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文檔簡介
Q/CR
中國鐵路總公司企業(yè)標準
Q/CRXXXX-XXXX
鐵路工程危巖防治技術規(guī)程
(征求意見稿)
2019-XX-XX發(fā)布2019-XX-XX實施
中國鐵路總公司發(fā)布
ws
本標準是根據《中國鐵路總公司關于印發(fā)2018年鐵路工程建設標準編制計劃
的通知》(鐵總建設函:2018)180號)的要求編制而成。
此規(guī)范在總結近年來邊坡危巖評估與防治實踐經驗的基礎上,結合鐵路的特
點,規(guī)范鐵路邊坡危巖防治相關定義、分類、評估、整治措施等,提高防治工程
勘察、設計、施工技術水平,保證施工質量,特編制此技術標準。
本規(guī)程共劃分為13章,包括總則、術語、基本規(guī)定、危巖分類及防治工程級
別劃分、危巖勘察與評估、清除工程、加固工程、柔性防護網工程、攔擋工程、
遮擋工程、排水工程、危巖監(jiān)測及預警、安全管理與維護。
主編單位:中國鐵道科學研究院集團有限公司
參編單位:中國鐵路經濟規(guī)劃研究院有限公司、中鐵二院工程集團有限責任
公司、中鐵第四勘察設計院集團有限公司、中國鐵路成都局集團有限公司、中國
鐵路武漢局集團有限公司、西南交通大學。
目次
1總則.................................................................1
2術語.................................................................2
3基本規(guī)定............................................................3
4危巖勘察與穩(wěn)定性評價................................................6
4.1一般規(guī)定......................................................6
4.2地質勘察......................................................7
4.3穩(wěn)定性分析....................................................9
4.4運動軌跡分析.................................................21
5清除工程...........................................................22
5.1一般規(guī)定.....................................................22
5.2人力錘擊楔裂法...............................................22
5.3機械清除法...................................................23
5.4靜態(tài)破碎法...................................................23
6加固工程技術.......................................................25
6.1一般規(guī)定.....................................................25
6.2注漿填充.....................................................26
6.3嵌補.........................................................27
6.4支撐.........................................................28
6.5插別.........................................................3()
6.6質量控制.....................................................32
7柔性防護網工程.....................................................33
7.1一般規(guī)定.....................................................33
7.2主動防護網...................................................34
7.3被動防護網...................................................36
7.4引導防護網...................................................39
7.5質量控制.....................................................42
8攔擋工程...........................................................44
8.1一般規(guī)定....................................................44
8.2攔石墻......................................................44
8.3攔石柵欄....................................................47
8.4其它攔擋工程措施............................................48
8.5質量控制....................................................49
9遮擋工程..........................................................50
9.1一般規(guī)定....................................................50
9.2棚洞結構....................................................50
9.3拱形明洞....................................................53
9.4質量控制....................................................56
10引導與緩沖工程.....................................................58
11排水工程...........................................................59
11.1一般規(guī)定....................................................59
11.2地表排水....................................................59
11.3危巖體內部排水..............................................60
11.4質量控制....................................................61
12監(jiān)測...............................................................62
12.1基本規(guī)定....................................................62
12.2監(jiān)測內容及方法..............................................62
12.3監(jiān)測網點布設................................................65
12.4監(jiān)測資料整理分析............................................67
13安全管理與維護.....................................................68
13.1管理機構及職能..............................................68
13.2檢查與監(jiān)控..................................................68
13.3處置及維護..................................................69
13.4防治作業(yè)安全措施............................................69
附錄A落石計算分析方法................................................71
附錄B常用主動防護網型號及構成.......................................74
附錄C柔性金屬網頂坡力試驗方法.......................................75
附錄D地震荷載計算....................................................79
附錄E危巖支撐體反力計算.............................................80
附錄F落石沖擊力計算..................................................83
附錄H落石沖擊深度計算................................................86
1總則
1.0.1為統(tǒng)一危巖防治工程技術標準,使危巖防治工程安全可靠、技術先進、經濟
合理,制定本規(guī)范。
1.0.2本規(guī)范適用于鐵路工程邊坡危巖防治的勘察設計、施工和運營階段的危巖防
治工作。
1.0.3鐵路工程應根據邊坡的地質條件、地形及周邊環(huán)境條件及危巖的類型,采取
適合勘察和防治措施。
1.0.4鐵路工程應繞避山高坡陡、巖層受結構面切割嚴重、危巖密集分布、可能產
生大規(guī)模崩塌或質量難度較大的危巖和崩塌地段,其不應長距離設置在陡崖下。
1.0.5危巖防治工程采用新技術、新方法和新設備時,應按相關規(guī)定進行檢測或審
定。
【條文說明】根據《建設工程勘察設計管理條例》的規(guī)定:
第六條國家鼓勵在建設工程勘察、設計活動中采用先進技術、先進工藝、先
進設備、新型材料和現(xiàn)代管理方法。
第二十九條建設工程勘察、設計文件中規(guī)定采用的新技術、新材料,可能影
響建設工程質量和安全,又沒有國家技術標準的,應當由國家認可的檢測機構進
行試驗、論證,出具檢測報告,并經國務院有關部門或者省、自治區(qū)、直轄市人
民政府有關部門組織的建設工程技術專家委員會審定后,方可使用.
