SNS柔性防護(hù)系統(tǒng)在公路高路塹邊坡中的綜合應(yīng)用

李昌文

(甘肅遠(yuǎn)大路業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司,甘肅蘭州 730000)

SNS柔性防護(hù)系統(tǒng)在公路高路塹邊坡中的綜合應(yīng)用

李昌文

(甘肅遠(yuǎn)大路業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司,甘肅蘭州 730000)

SNS(Safety?Netting?System)柔性防護(hù)系統(tǒng)是以高強(qiáng)度柔性網(wǎng)(鋼絲繩網(wǎng)、環(huán)形網(wǎng)、高強(qiáng)度鋼絲格柵)作為主要構(gòu)成部分,并以覆蓋(主動(dòng)防護(hù))和攔截(被動(dòng)防護(hù))兩大基本類型來防治各類坡面崩塌落石、風(fēng)化剝落等地質(zhì)災(zāi)害的新型柔性防護(hù)系統(tǒng),通過防護(hù)能提高陡邊坡巖土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和抗變形剛度,增強(qiáng)邊坡的整體穩(wěn)定性。本文結(jié)合舟曲災(zāi)后重建舟峰一標(biāo)武都關(guān)大橋處巖石大面積坍塌處治工程中運(yùn)用的實(shí)踐,介紹SNS柔性防護(hù)系統(tǒng)的工作原理及特點(diǎn)、施工工藝流程和技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì),進(jìn)一步呈現(xiàn)在公路路塹高邊坡防護(hù)中柔性防護(hù)的重要作用。

SNS 柔性防護(hù) 高路塹邊坡 應(yīng)用

1 工程概況

舟曲特大暴洪泥石流災(zāi)后重建舟曲至峰迭新區(qū)二級(jí)公路沿線地形起伏較大，山高坡陡，加上甘肅南部地區(qū)潮濕多雨的天氣條件，滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害時(shí)有發(fā)生。其中k35+800～k36+400段，山體最高處185米m，坡度1：0.75～1：0.25，邊坡節(jié)理較發(fā)育，巖體破碎，局部有坍塌、危石及小滑坡段，該段落采用SNS柔性防護(hù)網(wǎng)防護(hù)技術(shù)，采取一網(wǎng)雙用，以主動(dòng)防護(hù)為主、被動(dòng)防護(hù)為輔雙結(jié)合方法，基本杜絕安全隱患，完全消除“滾石”、“落石”等現(xiàn)象，確保了施工時(shí)及通車后公路行人以及車輛安全。

2 SNS柔性防護(hù)系統(tǒng)的工作原理及特點(diǎn)

(1)SNS主動(dòng)柔性防護(hù)系統(tǒng)。SNS主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)主要由錨桿、支撐繩、格柵網(wǎng)、鋼繩網(wǎng)組成，工作原理類似于噴錨支護(hù)、土釘墻等面層護(hù)坡體系，將鋼絲繩網(wǎng)和高強(qiáng)度鋼絲格柵為主的柔性材料覆蓋或包裹在需防護(hù)的斜坡或危石上，通過固定在錨桿或支撐繩，施以一定的預(yù)緊力使鋼絲繩網(wǎng)對(duì)整個(gè)邊坡形成連續(xù)支撐，限制坡面巖土體的風(fēng)化剝落或破壞以及危巖崩塌，將落石裹縛于原位附近或控制在一定范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)主動(dòng)防護(hù)的目的。其柔性特征使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)將局部集中荷載向四周均勻傳遞以充分發(fā)揮整體的防護(hù)能力，即局部受載，整體作用，從而使網(wǎng)絡(luò)能承受較大的荷載并降低對(duì)單根錨桿錨固力的要求。

