整体来看，号危岩存在较大的安全风险，节理发育，主控裂隙近于贯通，应处理。（2）号危岩。近似带状分布，岩体较厚，表面见收稿日期：2023-07-17作者简介：王森（1990）,男,硕士,工程师,从事公路路基路面设计工作。高速公路设计中危岩处治方案研究王森（中咨华科交通建设技术有限公司,北京 100195）摘要该研究专注于高速公路设计中的危岩问题，以北京市房山区一公路为例，分析了四处可能威胁道路安全的危岩，并提出综合处治方案，包括使用柔性防护网、钢筋混凝土柱、重力挡土墙和危岩加固措施等，以确保道路运行安全。同时，研究强调了施工期间的安全管理，并设定了危岩位移监测。该研究结果可为危岩处理决策提供科学参考。关键词高速公路；危岩；处治方案中图分类号U417.1文献标识码A文章编号2096-8949（2023）17-0054-032023 年第 4 卷第 17 期55交通科技与管理工程技术新鲜剥落痕迹，左侧与号危岩为一体，底部已完全脱空，顶部少许裂缝，但张开宽度较小，底部岩体见新鲜断面，岩体完整性一般。现场观察知，其根部与基岩仍为一体，整体性较好。如图 3 所示。图 3号危岩不同方向观察示意整体而言，短期内掉落可能性较小，但存在掉块可能，甚至整体坠落的可能；号危岩边界条件更差，如号危岩先行坠落，亦会恶化号危岩状态，甚至直接导致其掉落。（3）号危岩。整体呈倒棱锥状，上部大小较为均衡，底部纤细，目测其投影与桥梁重叠；大里程方向可见新鲜剥落痕迹，主控裂隙基本贯通，无填充，仅余根部与基岩相连，但根部岩体糜碎，从岩壁整体结构看，属软弱夹层，且根部与上部已形成反坡，整体外倾，属典型的不稳定结构。如图 4 所示。图 4号危岩不同方向观察示意该危岩体存在坠落可能，其可能的坠落模式为竖向整体坠落，或以某一点为轴，向外倾倒，两种坠落方式均可能对桥梁主体结构、附属设施及行车安全造成影响，须处理。（4）号危岩。整体呈倒柱状，表面见剥落痕迹，大里程方向可见主控裂缝贯通直至根部，根部与基岩连接呈“座椅”型，且连接面外倾；因竖向、水平向裂隙切割，岩体表面呈碎块状。如图 5 所示。该岩体存在掉块、整体坠落可能，应处理。2危岩处治方案及其应用2.1危岩处治方案探究在实际的高速公路设计中，危岩处理方案的选择与应用是极其重要的一环。设计师需要充分了解和评估现图 5号危岩不同方向观察示意场的地质条件，根据岩石的稳定性、裂隙分布、地质构造等因素，选取最合适的处治方案1。在这个过程中，还需要考虑工程的经济性、施工的可行性以及对环境的影响等因素。对于一些稳定性较好，只存在落石风险的危岩，通常选择采用柔性防护网覆盖。这种方法施工便捷，成本相对较低，对环境影响小。对于稳定性较差、存在整体崩塌风险的危岩，通常选择采用钢筋混凝土柱式支撑或者重力式挡土墙支撑和危岩围护加固。这些方法虽然施工难度和成本较高，但是可以显著提高危岩的稳定性，保证道路的安全运行。在实际操作中，还需要注意以下几点：一是在设计阶段，应充分调查和研究现场的地质条件，提前预测和识别危岩，避免在施工过程中出现意外情况；二是在施工阶段，应严格按照设计方案进行，避免因施工质量问题导致的安全事故；三是在运行阶段，应定期进行巡查和维护，及时发现和处理可能出现的问题。2.2危岩处治应用分析2.2.1采用柔性防护网覆盖对于所有的危岩，该研究建议采用柔性防护网覆盖。如图 6 所示，柔性防护网是由高强度的钢丝编织而成，其网眼结构可以捕获落石，而其弹性特性则可以吸收落石的冲击力，从而防止落石对道路的冲击。在实际应用中，柔性防护网通常安装在边坡的上部，以形成一个防护带，防止落石滚入道路。这种覆盖式引导防护系统可以有效地约束和引导落石的路径和范围，从而降低落石对道路运行安全性的威胁。在现代交通工程中，柔性防护网覆盖已经被广泛应用于边坡防护工程中，特别是在复杂的地理环境和地质条件下，其出色的防护性能和施工便利性受到了工程师们的高度赞誉2。柔性防护网覆盖通过物理方式改变落石运动轨迹，可有效避免落石对道路的冲击。