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1、中交四公局武九高速公路一标崖角隧道危岩清理及加固方案施工单位：中交第四公路工程局有限公司编制时间：2019年9月10日一、编制依据1二、工程概况1三、现场踏勘、取证分析2四、崖角隧道出口WY-Ol排险方案3五、崖角隧道进口WY-02排险方案6六、数据分析11七、施工工艺及流程13八、安全技术措施14九、机械设备及人员配置16中交四公局武九高速公路一标崖角隧道危岩清除及加固方案一、编制依据(1)滑坡防治工程设计与施工技术规范(DZ/T02192006)；(2)工程测量规范(GB50026-2007)；(3)建筑边坡工程技术规范(GB50330-2002)；(4)铁路沿线斜坡柔性安全防护网规程(T
2、B/T3089-2004)；(5)危岩清除工程质量检验标准；(6)建筑施工扣件式钢管角手架安全技术规范(JGJI30-2011,备案号J84-2011)、建筑施工安全检查标准(JGJ59-2011)；(7)当地政府有关安全文明施工的管理文件及验收标准；(8)工程施工涉及的有效国家建筑工程施工质量验收规范和标准。二、工程概况武九高速一标地处白龙江河谷地段，平均海拔1200米，境内两山对峙，形成峡长谷地，山高坡陡，沟壑纵横。山坡多在35,有的超过75。；北部山坡自然覆盖差，水土流失严重，自然灾害频发。崖角隧道出口及入口皆位于北部山坡坡角，距离江面约15米，隧道上方以风化千枚岩岩和灰岩为主，坡角为具
3、有多种成因的松散堆积物；地质结构复杂，断层交错,岩体破碎,新构造运动强烈；进口横坡(斜坡)向优势裂隙发育为块体组合边界，加之随机发育的工程性状差、延伸长大的裂隙切割、组合，形成多处不稳定块体。经现场实际观测对比发现：隧道人口上部危岩体局部凹腔，断裂明显，裂隙贯穿至基岩，属坠落式危岩体；隧道进口情况复杂，倾倒式危岩、坠落式危岩、滑移式危岩共生;为解除危岩塌落风险，保障正常生产生活秩序，现对崖角隧道进、出口危岩整治及防护制定本方案。三、现场踏勘、取证分析隧道进出口围岩岩性分析照片现场取样分析：WY-01WY-02为千枚岩和灰岩共生，岩面节理凹凸起伏，裂隙贯穿，其软弱结构面倾向山外，上覆盖体后缘裂隙
4、与软弱结构面贯通。四、崖角隧道出口WY-Ol排险方案（一）现场危岩排查及分析隧道出口ffYTH现场勘察照片WY-Ol发育于基岩表层，呈凸起状，局部悬空，距离基岩水平距离约8米，裂隙贯穿整个危岩体，长度约12米，止于右侧基层。实地观测发现，WY-Ol下方坡壁有局部风化破碎岩体，断层明显,裂隙较大；在受外力干扰情况下，极有可能崩落。（二）崖角隧道出口WY-Ol方案：崖角隧道出口危岩建议采用局部清理、危岩加固、主被动结合的方式排危防护。1、由于地理环境所限制，危岩体距离现有工作面约120米，坡度近似垂直，机械设备无法到达作业面，因此需在南坡高处合适地点架设索吊系统搬运物资和设备。2.WY-Ol上部危
5、岩加固和清理前，在危岩体下方及左右安装报警监控系统（提前预警危岩体活动迹象）。3、隧道口上方设置3处RXl-200型缠绕式环形网，以防不确定落岩风险的发生；第一档安装于坡角向下10米处，作为第一次拦截；第二档采用交叉重叠方式安装，安装角度为90。，每5米一根立柱，在防护网内侧填装沙袋，呈缓坡型堆积。（1）前期防护，在危岩排除时，需在危岩体上方搭设悬挑角手架；并采用14#钢丝绳网整体包裹危岩体，22#双股钢丝绳作为主绳施加拉力,主绳设置为4*6布局，锚固在坡口上方10米外稳固基岩处。（2）在危岩正下方5米处安装跨度大于危岩长度的导流网加强型立柱（采用20B型工字钢），垂直方向每15米一处；高度为