L0.6危巖防治工程應符合環(huán)境保護、水土保持、文物保護等的相關要求。
1.0.7危巖防治工程除應符合本規(guī)范外,尚應符合國家現(xiàn)行有關強制性標準的規(guī)定。
2術語
2.1.1危巖體dangcrousrock
被多組結構面切割分離,穩(wěn)定性差,可能發(fā)生崩塌和落石的地質體。
2.1.2崩塌rockfall
陡峻斜坡上的巖土體,因根部空虛,折斷壓碎或局部滑移,失去穩(wěn)定,在重
力作用下突然脫離母體,向下傾倒、翻滾、滾動、淮積在坡腳或溝谷的地質現(xiàn)象。
2.1.3落石
規(guī)模較小的危巖體在重力作用下降落或滾落的地質現(xiàn)象。
2.1.4滑移式崩塌sliding-typcrockfall
陡峻斜坡的危巖體在重力等因素作用下沿傾向坡外的軟弱結構面滑出坡外,
產生以豎向為主的運動,
2.1.5傾倒式崩塌toppling-typerockfalI
陡峻斜坡上以垂直節(jié)理或裂隙與穩(wěn)定的母巖分開的危巖體,在重力等因素作
用下,因重心外移傾倒,產生以蛻向為主的運動,終堆積于坡腳的過程與現(xiàn)象。
2.1.6墜落式崩塌falling-typerockfall
受裂隙切割或下部懸空,陡峻斜坡上危巖體,在重力等因素作用下,脫離母
體向下運動,終堆積于坡腳的過程與現(xiàn)象。
2.1.7結構面
巖體中由于地質構造、重力卸荷、風化等因素作用下形成的不連續(xù)面。
2.1.8危巖勘察dangerousrockmassinvestigation
通過調查、測繪、勘探等手段,對危巖區(qū)進行的地質工作,提出綜合報告和
圖件。
2
3基本規(guī)定
3.0?1線路通過斜坡地區(qū),有下列情況之一時?,應按危巖進行工程地質勘察,并根據
勘察成果,采取相應的防治措施:
1邊坡坡高、坡陡、坡面不平整。
2巖土體的節(jié)理、裂隙發(fā)育,結構面多張開。
3邊坡坡腳、坡面有巖石停積。
3.0.2危巖勘察應根據危巖發(fā)育類型、地形及周邊環(huán)境,采用人工調查、無人機攝影、
地質調查、地形測量、裂縫量測,以及挖探、鉆探、物探、孔內攝影、監(jiān)測等綜合
勘察手段。
3.0.3危巖防治應根據危巖類型、危巖防護等級及地質、運動軌跡及周邊環(huán)境等,采
用繞避、原位整治、攔擋、遮擋、引導、緩沖等防治措施,必要時可采取監(jiān)測措施。
3.0.4危巖類型可按危巖體的規(guī)模、邊坡高度、破壞形式等進行分類,分類可下列規(guī)
定進行:
1危巖體規(guī)模等級可按表3.4.4-1錯誤!未找到引用源。分為小型危巖、中型危
巖和大型危巖。
表3.4.4-1危巖體規(guī)模等級劃分表
類別危巖類型危巖體積V
落石危巖V<1m3
小型危巖
崩塌危巖100m3>V^10ma
中型危巖崩塌危巖10000m3>V^100m3
落石危巖10m31n?
大型危巖
崩塌危巖V^IOOOOm3
2依據危巖體按所處相對高度按表34.4-2分為低位危巖、中位危巖、高位危
巖、特高位危巖。
3
表3A.4-2危巖體按所處相對高度分類
危巖體相對高度
HW1515VHW5050VHW100H>100
(H)m
危巖類型低位危巖中位危巖高位危巖特高位危巖
注:H為危巖體頂端距離陡崖坡腳高差。
3依據成因機理按表3.043分類將危巖體破壞模式分為傾倒式、滑移式、墜
落式等三類。
表3.0.4-3危巖體破壞模式
破壞形式巖性結構面地貌受力狀態(tài)起始運動形式
多為垂直節(jié)理、
直立或陡傾峽谷、直立主要受傾覆
傾倒式危巖陡傾坡內~直立傾倒
坡內的巖層岸坡、懸崖力矩作用
層面
多為軟硬相有傾向臨空面的陡坡通常滑移面主要
滑移式危巖滑移、墜落
間的巖層結構面大于55°受剪切力
垂直裂隙發(fā)育,
大于45°自重引起的
墜落式危巖堅硬巖層通常無傾向臨空下錯、墜落
的陡坡剪切力
的結構面
3.0.5危巖防護等級應根據周邊環(huán)境、危害后果等,按表3.0.5將危巖防治工程劃分
為三級。
表3.0.5危巖防治工程分級表
周邊環(huán)境后果描述定性描述等級
軌道侵入鐵路建筑限界。
—?
