高铁重庆段危岩体稳定性评估及防护技术研究

摘要：本文通过对郑万铁路重庆段危岩体的详细评估与研究，结合地质勘察、风险评估与防护技术，探索了如何在复杂的地质条件下有效提升铁路工程的安全性和稳定性，基于系统的指标体系法评估，结合多种防护措施的实施，可以在保证工程安全的前提下最大限度地降低潜在地质灾害风险。本项目不仅为郑万铁路重庆段的建设和运营提供了切实可行的技术支持，也为类似高风险地段的铁路建设提供了宝贵的经验和参考。

关键词：危岩体；稳定性；评估；防护

前言：随着我国高铁建设的快速发展，尤其是在复杂的地质环境中，铁路建设和运营面临着诸多挑战。危岩体的崩塌、滑坡等地质灾害现象，长期以来对铁路建设和运营带来较大威胁，特别是在山区、峡谷地带等地形起伏较大的区域，这些灾害会直接影响到铁路线路的稳定性，造成安全隐患。近年来，随着铁路工程建设的深入，如何对危岩体进行有效的识别、评估和防护，成为了保障高铁线路安全的关键问题。

1 项目概述

郑万铁路重庆段作为连接郑州与重庆的重要铁路枢纽，承担着连接豫、鄂、渝三省市的重要交通任务。该铁路线路全长181.754公里，其中重庆段的地质环境尤为复杂，穿越了多个山脉和高低起伏的地形，尤其是巫山、奉节等区域，危岩体的分布较为广泛，存在较大的地质灾害风险。郑万铁路重庆段经过的区域，地形起伏大、地质结构复杂，尤其是穿越大巴山、秦巴山区等地区，许多危岩体的稳定性问题直接影响到铁路建设的安全性和长期运营的稳定性。

2 本项目危岩体特性

2.1 危岩体的地质构造特性

郑万铁路重庆段沿线的危岩体大多位于山脉和丘陵地带，地质构造复杂，主要由侏罗系、三叠系等岩层构成。这些岩层多为碎屑岩、砂岩、泥岩等组成，并且受构造运动的影响，岩层节理发育明显。在部分区域，岩体的层面和节理面倾向与坡面方向相一致，形成了较为松散和脆弱的结构，区域内的地震活动和地下水的渗透作用也加剧了岩体的风化过程，特别是在风化带和裂隙发育的地区，岩体更加易于剥离和崩塌。

2.2 危岩体的风化特性

郑万铁路重庆段的部分危岩体因长期的风化作用，其岩体的强度和稳定性已大大降低，区域内的气候条件复杂，频繁的降水和温差变化促使岩石发生风化，特别是在较高海拔和陡峭的山坡区域，风化作用更为显著。风化岩体的典型特点是硬度下降，结构变得更加松散，尤其是在砂岩、泥岩等脆弱岩层中，风化带的形成使得岩层的原始强度大幅减弱，岩石易于分裂、剥离。这些风化岩体不仅会导致岩体本身的稳定性差，还会在暴雨或地震等条件下进一步加速其崩塌的进程。

2.3 危岩体的水文地质特性

郑万铁路重庆段的危岩体大部分位于地下水发育区，地下水的渗透作用对岩体的稳定性起到了重要影响。地下水主要通过基岩的裂隙系统渗透，水流的存在不仅导致岩体内部的风化加剧，还会增加岩体的重量，进而提升岩体发生崩塌的风险。在水文地质条件较差的区域，尤其是在积水较为集中的地方，水的积聚和渗透往往会使岩层出现膨胀、软化等现象，进一步影响岩体的稳定性。特别是当岩体中存在较多的结构面或裂隙时，地下水的渗透作用可能导致裂隙扩展，岩层进一步破裂。

3 高铁重庆段危岩体稳定性评估与防护技术

3.1 地质勘察与危岩体识别

根据所提供的地质资料，考虑该段线路穿越的低山地貌，坡高约150米，坡度20°-30°，局部较陡。特别是在DK803+143小周隧道出口和DK798+435永利隧道进口等重要路段，应重点调查基岩裸露区域的岩石稳定性，以及可能影响铁路运营的孤石和危岩体，危岩体的位置、体积、结构特性和与铁路轨道的距离将成为评估的基础数据，对于主要的危岩体群，如1#、2#和3#危岩体群，需对其结构面、节理裂隙的发育情况及可能导致崩塌的风险因素进行系统分析。勘查还应重点分析水文地质条件，包括地下水的渗透作用与表层水的冲刷作用，这些因素直接影响危岩体的稳定性。针对风化严重的砂岩和裂隙发育的岩层，应制定详细的监测和评估方案，确保能够及时发现潜在的稳定性隐患。评估流程如图1所示。