6、7米，与基岩呈45。夹角，22#双股支撑绳连接，每根钢柱间隔1米增加一处拉锚固定圆环，密布式分布；在基岩上开凿3米深锚孔，用22#钢丝绳对钢柱施加拉力。（3）坡角处设置第一档5米被动防护网，承受落岩弹跳滚动后的第一次冲击；落岩弹跳位置覆盖型导流网采用双层设计。（4）在隧道顶部平台内侧安装交叉重叠式防护网，沙袋填充，自危岩体至隧道出口顶部安装开口式覆盖型导流网，导流网与坡面间距自上而下逐渐减小，直至最后紧贴坡面。4、清除凸起基岩部分危岩体，以减轻自重。当危岩体上下部位防护措施施工完毕后，采用人工开孔、填装静态破碎剂或安装液压劈裂棒，自危岩体外部边缘向内破碎，每次破碎厚度不得超过20cmo5、破碎
7、后的危岩在钢丝绳网包裹下不会马上坠落，需人工用风钻破碎为直径V300mm的碎岩后，沿预先设置的排岩导流网滚落至落岩堆积区。6、在危岩体破碎厚度达到设置标准后，采用采钢筋束锚固方式加固危岩，并筋方式为三并筋，呈“品”字型布局；钻机在危岩体上部开凿锚孔，WY-Ol深度12米，灌浆锚固；沿山坡走势依次设置3处开口式导流网立柱，落岩堆积区为双排加强型立柱。7、在施工过程当中，因噪声扰动，不排除危岩体有局部垮塌和崩落危险，下方防护设施分为一级、二级、三级防护，当崩落块体较大，超出防护设施做大防护能量时，则会出现防护设施被击穿的情况，因此在排危施工过程中，下方的物资及机械设备提前转移。五、崖角隧道进口WY
8、-02排险方案（一）现场危岩排查及分析隧道进口Y-02现场勘察照片1WY-02危岩整体分析：WY-02整个岩层次生非构造节理发育，风化严重，形成多处不稳定断裂块体，该处危岩体主要受裂隙的外倾控制，已被切割成块状，现危岩体底部存在由原基岩岩体的坠落后形成的凹岩腔，危岩体前缘及下部临空，有沿后缘陡倾裂隙坠落破坏的极大可能，因此判断危岩体现状处于不稳定状态。2、WY-O2危岩局部分析:ffY-02局部危岩现场照片此处危岩大致呈薄板状，立面为不规则长方形，危岩体下部凹岩腔发育，发育深度约2.5m,危岩体后壁追踪卸荷裂隙形成破裂面，侧壁裂隙切割岩体形成危岩体边界，岩性为厚层状灰岩夹薄层灰岩构成，危岩体自
9、身也易产生局部掉块破坏。3、WY-02危岩空腔分析:WYT）2危岩空腔、裂隙现场照片WY-02整个岩面受风化侵蚀严重，局部形成凹岩腔，断裂面粗糙，危岩体重心处于悬空部位，在危岩体自重和雨水渗入裂隙等作用下，裂隙面锁固部位被贯穿，危岩体极易发生沿母岩剪切滑移式的破坏。（二）崖角隧道进口WY-02方案：崖角隧道进口危岩WY-02采用与出口01号危岩相似方案,局部排危,危岩沿导流网拦截；钢筋束加固、裂隙嵌补方式治理危岩。1、因施工环境所限制，危岩体距坡角约60米，坡度近似垂直，施工人员和机械设备无法到达作业面，因此需在合适地点搭设角手架并在南坡高处合适地点架设索吊系统搬运物资和设备。2、角手架搭设完
10、毕后，采用人工自上而下清理浮岩；浮岩清理完成后立即安装主动防护网(自上而下清理一段安装一段，交替施工)。3、对需要静态破碎的危岩重点监控，并临时包裹主动防护网，开凿破碎孔，填装破碎剂，破碎危岩。4、从隧道入口危岩体坡角右侧30米处安装加强型被动防护网和导流网，引导排除的危岩沿导流网向隧道入口左侧江边滚动，堆积至江边缓冲区域。ffY-02加强型被动防护网和导流网布设示意图由于危岩体过于陡峭，必须选择人工搭设角手架，自上而下排除危岩；坡角下方自隧道入口顶部右侧30米处安装加强型被动防护网和导流网，引导落岩滚动至隧道入口左侧50米外的江边。5、采用悬挑角手架及钢结构吊篮相结合方式施工：(1)吊篮现场