橋梁、路基、其他重可能破壞橋梁、路基等結構,使美喪失承載能力;特大
要結構物地段可能破壞重要結構物。
橋梁、路基、其他重
可能影響橋梁、路基、重要結構物的正常使用。重大二
要結構物地段
其他除等級一、二以外的其他情況一般三
4
3.0.6危巖穩(wěn)定性分析應進行山體穩(wěn)定性分析、坡體穩(wěn)定分析、坡面穩(wěn)定分析依次
進行。
3.0.7危巖穩(wěn)定性可分為穩(wěn)定、基本穩(wěn)定、欠穩(wěn)定和不穩(wěn)定等狀態(tài)。危巖穩(wěn)定的穩(wěn)
定狀態(tài)可按表3.0.7進行劃分。
表3.0.7圍巖穩(wěn)定狀態(tài)劃分
穩(wěn)定狀態(tài)
破壞模式
穩(wěn)定基本穩(wěn)定欠穩(wěn)定不穩(wěn)定
滑移式F^FtFt>F^\.\5F<1.00
傾倒式F^Ft251.25>FA.OOF<1.00
墜落式F^Ft產31.351.35>F^I.OO尸〈1.00
注:R為危巖穩(wěn)定安全系數。
3.0.8危巖穩(wěn)定安全系數應根據崩塌防治工程等級和破壞模式按表3.0.8確定,當穩(wěn)
定系數小于穩(wěn)定安全系數時應進行處理。
表3.0.8危巖穩(wěn)定安全系數
防治工程等級
破壞模式一級二級三級
一般工況校核工況一般工況校核工況一般工況校核工況
滑移式1.401.151.301.101.201.05
傾倒式1.501.201.401.151.301.10
墜落式1.601.251.501.201.401.15
3.0.9危巖監(jiān)測包括地表裂縫、傾斜、水平位移、沉降等地表位移監(jiān)測,必要時采
用深部位移監(jiān)測,監(jiān)測期限應貫穿施工階段并延伸至運營階段。
3.0.10運維與管理應逐點建立危巖體專項檔案,實行定期或不定期檢查和養(yǎng)護制度,
發(fā)現(xiàn)異常及時采取措施,
3.0.11危巖防治時應設置必要檢查和維修道路。
5
4危巖勘察與穩(wěn)定性評價
4.1一般規(guī)定
4.1.1危巖地段勘察宜采用遙感圖像地質解譯與野外地質調繪相結合的方法進行
地質調繪,植被發(fā)育、地形高陡區(qū)可采用無人機傾斜攝影測量、三維激光掃描等
方法輔助調查。
4.1.2工程地質選線應符合下列要求:
1線路應繞避山高坡陡巖層受結構面切割嚴重、危巖密集分布、可能產生大
規(guī)模崩塌或治理難度極大的危巖地段,且不易設置在不穩(wěn)定的陡崖下。
2危巖規(guī)模小,防治方案技術可行、經濟合理時,線路可選擇在有利部位經
整治后通過。
4.1.3初測應進行下列工作:
1查明勘察范圍內危巖的分布范圍、規(guī)模、類型及穩(wěn)定程度。
2控制和影響線路方案的危巖應終點進行地質調繪,查明工程地質、水文地
質、地震、水文、氣象條件,微地貌特征、裂隙發(fā)育、變形情況。
3控制和影響線路方案的危巖工點,宜結合工程設置進行勘探與測試,必要
時應進行變形觀測。
4.1.4定測應進行下列工作:
1應查明地形、地貌、微地貌形態(tài)與植被,地層巖性及風化程度,地質構造、
各種結構面特征及組合關系、層間軟弱夾層,地表地下水對危巖穩(wěn)定性的影響,
必要時應進行簡易巖塊滾落試驗;
2勘探與測試宜結合工程設置進行;
4.1.5危巖工程調查、地質測試應符合下列要求:
1宜采用挖探查明被覆蓋危巖體的結構面的性質、產狀、貫通性、光滑程度、
充填物、相互切割關系、含水狀態(tài);
2為了解危巖體的落石滾落特點,有條件時可在現(xiàn)場做落石試驗;
6
3必要時可對裂隙進行變形觀測。
4.1.6施工階段應進行下列工作:
1核對危巖工點地質資料;
2施工引起工程地質環(huán)境改變,造成危巖時,應提出指導性施工建議及施工
注意事項;
3危巖嚴重地段,應進行觀測,并提出整治措施建議,保證施工人身、機具
及公共安全
4施工中新發(fā)生的危巖工程地質勘察,應符合本規(guī)范第5.1.5節(jié)的規(guī)定。
4.1.7運營階段應進行下列工作:
1危巖嚴重地段應進行監(jiān)測和預報工作,為工程加固積累資料;
2危巖發(fā)展趨勢明顯的地段應調查原因,提出整治措施建議,必要時應進行
地質勘察工作,其內容和要求應符合本規(guī)范第5.1.5節(jié)的規(guī)定。
4.2地質勘察
4.2.1危巖體應在勘察階段通過資料收集、地質調繪及勘探測試手段查明危巖崩塌