(2)SNS被動(dòng)柔性防護(hù)系統(tǒng)。被動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)是一種能攔截和堆存落石的柔性攔石網(wǎng)，由鋼絲繩網(wǎng)(和鐵絲格柵)、固定系統(tǒng)(由拉錨、基座、支撐繩組成)、減壓環(huán)、鋼柱4個(gè)主要部分組成。作用原理是通過鋼柱和鋼絲繩網(wǎng)連接組合構(gòu)成一個(gè)整體，對(duì)所防護(hù)的區(qū)域形成面防護(hù)，從而阻止崩塌巖石土體的下墜，起到邊坡防護(hù)作用。適用于山體破碎且有緩沖地帶的公路路塹高邊坡，把巖崩、飛石、雪崩、泥石流攔截在安全范圍之外，避開災(zāi)害對(duì)公路設(shè)施的毀壞，提高公路通車安全性。其顯著特點(diǎn)是系統(tǒng)的柔性和強(qiáng)度足以吸收和分散所承受的落石沖擊動(dòng)能并使系統(tǒng)受到的損傷趨于最小，改變傳統(tǒng)的剛性結(jié)構(gòu)為高強(qiáng)度柔性結(jié)構(gòu)，能在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)彈性范圍內(nèi)安全的吸收落石的沖擊動(dòng)能并將其轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)的變形能而加以消散，與落石在防護(hù)網(wǎng)上的沖擊點(diǎn)位基本無關(guān)。

3 SNS柔性防護(hù)施工工藝流程

(1)SNS主動(dòng)防護(hù)施工。坡面清理→搭設(shè)坡面腳手架→錨孔定位→鉆鑿錨孔→錨桿安裝與注漿→鋪掛格柵網(wǎng)→錨桿漿體養(yǎng)護(hù)→支撐繩安裝與張拉→鋼繩網(wǎng)鋪掛與縫合

(2)SNS被動(dòng)防護(hù)施工。錨桿及基座定位→基坑開挖與混凝土灌注→錨桿造孔與安裝注漿→鋼柱、拉錨繩安裝與調(diào)試→支撐繩、減壓環(huán)安裝與調(diào)試→鋼繩網(wǎng)的鋪掛與縫合→格柵網(wǎng)的鋪掛。

4 SNS柔性防護(hù)工程的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)

(1)SNS柔性防護(hù)系統(tǒng)充分利用了鋼絲繩等柔性材料的易鋪展性和高防沖擊能力，達(dá)到局部受力整體承載，避免了局部集中受力而發(fā)生的破壞，發(fā)生破壞時(shí)，也一般僅需要更換或修復(fù)少量部件，具有較好的經(jīng)濟(jì)性。而圬工坡面防護(hù)在發(fā)生位移等結(jié)構(gòu)性破壞時(shí)，往往維修成本很高。

(2)SNS柔性防護(hù)技術(shù)與預(yù)應(yīng)力長(zhǎng)錨桿、錨索等加固技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用，對(duì)各類人工和非人工高陡邊坡的加固作用顯著，對(duì)破碎坡體淺表層防護(hù)效果良好。而圬工護(hù)面結(jié)構(gòu)與坡面的粘結(jié)強(qiáng)度難以保證，即使完工初期防護(hù)體與坡面能實(shí)現(xiàn)良好的粘結(jié)，但隨著水的滲入和分離作用，護(hù)面層最終可能成為與坡面分離的“覆蓋殼”，從而可能因局部荷載或位移而破壞，逐漸削弱或喪失防護(hù)功能。

(3)SNS柔性網(wǎng)為高強(qiáng)度輕型化鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，便于材料的場(chǎng)內(nèi)搬運(yùn)，利用鋼絲繩等高強(qiáng)金屬材料質(zhì)輕？和易加工的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)部件的輕型化、部件生產(chǎn)的工廠化，除小量的以錨桿安裝為主體的基礎(chǔ)施工外，主要為積木式安裝，簡(jiǎn)單的機(jī)具、較短的工期和很少的勞動(dòng)力即可實(shí)現(xiàn)施工安裝和維護(hù)，從而解決復(fù)雜地形條件下傳統(tǒng)防護(hù)措施施工困難、進(jìn)展緩慢的難題。而圬工防護(hù)工程對(duì)場(chǎng)地要求較高、耗費(fèi)大量勞動(dòng)力、復(fù)雜地形下施工困難、施工周期長(zhǎng)、工程造價(jià)也相對(duì)較高。