11、拼装，在危岩体顶部断裂面上方5米处安装吊篮基础预埋件，预埋件采用长度为1.5米32丝口地角螺栓锚固，待混泥土基层稳固后，安装吊篮支臂，支臂采用150*150型H型钢，端口锁死。（2）在危岩体发育节点位置左右5米外基岩上安装角手架悬挑梁,长度不得小于危岩体的厚度；悬挑梁的顶端焊接固定圆环，用22#双股钢绳施加拉力，锚固在顶部稳定基岩上。（3）搭设角手架（见安全技术措施）ffY-02主动与被动相结合方式示意图因排危区域山体过于陡峭，且正下方是崖角隧道入口，危岩坡底至江边坡比约1：0.75,无缓冲地段；鉴于后期隧道入口设有混凝土棚洞，在排除危岩时可采用局部排除，局部加固的方式；排除危岩前可在隧道入口
12、危崖坡角处设置加强型双层被动防护网和导流网，使掉落的危岩沿导流网滚落至隧道入口左侧50米外的江畔拦岩堆积处。7、采用主被动柔性防护网相结合方式作为二次有效防护。防护能量2000KJ的RXI-200型被动防护网实际拦截效果图RXI-200型被动防护网参数:R19/3/300六、数据分析1、数据模型WY-Ol危岩体为坠落式危岩；其软弱结构面倾向山外，上覆盖体后缘裂隙与软弱结构面贯通，在流动水压力、地震和自重力作用下逐渐变形，形成坠落式危岩，其模式见图。坠落式危岩示意图滑移式危岩稳定性计算示意图2、危岩区出露地层围岩为中等风化千枚岩和灰岩，层面粗糙，节理裂隙发育；根据附近工程岩体参数及工程类比得出物
13、理力学参数见表:岩石名称密度g/cm3抗压强度。MPa抗剪强度抗拉强度Pa）软化系数C(MPa)(o)灰岩2.70320.110-0.27130340.2698.50.53结构面灰岩结构面0.03-0.1023-29危岩体编号失稳模式稳定系数备注天然暴雨地震地震暴雨WY-Ol滑移式1.651371.361.13未贯通1.391.141.180.94后缘切割面贯通40%,暴雨时完全充水1.331.091.130.90后缘切割面贯通50%,暴雨时完全充水1.381.121.170.93后缘切割面贯通60%,暴雨时完全充水1.210.981.030.81后缘切割面贯通70%,暴雨时完全充水1.150
14、.930.980.77后缘切割面贯通80%,暴雨时完全充水1.090.880.930.73后缘切割面贯通90%,暴雨时完全充水1.030.830.880.69后缘切割面贯通100%,暴雨时完全充水后缘的切割拉裂缝（后缘边界）一般为全部贯通，通过计算只要后缘切割裂缝贯通率在70%以下，WY-Ol危岩体天然状态下都处于基本稳定欠稳定状态；暴雨或连续降雨、地震、地震+降雨条件下处于欠稳定不稳定状态。即是边坡后缘的拉裂结构面的贯通性在50%左右，危岩体的稳定性储备也不够。3、危岩体破碎后运动轨迹分析根据文献资料研究成果显示，崩落体只有坡度角小于一定临界值（约27）时，才停积于崖角，随坡度角增大，可分别
15、表现为滑动、滚动、跳跃和自由崩落等方式。勘查区内受岩体破坏影响的斜坡坡度平均坡角大于60。，因此岩体在产生变形破坏后，大部分以滚动、跳跃或自由崩落的方式向坡角运动，最后堆积于坡角缓坡地带，直接影响坡下在建公路安全，目前坡体上零星分布有危岩。危岩体稳定系数计算七、施工工艺及流程1、工序安排；危岩坠落区域安装被动防护网一一安装开口式覆盖性导流网一一搭设悬臂墙角手架和安装吊篮(一级防护和爆破钻孔施工平台架)一一二级防护一一爆破或锚固危岩体一一清除挂网区域顶部浮土、堆积的落岩一一挂GPS2型主动防护网一一拆除上部角手架一一清理下部危岩体。(1)针对浮岩浮土采取一看、二敲、三撬的作业方法，对可能随时滚落