的位置、形態(tài)、分布高程、規(guī)模,并應包括下列內容:
1危巖體及周邊的地質構造、地層巖性、地形地貌、巖(土)體結構類型、
斜坡組構類型。巖(土)體結構應初步查明軟弱(夾)層、斷層、褶曲、裂隙、
裂縫、臨空面、側邊界、底界(崩滑帶)以及它們對危巖體的控制和影響。
2危巖體及周邊的水文地質條件和地下水賦存特征。
3危巖體周邊及底界以下地質體的工程地質特征。
4危巖體變形發(fā)育史。歷史上危巖體形成的時間,危巖體發(fā)生崩塌的次數、
發(fā)生時間,崩塌前兆特征、方向、運動距離、堆積場所、規(guī)模、誘發(fā)因素,變形
發(fā)育史、崩塌發(fā)育史、災情等。
5危巖體成因的誘發(fā)因素,包括降雨、河流沖刷、地面及地下開挖、采掘等
因素的強度、周期以及它們對危巖體變形破壞的作用和影響。在高陡臨空地形條
7
件下,由崖下碉掘型采礦引起山體開裂形成的危巖體,應詳細調查采空區(qū)的面積、
采高、分布范圍、頂底板巖性結構,開采時間、開采工藝、礦柱和保留條帶的分
布,地壓現(xiàn)象(底鼓、冒頂、片幫、鼓幫、開裂、壓碎、支架位移破壞等)、地
壓顯示與變形時間,地壓監(jiān)測數據和地壓控制與管理辦法,研究采礦對危巖體形
成與發(fā)展的作用和影響,
4.2.2危巖(危石)崩塌影響范圍確定應采用崩塌歷史調查法;當未發(fā)生過崩塌時,
可采用崩塌運動學分析法計算;必要時可采用現(xiàn)場落石試驗法確定。崩塌歷史調
查應包括下列內容:
1崩塌堆積物的空間分布特征,包括崩落物的邊界以及不同位置崩塌堆積物
的厚度、大??;
2崩塌堆積物的巖性、磨圓度、風化程度、溶蝕程度以及新老崩塌物的位置
關系;
3崩塌體運動過程中遺留在地表的撞擊等運動痕跡;
4崩塌堆積物周邊環(huán)境特征;
5危巖體下方斜坡的人工改造情況;
6有關崩塌的史料記載和崩塌發(fā)生地原住居民的口頭傳述。
4.2.3危巖地段地質勘察應收集收集己有地形地質、洪水沖刷、工程活動等工程情
況以及降雨、地震、遙感數據等相關資料。
4.2.4危巖地段地質調繪精度應滿足工程需要,宜采用大比例尺,現(xiàn)場調繪應進行
記錄、素描、拍照,并訪問當地居民了解歷史上落石情況。地形困難時,可采用
無人機航拍危巖體,或者采用三維激光掃描儀進行測繪。
4.2.5工程地質平面圖比例宜為1:100?1:500,工程地質斷面圖比例宜為1:
10-1:100,成果資料應有影像、照片。
4.2.6危巖地段地質勘察應采取必要的勘探和試驗,并應符合下列規(guī)定:
1危巖淺部的地質結構面宜采用槽探法。
2危巖較深部的地質結構面發(fā)育情況宜采用缶探或物探等方法判斷。
8
3控制危巖體邊界的主結構面宜采取巖石試樣進行巖石的抗壓、抗拉和抗剪
強度(飽和、天然)等室內物理力學試驗,確定其物理力學參數,為評價危巖體
穩(wěn)定性和錨固工程設計提供地質參數。試驗巖石樣應選取結構面或兩側的巖石樣,
可在探槽中刻取或鉆孔采取巖心樣。
4.2.7可能受水體影響的危巖應進行水質簡分析,并分析水體對鋼筋、混凝土等的
腐蝕性。
4.2.8分析危巖體崩塌的可能性,初步劃定危巖體崩塌可能造成的災害范圍,進行
災情的分析與預測。
4.2.9危巖體崩塌后可能的運動方式和軌跡,在不同崩塌體積條件下崩塌運動的最
大距離。在峽谷區(qū),要重視氣墊浮托效應和折射回彈效應的可能性及由此造成的
特殊運動特征與危害。
4.2.10危巖體崩塌可能到達并堆積的場地的形態(tài)、坡度、分布、高程、地層巖性與
產狀及該場地的最大堆積容量。在不同體積條件下,崩塌塊石越過該堆積場地向
下運移的可能性,最終堆積場地。
4.2.11可能引起的其它次生災害類型(如涌浪,堰塞湖等)和規(guī)模,確定其成災范
圍,進行災情的分析與預測。
4212重要保護區(qū),必要且有場地條件時宜進行現(xiàn)場落石滾落試驗,以輔助分析落
石運動軌跡及沿程破壞特征(包括落石自身解體破壞和對其他物體的破壞),試驗
現(xiàn)場應做好安全措施。試驗成果應為落石滾落試驗記錄和影像。
4.3穩(wěn)定性分析
4.3.1危巖穩(wěn)定性主要有以下四個方面的影響因素:
1地形特征:包括斜坡的形態(tài)、坡度、高度、狀態(tài)(表層脫落、裂縫、變形)、
地表覆蓋及以往落石情況等;
2地質條件:地層巖性、地質構造構造、巖體結構、巖石的強度、風化、裂
隙發(fā)育特征、地下水情況等;
9
