SNS柔性防護(hù)系統(tǒng)在電站廠房高邊坡中的應(yīng)用

魏彥軍++于美明++崔永建

摘 要：SNS柔性防護(hù)網(wǎng)是利用高強(qiáng)度鋼絲繩柔性防護(hù)網(wǎng)來(lái)防治坡面地質(zhì)災(zāi)害的安全防護(hù)系統(tǒng)，以加強(qiáng)高陡邊坡巖土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和抗變形能力，提高整體穩(wěn)定性。文章結(jié)合萬(wàn)家口子水電站工程廠房上部高邊坡防治中對(duì)SNS柔性防護(hù)系統(tǒng)的成功運(yùn)用，介紹該防護(hù)系統(tǒng)的性能特征、設(shè)計(jì)選型、工程實(shí)施及后期維護(hù)等，以供工程技術(shù)人員在進(jìn)行高邊坡地質(zhì)災(zāi)害防治工程中參考。

關(guān)鍵詞：SNS柔性防護(hù)系統(tǒng)；高邊坡；地質(zhì)災(zāi)害防治

中圖分類號(hào)：P642.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）27-0145-02

引言

水電站廠房高邊坡防護(hù)問(wèn)題一直是困擾設(shè)計(jì)及施工的難題。通過(guò)不斷探索和實(shí)踐，針對(duì)邊坡地質(zhì)災(zāi)害的防治，形成了主要以護(hù)、頂、錨噴、攔截為主，輔以排水、土石體改良、植被綠化等的工程防治工藝，其中SNS防護(hù)技術(shù)在邊坡地質(zhì)災(zāi)害治理領(lǐng)域脫穎而出。本文通過(guò)工程應(yīng)用實(shí)例，來(lái)說(shuō)明SNS柔性防護(hù)系統(tǒng)在電站廠房高邊坡地質(zhì)災(zāi)害防治中的成功應(yīng)用，以便工程技術(shù)人員在后續(xù)工程中更好的應(yīng)用SNS技術(shù)。

1 工程概況

1.1 工程概況

云南省萬(wàn)家口子水電站工程位于云南與貴州交匯地界，是北盤江干流的第四個(gè)梯級(jí)電站。本工程以發(fā)電為主，水庫(kù)總庫(kù)容2.793×108m3，屬二等工程。

1.2 地質(zhì)條件

電站廠房位于河道右岸高山斜坡地帶，表部有5.6～11.6m厚半膠結(jié)狀態(tài)卵石層，其下基巖為泥盆系宰格群強(qiáng)風(fēng)化～弱風(fēng)化白云巖，強(qiáng)風(fēng)化層厚7～16.8m。

廠房開(kāi)挖時(shí)，其后側(cè)半膠結(jié)狀卵石層厚約11.5m，強(qiáng)風(fēng)化層厚11.3m。邊坡傾向302°06′38″。巖層層面與節(jié)理②傾向邊坡為逆向坡層面及節(jié)理面；僅節(jié)理①為順坡向節(jié)理，但其不發(fā)育，且延伸短。三組面域交線僅節(jié)理①與巖層面交線為順坡向，但因節(jié)理①不發(fā)育，不控制邊坡總體穩(wěn)定性，僅局部受節(jié)理切割可能出現(xiàn)掉塊現(xiàn)象。

1.3 高邊坡防護(hù)

萬(wàn)家口子電站廠房地處“V”形河谷右岸，為節(jié)省投資，中間坡比1：0.2、1：0.3，馬道寬2m，上部坡比1：0.5。

B型支護(hù)：錨桿？覫28@3000×3000梅花型布置，長(zhǎng)度4.5m，伸入基巖4.4m，外露0.10m；鋼筋網(wǎng)？覫8@200×200；噴C20砼，厚度0.12m；鎖扣錨桿根據(jù)實(shí)際情況確定。