16、的零小危岩、活岩按轻重缓急定人、定时处理；对于危岩体采用机械凿孔，钢契挤压和无声破碎的方法进行破碎作业。(2)对暂时无法处理的危岩，指派专人进行重点监控，全面排查;并对危岩包裹钢丝绳网，以便后续爆破，看护现场人员进行不间断巡查、抽查，确保生产生活安全。(3)逐层清除，逐层挂网。每清除完一层危岩，立即进行挂网施工。根据施工面积大小分为若干个小段，平行流水作业，交叉轮换施工。(4)因清危岩量及施工难度均有不同程度的增加，施工进度有一定的减缓，施工工期可能会延长。八、安全技术措施1、悬挑式角手架搭设(I)在危岩体发育节点位置左右5米外基岩上安装角手架悬挑梁，长度不得小于危岩体的厚度；悬挑梁的顶端焊接
17、固定圆环，用22#双股钢绳施加拉力，锚固在顶部稳定基岩上；连墙杆采用刚性连接；预埋杆的设置，当下部角手架搭设至待设连墙件的位置时，事先将其表层松动的岩块通过人工或机械的方法对其清除，直至稳定岩层表面，然后采用风钻在岩岩上钻孔40m,深度0.5m,之后安置一根32mm钢筋，外露部分弯起长度为60mm,最后将其钻孔空隙用砂浆充填。使其整个角手架和岩体形成一个整体，起到角手架加固的作用，增强稳定性。(2)清危及锚固操作平台采用0.25X3m竹胶板铺设。采用对接平铺，平铺处设两道横向水平杆，板端悬出长度和横向水平间距为13015Omnl,其板端均应与支承杆可靠地固定。(3)在连墙防护架的内侧杆上，满挂
18、竹胶板。竹胶板横向布置，排列紧密，用铁丝绑扎牢固，能够起到阻止清理下来的危岩翻滚的作用，大大降低危险性2、悬臂式吊篮安装(1)自坡口上部5T0米处开挖预埋件基坑(基岩可采用锚孔注浆固定)，待预埋件完全达到强度后安装吊臂基座；(2)悬臂分左右两根，中置滑轮组，端口设置锁扣，两根左右相联;悬臂前端锁扣为3T滑轮，配置12#油绳；(3)吊篮尺寸为1.2米*2米；四根主绳与悬臂相连接；机械设备及人员配置序号设备名称规格或型号单位数量1柴油空压机4.5m3台22风管PE管25un米13003钻机28式风钻台6I保险绳100m(15)根305滑轮开口式把106钻杆2m把207两用扳手18#/22#把208
19、安全带套大腿把209钢丝钳把1010撬棍根10；I液压剪把612液压劈裂机120mp柴动台213劈裂棒30kj根S14索吊3T台115滑车2T套116卷扬机3T台118液压千斤顶IOT台519葫芦3T套420搅拌机1.5kw台121钢质安全扣IT个3022悬臂式吊篮套223水泵500扬程台124发电机台325铁锹把2026切割机台327吊车台1九、机械设备及人员配置人员类别性别数量工作内容备注安全员男4负责现场施工作业安全，道路交通管制安全，机械设备安全每一个作业面分派一名安全员，用对讲机随时沟通联络破碎工男5负责劈裂棒安装和静态破碎剂填装一人一个破碎点，禁止交叉作业钻机工男6负责开凿爆破孔和防护网锚杆孔垂直工作面上平行作业，禁止在不同高度交叉作业排危工男4负责排危前期危岩的初次防护，危岩破碎后分解成小块，沿设计落点排岩必须在搭设的角手架上施工，严禁身体与危岩相接触搬运工男8负责机械设备，材料，钢管角手架，物资，水泥的搬运大件物资采用索吊运输挂网工男12负责主被动防护网的安装垂直工作面上平行作业，禁止在不同高度交叉作业观察员男3负责观察每一处工作面上方有无危岩电落风险平行作业，每个点位之间距离20米以上记录员男1负责每处危岩的每日动态记录，在施工过程当中有无新的危岩出现配置对讲机，随时与现场安全员保持联络