3氣象條件:當地的降水量及頻次、積雪、凍結融解等;
4自然及人為因素:地震活動、人工切坡、振動等。
4.3.2危巖應根據破壞模式按滑移式危巖、墜落式危巖、傾倒式危巖分別進行計算
穩(wěn)定性,并計算危巖的最大彈跳高度和最大滾動距離、最大沖擊力。
4.3.3危巖穩(wěn)定性計算所采用的荷載可分為危巖自重、裂隙水壓力和地震力。對崩
塌堆積體穩(wěn)定性評價進行評價時,應考慮上方崩塌沖擊荷載的作用。
4.3.4滑移式危巖穩(wěn)定性計算可根據后緣裂隙情況按后緣有陡傾裂隙、后緣無陡傾
裂隙進行,并應符合下列規(guī)定:
1后緣有陡傾裂隙且滑面緩傾的滑移式危巖穩(wěn)定性按下式計算(圖4.3.4-1)
錯誤!未找到引用源。:
圖434-1后緣有陡傾裂隙的滑移式危巖計算示意
_[(G+GJcos〃-0sin0-Psin0-U]吆0+必
(G+GJsin?+0cos0+Pcos0(式4.3.4-1)
(式4.342)
u=J九八/
(式4.3.4-3)
式中:
V—后緣陡傾裂隙水壓力(kN);
鼠—后緣陡傾裂隙充水高度(m),根據裂隙情況及匯水條件確定;
U----滑面水壓力(kN);
10
A----滑面面積(m2);
B——后緣陡傾裂隙充水范圍內沿裂隙走向平均寬度(m);
G——危巖自重(kN);
Gb---危巖豎向附加荷載(kN);方向指向下方時取正值,指向上方時取
負值;
Q—危巖水平荷載(不含后緣陡傾裂隙水壓力)(kN);方向指向坡外
時取正值,指向坡內時取負值;當考慮地震力時,地震力取危巖
自重與危巖豎向附加荷載之和與水平地震系數0.05的乘積;
c——滑面粘聚力(kPa);
(P—滑面內摩擦角(°);
0——滑面傾角(°)o
2后緣無陡傾裂隙的滑移式危巖穩(wěn)定性按下式計算(圖434-2)錯誤!未找到
引用源。:
圖4.3.4-2后緣無陡傾裂隙的滑移式危巖穩(wěn)定性計算
[(G+G)cos〃-0sm〃-c/
(G+6)sin0+0cos〃(式4.344)
(式43.4-5)
式中:
F—危巖穩(wěn)定系數;
c—滑面粘聚力(kPa);當充當滑面的裂隙未貫通時取貫通段和未貫通
)1
段粘聚力按面積加權的加權平均值,未貫通段粘聚力取巖體粘聚
力;
9——滑面內摩擦角(°);當充當滑面的裂隙未貫通時取滑面平均內摩擦
系數的正切,滑面平均內摩擦系數取貫通段和未貫通段內摩擦系
數按面積加權的加權平均值,未貫通段內摩擦系數取巖體內摩擦
系數;
V—充當滑面的裂隙貫通段水壓力(kN);
----充當滑面的裂隙貫通段充水高度(m),根據裂隙情況及匯水條件
確定;wh
B——充當滑面的裂隙貫通段充水范圍內沿裂隙走向平均寬度(m);
其余各符號意義同本條1)款。
4.3.5墜落式危巖穩(wěn)定性計算可根據破壞形式按下切墜落、折斷墜落進行,并應符
合下列規(guī)定:
1墜落式危巖下切墜落穩(wěn)定性按下式計算(圖4.3.5-1)錯誤!未找到引用源。:
圖43.5-2墜落式危巖下切墜落穩(wěn)定性計算
F=——;——;—
G+Gb(式435-1)
12
式中:
C—危巖體粘聚力(kPa);
H—后緣裂隙上端到未貫通段下端的垂直距離(m);
h——后緣裂隙深度(m);
B——后緣裂隙未貫通段沿裂隙走向平均寬度(m);
其余各符號意義同本條1)款。
2墜落式危巖折斷墜落穩(wěn)定性按下式計算(式435-2錯誤!未找到引用源。):
1-P
(G+a)4+04+P:兒+:(〃一力)
2」(式435-2)
式中:
—危巖體豎向荷載(包括危巖體重力和危巖體上豎向附加荷載)作用
點與后緣鉛垂面中點的水平距離(m);
bo—危巖體上水平荷載作用點與后緣鉛垂面中點的垂直距離(m);
lo—既有支擋結構有效支擋力作用點與后緣鉛垂面中點的垂直距離(m);
B——后緣陡傾裂隙未貫通段沿裂隙走向平均寬度(m);
(Ji----巖體抗拉強度(kPa);
M—后緣陡傾裂隙水壓力(kN);
m,一后緣陡傾裂隙充水高度(m),根據裂隙情況及匯水條件確定;
G—危巖抗彎力矩計算系數,按折斷面形態(tài)在1/12?1/6之間取值,當
折斷面為矩形時取1/6;
4.3.6傾倒式危巖穩(wěn)定性計算可根據破壞形式按下切墜落、折斷墜落進行,并應符
合下列規(guī)定:
1傾倒式危巖底部折斷傾倒穩(wěn)定性(圖4.3.6-1)計算應符合下列規(guī)定:
1)當危巖體重心位于危巖體底面中點內側時,傾倒式危巖底部折斷傾倒穩(wěn)定