3.2 风险评估与稳定性分析

根据现场勘察和已有地质数据，使用指标体系法对危岩体进行稳定性评估，重点考虑以下几个方面的风险因素：地形坡度、岩体的节理裂隙、岩石的风化程度、地下水的渗透及水文地质条件、地震烈度、降雨作用等。这些因素将在评分系统中量化，评估出各危岩体发生崩塌或滑坡的概率。风险评估过程中，首先对坡度较大且岩体风化严重的区域进行重点分析。对于1#危岩体群，评估时需特别考虑其底部悬空以及局部地震或雨水冲刷作用下的风险；而2#和3#危岩体群的结构面和裂隙发育情况也需要重点监测，存在的裂隙可能成为岩体失稳的诱因。此外，还需要根据地下水的渗透和季节性降雨的影响，评估这些水文因素对危岩体的潜在影响，某些危岩体的崩塌风险可能为偶然发生（3级），而其他较严重的危岩体可能属于较可能发生（4级），风险等级将被划分为低、中、高三个等级，从而为后续的防护措施提供科学依据。具体风险等级划分标准如表1所示。

3.3 评估结果

本项目的风险评估结果如表2所示。

根据评估结果，综合各个因素的权重和评估分值，得出危岩体崩塌落石的风险等级。地形坡度（X11）、危岩体高度（X21）、地质结构调查（X34）、底部顺倾结构面（X35）和危岩体侧界（X39）等关键指标的评分较高，分别为4.10、2.40、5.10、5.85和4.99，这表明这些因素对崩塌风险的影响较大。尤其是危岩体的结构面发育情况和岩体的稳定性，是影响其发生崩塌的主要因素。而其他如植被情况（X13）、底部悬空（X36）和根劈作用（X313）等指标的评估分值较低，表明这些因素对风险的贡献较小，设计方案的适宜性（X41）和工程措施的针对性（X42）也得到了较低的评分，表明目前的工程措施和设计方案对于减轻风险的作用较为有限。综合评估结果表明，整体风险处于中度水平，存在偶然发生的可能。

3.4 防护与整治措施

根据评估结果，制定科学的防护和整治措施。对于中度风险等级的危岩体，首先考虑在不影响铁路正常运营的情况下进行支护和加固。对于1#、2#危岩体群，建议采取嵌补、支顶等加固措施，确保岩体稳定，对于已解小的岩石块，应进行彻底清除并进行填埋处理，避免再次发生滚石或崩塌现象。具体整治规划如图2所示。

对于特定危险区域，如存在大面积悬空岩体的地方，应安装被动防护网或主动防护网，延长至可能影响的区域，确保岩石滚落不会对铁路设施造成威胁。隧道洞口附近的坡面，特别是水流可能冲刷的区域，应设置排水沟以减轻水流对危岩体的冲刷力。所有工程措施应考虑到施工的可行性、经济性以及对环境的最小影响，确保防护效果的持久性与可靠性。为了持续监测危岩体的稳定性，建议建立长期的地质灾害监测系统，对所有危岩体进行定期检查。包括对已实施防护措施的区域进行专项检测，及时发现潜在的安全隐患，采取必要的维护和加固措施，保障铁路线路的长期安全运行。

结语：在复杂地质环境下，针对危岩体稳定性问题的有效评估和防护技术对于铁路工程的长期安全性至关重要。郑万铁路重庆段所面临的地质特征，包括陡峭的坡度、风化严重的砂岩和活跃的水文地质条件，都为工程建设和运营带来了不容忽视的挑战，通过科学的评估方法、合理的防护措施及持续的监测，能够显著降低这些地质灾害的潜在风险，并确保项目的顺利推进与铁路线路的安全运行，在类似复杂地质条件下，基于本研究的经验和技术措施，将进一步提高铁路建设中的地质灾害防控能力，推动铁路工程的可持续发展。

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