(4)SNS柔性防護(hù)系統(tǒng)對(duì)坡面形態(tài)無特殊要求，不破壞或改變?cè)械牡孛残螒B(tài)，利用整個(gè)系統(tǒng)的柔性和施工布置的靈活性來最大限度地適應(yīng)各種復(fù)雜的地形地貌環(huán)境，能廣泛用于非開挖自然邊坡和人工邊坡， 無需大規(guī)模開挖和大量材料轉(zhuǎn)運(yùn)，避免或盡可能降低因開挖所造成的環(huán)境破壞和對(duì)邊坡穩(wěn)定性的危害，可遠(yuǎn)離人群施工，對(duì)臨近公路的正常運(yùn)營、其他施工作業(yè)和過往行人、車輛的干擾極小，可以同步或超前于土石方主體開挖工程的施工，能實(shí)現(xiàn)逆作法施工或平行作業(yè)。而圬工防護(hù)工程對(duì)坡面形態(tài)要求較高、開挖時(shí)容易造成環(huán)境破壞或影響邊坡穩(wěn)定、與其他工程作業(yè)干擾較大、只能按順序施工、防護(hù)范圍也有限。

(5)SNS柔性防護(hù)系統(tǒng)由于系統(tǒng)的開放性，地下水可以自由排泄，避免了由于地下水壓力的升高而引起的邊坡失穩(wěn)問題。而圬工防護(hù)工程在隔離地表水下滲方面有一定缺陷，地表水完全可以從未封閉的臨近區(qū)域以地下水的形式進(jìn)人封閉防護(hù)區(qū)域，而且由于地下水的原始自然排泄通道被封隔破壞，一旦封閉結(jié)構(gòu)中預(yù)設(shè)的排水孔存在施工質(zhì)量問題或被地下水?dāng)y帶物所堵塞，將導(dǎo)致坡體內(nèi)地下水壓力增高從而惡化邊坡穩(wěn)定性或?qū)е路忾]式護(hù)坡結(jié)構(gòu)的破壞。

(6)SNS柔性防護(hù)系統(tǒng)其開放特征給隨后實(shí)施人工坡面綠化保留了必要的條件，綠色植物能夠在其開放的空間上自由生長(zhǎng)，可以實(shí)現(xiàn)該技術(shù)與厚層基材(TBS)植被護(hù)坡、液力噴播等邊坡綠化技術(shù)完美結(jié)合，植物根系的固土作用與坡面SNS主動(dòng)柔性防護(hù)網(wǎng)在路塹高邊坡防護(hù)中的應(yīng)用防護(hù)系統(tǒng)結(jié)為一體，從而抑制坡面破壞和水土流失，反過來又保護(hù)了地貌和坡面植被，實(shí)現(xiàn)最佳的邊坡防護(hù)和環(huán)境保護(hù)的目的。而圬工防護(hù)體系要實(shí)現(xiàn)坡面植被功能相對(duì)困難很多。

5 結(jié)語

在公路路塹坡面防護(hù)處理方面，長(zhǎng)期以來工程技術(shù)人員積累了大量經(jīng)驗(yàn)。然而，由于坡面損害本身的復(fù)雜性、隨機(jī)性和多發(fā)性以及地形條件的限制，以剛性圬工結(jié)構(gòu)為主的傳統(tǒng)措施還不足以經(jīng)濟(jì)并有效地解決各種復(fù)雜的坡面損害問題，SNS柔性防護(hù)技術(shù)正在悄悄地引導(dǎo)著邊坡防護(hù)技術(shù)的革新和轉(zhuǎn)變，作為一種簡(jiǎn)單易行、技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、環(huán)保效果好、經(jīng)濟(jì)合理的坡面防治新技術(shù)，SNS柔性防護(hù)技術(shù)勢(shì)必會(huì)得到越來越廣泛的應(yīng)用。

[1]鐵道部標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量研究所tb/t3089—2004,鐵路沿線斜坡柔性安全防護(hù)網(wǎng),2004.

[2]李念.SNS邊坡柔性安全防護(hù)系統(tǒng)工程應(yīng)用.成都：西南交通大學(xué)出版社,2002.10.

[3]田俠,張利.建設(shè)項(xiàng)目水土保持邊坡防護(hù)常用技術(shù)與實(shí)踐.北京：中國水利水電出版社,2010.4.