性(圖4.3.6-1)可按下式計算:
13
Q方4+(G+Gje
六。%+/i,兒…、
3(式4.3.6-1)
展,修(式4.362)
2)當危巖體重心位于危巖體底面中點外側時,傾倒式危巖底部折斷傾倒穩(wěn)定
性可按下式計算:
式中:
V—后緣陡傾裂隙水壓力(kN);
W7,——后緣陡傾裂隙充水高度(m),根據裂隙情況及匯水條件確定;
B——后緣陡傾裂隙充水范圍內沿裂隙走向平均寬度(m);
e—危巖體豎向荷載作用點到危巖體底面中點的水平距離(m);
ho—危巖體水平荷載作用點到危巖體底面中點的豎直距離(m);
b—危巖體底面平行失穩(wěn)方向寬度(ml;
14
Bi——危巖體底面垂直失穩(wěn)方向寬度(m);
f—危巖抗彎力矩計算系數,按折斷面形態(tài)在1/12-1/6之間取值,當
折斷面為矩形時取1/6;
3)當塊體的截面寬度變化較大時,應將若干截面寬度變化較大處的截面
視為可能的塊體底面計算穩(wěn)定系數。
2傾倒式危巖后部拉斷傾倒穩(wěn)定性(圖4.3.6?2)計算應符合下列規(guī)定:
1)對危巖體重心在基座頂面前緣內側情形,傾倒式危巖后部拉斷傾倒穩(wěn)定性可
按下式計算(圖436-2):
圖436-2傾倒式危巖拉斷傾倒穩(wěn)定性計算
(,一方)-
(G.+2。%----;—Bn.
cos*a
兒
0也+/-1----+-H--h-+---丫,-
3sin"sin夕cos。(式436-4)
(式4.36-5)
2)對危巖體重心在基座頂面前緣外側情形,傾倒式危巖后部拉斷傾倒穩(wěn)定性
可按下式計算:
28sq
________________18s“a
~7T1""""/LII-h_Z>cos(/?-a)
(G+GM+04+明?丹+-^+—
|_3sin尸sin/?cosa(式4.3.6-6)
15
式中:
V—后緣陡傾裂隙水壓力(kN);
H7,——后緣陡傾裂隙充水高度(m),根據裂隙情況及匯水條件確定;
B——后緣陡傾裂隙充水范圍內沿裂隙走向平均寬度(m);
B)—后緣陡傾裂隙未貫通段沿裂隙走向平均寬度(m);
a——危巖體豎向荷載作用點到轉動點的水平距離(m);
B——后緣陡傾結構面傾角(°):
ho—危巖體水平荷載作用點到轉動點的垂直距離(m);
a——危巖體與基座接觸面傾角(°);
b—后緣裂隙的延伸段下端到轉動點的水平距離(即塊體與基座接觸面
長度的水平投影)(m);
0—危巖抗彎力矩計算系數,按折斷面形態(tài)在1/12?1/6之間取值,當
折斷面為矩形時取1/6;
3)完全分離的傾倒式危巖傾倒穩(wěn)定性按(式4.3.6-1)式和(式436-1)式計
算。
4.3.7危巖體最大彈跳高度可按下列公式計算:
rj.(v/sill/?)2
%二5,1一.+-
2g(式4.3.7-1)
_v/2sin0cos0
g(式4.372)
—(e.cos.+Qinay(式心徵)
f,(式4374)
(式4.375)
6^=arctan(—cota)
4(式4.376)
式中:
H,nax——危巖體最大彈跳高度(m);
S——危巖體彈跳最高點距離起跳點的水平距離(m);
V,--危巖體碰撞坡面后的反彈速度(m/s);
V(----危巖體碰撞坡面的入射速度(m/s):
Vox----危巖體脫離母巖后沿x軸的初速度(m/s);
—危巖體脫離母巖后沿y軸的初速度(m/s);
g——重力加速度(m/s2);
/——危巖體系墜落時間(s),由墜落初速度及具體地形按自由落體的公
式試算得出;
加,et—巖塊法向回彈系數和切向回彈系數,由錯誤!未找到引用源。
確定;
a——斜坡坡角(°);
P——危巖體運動方向與水平面的夾角(°);
0——危巖體反彈方向與坡面的夾角(°)o
表4.3.7-I巖塊的回彈系數
地面巖性
礎;撞系數
堅硬巖、較硬巖較軟巖、軟硬土普通士松土
巖、極軟巖
法向回彈系數60.40.350.300.260.22
切向回彈系數。0.860.840.810.750.65
4.3.8危巖體最大滾動距離可按下列公式計算:
v,2
Sg=07x-------------------------------
gcosa(tan-tan內)(式".a
%(式4.3.&2)
tan內=—
r(式438-3)
式中:
17
tan(pd—滾動摩擦系數,可由公式(43.8-3)得出,也可按表4.3.8取經
驗值;
—危巖體碰撞坡面后沿坡面的反彈速度,即初始滾動速度(m/s);
Vi---危巖體碰撞坡面的入射速度(m/s);