这种覆盖式引导防护系统可以有效地约束和引导落石的路径和范围，从而降低落石对道路运行安全性的威胁。其主要优点是安装简单，适应性强，不仅可以覆盖裸露的岩石表面，还可以覆盖植被繁茂的边坡，为道路交通安全保驾护航3。56交通科技与管理工程技术图 6引导防护网系统示意2.2.2钢筋混凝土柱式支撑对于形状较大、稳定性较差的危岩，如号危岩，该研究建议采用钢筋混凝土柱式支撑。这种支撑方法工作原理是通过建立一个结构体系，分担和传递岩石的重力，从而增加岩石的稳定性。在具体施工过程中，先在岩石的下部钻孔，然后将钢筋和混凝土注入孔内，形成支撑柱。一旦硬化，这些支撑柱就可以有效地防止岩石的下滑和倾倒，这样可以提高岩石的稳定性，减少其掉块和坠落的可能性。钢筋混凝土作为一种优良的建筑材料，其高强度、抗压性能强、耐久性好等特点使其在危岩支撑中得到了广泛应用4。2.2.3重力式挡土墙支撑和危岩围护加固对于号和号危岩，可采用重力式挡土墙支撑和危岩围护加固。通过浆砌片石或片石混凝土，逐级砌筑重力式挡土墙，直至合适位置后，采取钢筋混凝土柱或挡墙直接到危岩根部。墙顶与根部之间的空隙，应关注水泥浆等胶凝材料填充密实，以增加整体稳定性和安全性。重力式挡土墙的设计原理是利用自身的重力对土体进行挡持，使土体保持稳定5。对于斜坡较大、土体稳定性差的地段，重力式挡土墙具有显著的工程效果。3施工安全管理在危岩处理的施工过程中，安全管理的重要性不可忽视。由于危岩处理通常涉及高空作业，因此存在一定的安全风险。为此，必须制定一份专项施工组织方案，明确各个工作环节的安全要求、操作步骤和责任人。这份方案必须经过严格的评审和审批，确保其合理性和可行性，只有在方案获得批准后，才能进行施工。施工过程中，还必须确保所有的工程设施，如基础、锚固件等都安装在稳定的基岩之上。不得随意在危岩体上进行打孔等作业，以避免引发危岩的不稳定或崩塌。对于施工中可能出现的危险情况，如岩石的不稳定移动、工人的不安全行为等，也需要进行实时监控和及时干预。此外，施工单位还需要建立完善的安全教育和培训体系，确保所有参与危岩处理施工的工人都充分理解并遵守安全规程，增强安全意识和自我保护能力。总之，无论是在施工准备阶段还是施工执行阶段，都需要严格的安全管理，以确保危岩处理的施工过程既高效又安全。4位移监测和应急预案在危岩处理过程中，位移监测和应急预案的制定至关重要。所有危岩体都应装配位移监测设备，以实时监测微小位移，并在检测到异常时启动应急响应。此外，危岩体应纳入地质灾害隐患点管理。应急预案需覆盖各种异常情况，如危岩位移超出阈值、地震或严重气候条件，设定预警启动条件和流程，指定责任人，明确通信和报告方式，以及动员和协调资源的策略。预案的关键部分是应急措施。可能需要采取的措施包括交通分流、道路阻断、紧急撤离等。这些措施的制定要充分考虑道路交通流量、周边环境条件，以及可能的社会和经济影响。位移监测和应急预案的制定为应对危岩挑战提供了预警时间和有效应对策略，以最大程度地降低危岩对道路运行安全的影响。5结语该研究通过详细分析高速公路设计中四处可能影响道路运行安全的危岩情况，并提出了针对性的处治方案，希望这些处理方案可以为高速公路设计中的危岩处理决策提供科学依据。危岩处理方案的选择需要考虑许多因素，包括地质条件、施工条件、经济效益等，因此在具体的设计过程中，需要进行综合考虑和优化。参考文献1 刘志明.南龙铁路危岩危石破坏特征及加固技术研究J.云南水力发电,2022(6):189-192.2 雷凡,赵军,郭景昆,等.引导式柔性防护网在边坡生态防护中的应用 J.中国公路,2023(1):102-104.3 王志.对高速公路边坡防护治理的研究 J.运输经理世界,2022(33):22-24.4 崔俊涛.复杂地段危岩落石处理技术探讨 J.公路与汽运,2020(3):72-76.5 阮铁锋.重力式挡土墙应用中的一些经验探讨 J.城市道桥与防洪,2022(5):246-247+28.