日——巖塊切向回彈系數,由表27確定;
r----危巖體的半徑(m);
I.——危巖體在坡面的支撐點距離重心在坡面法線方向上的距離(m);
Smax---危巖體最大滾動距離(m)。
表4.3.8巖塊滾動摩擦系數
坡面特征滾動摩擦系數
光滑巖面、混凝土表面0.30-0.60
較軟巖、軟巖、極軟巖巖面,強風化堅硬巖、較硬巖巖面0.40-0.60
塊石堆積坡面0.55-0.70
密實碎石堆積坡面、硬土坡面、植被(灌木叢為主)發(fā)育0.55-0.85
密實碎石堆積坡面、硬土坡面、植被不發(fā)育或少量雜草0.50-0.75
松散碎石坡面、軟土坡面、植被(灌木叢為主)發(fā)育0.50-0.85
軟土坡面、植被不發(fā)育或少最雜草0.50-0.85
4.3.9危巖崩塌后的最大沖擊力應按下式計算:
國1?〃"JL5」(式439-1)
匕="+卻<式4.392)
式中:
Pm(Lx---危巖崩塌后的最大沖擊力(N);
E2——受沖擊體的彈性模量(N/m2);
〃2——受沖擊體的泊松比;
18
rl——危巖的半徑(m);
ml----危巖的質量(kg);
備——危巖法向回彈系數,由表4.3.8-1確定;
Vn----危巖碰撞坡面的法向入射速度(m/s);
VQ>----危巖脫離母巖后沿y軸的初速度(m/s);
g——重力加速度(m/s2);
t—危巖體墜落時間(s),由墜落初速度及具體地形按自由落體的公式
試算得出。
4310對可能快速落入河流、水庫引發(fā)涌浪災害的危巖,應進行涌浪計算,涌浪計
算應包括崩塌激起的初始浪高的計算及涌浪在河道中的傳播計算。
【條文說明】涌浪計算可以參照《重慶地質災害防治工程勘察規(guī)范》
DB50Tl43-2018附錄G的規(guī)定。
4.3.11危巖崩塌評價與預測可按陡崖、危巖和崩塌堆積體等進行,危巖的穩(wěn)定性評
價應符合下列規(guī)定:
1危巖穩(wěn)定性定性評價可根據危巖特征、母巖特征、危巖與母巖接觸特征及
己有變形破壞跡象,采用地質類比或結構面赤平投影等方法。
2陡崖穩(wěn)定性定性評價可根據陡崖形態(tài)、卸荷裂隙特征、結構面組合關系及
巖體完整性,采用地質類比或結構面赤平投影等方法;崩塌堆積體整體穩(wěn)定性定
性評價可根據崩塌堆積體特征和堆積床特征采用地質類比方法;但當崩塌堆積體
或陡崖部分地段參照本標準有關不穩(wěn)定斜坡.勘察的要求進行.勘察時,應按本標準
有關不穩(wěn)定斜坡評價與預測的要求對崩塌堆積體或陡崖相應地段進行評價與預測。
3崩塌堆積體中孤石穩(wěn)定性定性評價可根據孤石特征、周圍巖土體特征及孤
石與周圍巖土體接觸特征采用地質類比方法。
4危巖穩(wěn)定性評價應給出危巖在一般工況(即天然工況和暴雨工況)下的穩(wěn)
定系數和穩(wěn)定狀態(tài)、在校核工況(即地震工況)下的穩(wěn)定系數,判定危巖穩(wěn)定性
是否滿足要求。危巖穩(wěn)定性評價應考慮危巖內部因結構面切割形成的次級危巖穩(wěn)
19
定性的差異。懸挑危巖的穩(wěn)定性評價尚應考慮基座巖壁在危巖治理工程設計使用
年限內因極軟巖崩解造成的后退帶來的不利影響,基座巖壁后退距離可取極軟巖
崩解速率與危巖治理設計使用年限的乘積。
5危巖穩(wěn)定狀態(tài)應根據定性分析和危巖穩(wěn)定性計算結果綜合判定,以定性為
主、定量為輔。
6危巖穩(wěn)定計算是所采用的工況可分為天然工況、暴雨工況和地震工況。計
算中所采用的暴雨強度應是重現(xiàn)期為20年的暴雨強度。
7危巖穩(wěn)定性計算中各工況考慮的荷載組合應符合下列規(guī)定:
1)對天然工況和暴雨工況,考慮自重、裂隙水壓力;
2)對地震工況,考慮自重和地震力,對滑移式危巖和傾倒式危巖還考慮暴雨
時的裂隙水壓力。
8考慮降雨對危巖穩(wěn)定性的影響時,除應計算暴雨時裂隙水壓力外,還應分
析降雨引起的土體物質遷移所導致的上覆土體自重變化。
9危巖穩(wěn)定性計算剖面應通過危巖體重心。
危巖(危石)評價與預測應給出危巖(危石)崩塌途經區(qū)域和可能到達的范
圍,進行災情的分析與預測。
10在峽谷區(qū),崩塌體運動方向及影響距離預測應重視氣墊浮托效應和折射
回彈效應的可能性及由此造成的特殊運動特征與危害。
11崩塌體運動方向及影響距離預測應分析崩塌體可能到達并堆積的場地地
形、坡度、分布、高程、地層巖性與產狀及該場地的最大堆積容積,并分析在不
同堆積條件下,崩塌體越過堆積場地向下運移的可能性及最終堆積場地。
12崩塌體運動方向及影響距離預測應分析崩塌后可能引起的次生災害類型
(如滑坡、泥石流、涌浪,堰塞湖等)和規(guī)模,確定其成災范圍,進行災情的分析與
預測。
20
4.4運動軌跡分析
4.4.1根據歷史落石發(fā)生概況或現(xiàn)場落石試驗的運動特點、可能體量、塊度與形態(tài)、
可能啟動模式、主要運動方向及落石碰撞碎裂模式等資料,計算或模擬落石運動
軌跡,獲取沖擊動能和彈跳高度等參數,為被動防護網或引導式防護網設計提供
依據。該項工作宜由設計部門完成。落石計算分析方法見附錄B。
4.4.2鐵路隧道進出口、車站等重要設施宜進行三維落石運動軌跡數值模擬。依據
落石源分布特征、塊體方量、碰撞恢復系數、動摩擦角等,模擬落石在三維空間
運動軌跡,獲取沖擊動能、彈跳高度和堆積區(qū)分布等特點,為鐵路選線布置和引
導防護措施設計提供依據。該項工作宜由設計部門完成。
21
5清除工程
5.1一般規(guī)定
5.1.1清除工程設計、施工應遵循“一次根治,安全可靠、不留隱患”的原則。
5.1.2開展危巖清除設計前,應通過現(xiàn)場踏勘、測繪、空中攝影等方法,查清危巖
分布。設計應明確清除對象、范圍、建議采取的清除施工方法以及必要的臨時防
護措施。清除后的邊坡應進行穩(wěn)定性分析評估。
5.1.3根據危巖規(guī)模、特征、周邊環(huán)境、施工條件等,可采取人工清除、機械清除、
靜態(tài)碎裂清除或爆破清除等方法,也可采用多種方法組合使用。
5.1.4清除工程施工前,施工單位應進行現(xiàn)場核查,編寫專項施工、安全方案,包
括施工工法、施工安全防護措施、質量控制措施等,經評審后實施。當采取爆破
清除時應進行專項爆破設計,并按相關規(guī)定進行安全評估、評審和審批。臨近營
業(yè)線時,應當取得鐵路主管部門的批準,并符合相關規(guī)范規(guī)定的要求。
5.1.5在清除前或清除過程中,宜先建立完善的地表排水系統(tǒng)。
5.1.6清除過程中應進行危巖位移和針對重要保護對象振動監(jiān)測。
5.1.7清除施工前,當施工影響區(qū)范圍內有需要保護的建筑物時,根據地形地質條
件,應提前設置攔微、覆蓋等臨時防護措施,如預留隔墻、鋼軌防護欄柵、攔石
墻、被動防護網、開口式簾式網等。
5.1.8人力錘擊楔裂或靜態(tài)破碎清除過程中當需要限制危巖滾落時?,應對危巖采取
相應的臨時固定、支撐、限制滾落方向等措施。
5.2人力錘擊楔裂法
5.2.1浮石、獨石等體積較小的危巖宜采用人力錘擊楔裂法。
5.2.2鉆孔宜采用垂直孔,邊緣鉆孔與危巖邊界距離不宜超過0.3m,鉆孔結合形
態(tài)布置應使裂開后的巖塊適宜人工清理。
22
5.2.3施工腳手架及工作平臺,應加強與巖體連接,并符合相關規(guī)程規(guī)定。
5.3機械清除法
5.3.1對清方量大、環(huán)境敏感、有大型機械作業(yè)條件的危巖,宜采用機械清除法。
5.3.2開挖前施工單位應對機械作業(yè)的安仝性進行現(xiàn)場檢查、評估,當發(fā)現(xiàn)坡頂、
坡面存在危石、危巖裂隙等對施工安全有影響的不穩(wěn)定情況時,應提前妥善處理。
5.3.3機械清除應分級分臺階采取自上而下進行,嚴禁掏底開挖,機械作業(yè)平臺應
穩(wěn)固可靠。
5.3.4多臺階同時開挖,應驗算臨時邊坡的穩(wěn)定性,機械離巖體外邊緣應有足夠的
安全距離,以防塌方。
5.4靜態(tài)破碎法
5.4.1對于環(huán)境敏感、振動要求嚴格的危巖,宜采用靜態(tài)破碎法。
5.4.2當單塊危巖高度、厚度較大時,應分層分臺階進行破碎清除,分層清除時應
保持危巖體重心的穩(wěn)定,每層高度宜為1.5m?2.0m,利于人工撬動、二次破碎、
搬運。
5.4.3鉆孔宜從危巖體臨空面由外向內呈矩形或梅花形布置。
5.4.4鉆孔孔徑、孔距、孔深、抵抗線、用量等應符合產品說明書的要求,一般鉆
孔孔徑為36?42mm,邊緣鉆孔最小抵抗線宜為03m?0.5m,孔距和排距宜為
0.2m~0.4m。
5.4.5鉆孔角度不宜小于80。,宜采用垂直孔,各排鉆孔應平行。每層鉆孔孔底標
高宜設計在一個平面上,保證下一循環(huán)作業(yè)工作面呈平面。
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