C型支護(hù)：錨桿？覫28@2000×2000梅花型布置，長(zhǎng)度9.0m，伸入基巖8.9m，外露0.10m；鋼筋網(wǎng)？覫8@200×200；噴C20砼，厚度0.12m。開(kāi)挖遇巖石順坡向節(jié)理時(shí)，采用3Φ28@3000×3000（L=6m）與Φ28@3000×3000（L=9m）間接梅花型布置。

排水孔：間距3000×3000梅花型布置，PVC管直徑50mm，孔深1m，仰角10°。

經(jīng)技術(shù)方案研究，分部位采取B、C兩種支護(hù)+排水孔的綜合支護(hù)方式。斜坡段支護(hù)及馬道水平支護(hù)采用C型支護(hù)，馬道垂直支護(hù)采用B型支護(hù)，并在斜坡段布設(shè)排水孔，馬道內(nèi)側(cè)設(shè)置排水溝。

支護(hù)完成后，經(jīng)變形監(jiān)測(cè)，廠房開(kāi)挖邊坡位移、變形小，整體穩(wěn)定。但經(jīng)開(kāi)挖后，開(kāi)挖邊坡上部巖塊有所松動(dòng)，在雨淋、暴曬、風(fēng)化、自重等作用下，施工期存在掉塊現(xiàn)象，直接威脅施工安全，并為后期運(yùn)行管理埋下隱患。

2 SNS防護(hù)系統(tǒng)

針對(duì)電站廠房高邊坡情況，SNS柔性防護(hù)系統(tǒng)有其獨(dú)特功能和優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)在以下方面：（1）環(huán)保、美觀，不破壞原有地形、地貌、植被和其生長(zhǎng)條件，與周邊環(huán)境無(wú)明顯反差。（2）對(duì)自然邊坡凹凸不平的地形具有極強(qiáng)的靈活適應(yīng)性。（3）施工有極高的可實(shí)施性，簡(jiǎn)單、輕便、安裝快捷。（4）壽命期較長(zhǎng)，無(wú)需經(jīng)常性維護(hù)，且維護(hù)簡(jiǎn)單。

2.1 設(shè)計(jì)選型

該電站廠房邊坡為巖質(zhì)邊坡，本次設(shè)計(jì)采用主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)和被動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)相結(jié)合。分別選用GAR2型和RXI-075型。

2.2 主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)的實(shí)施

2.2.1 清坡。清除坡面上的浮土或浮石。

2.2.2 放線。放線確定孔位，盡可能在天然低凹處；在非低凹處，鑿一深度大于錨桿外露環(huán)套長(zhǎng)度的凹坑（槽），并能將其容納在內(nèi)。

2.2.3 安裝錨桿。錨桿鉆孔、清孔，孔深應(yīng)大于錨桿設(shè)計(jì)長(zhǎng)度50mm～100mm，孔徑≥φ42，錨桿應(yīng)盡可能垂直于坡面。水泥砂漿強(qiáng)度等級(jí)不低于M20。

2.2.4 安裝鋼柱、拉錨繩。拉錨繩、鋼柱可同時(shí)安裝，安好后通過(guò)張拉錨繩段長(zhǎng)度，調(diào)整鋼柱到設(shè)計(jì)傾角。

2.2.5 支撐繩安裝、調(diào)試。縱向、橫向支撐繩張拉緊后，兩端分別以4個(gè)繩卡與錨桿外露環(huán)套緊固。在張拉的同時(shí)，對(duì)有明顯傾斜的鋼柱進(jìn)行調(diào)整復(fù)位，以免二次調(diào)試鋼柱。

2.2.6 柔性網(wǎng)的敷設(shè)、縫合。由上而下敷設(shè)絞索網(wǎng)，每張絞索網(wǎng)可用一根33m的縫合繩與周邊支撐繩縫合，并進(jìn)行預(yù)張拉，縫合繩兩端分別以2個(gè)繩卡與網(wǎng)繩緊固，且縫合繩不直接與錨桿連接。

2.3 被動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)的實(shí)施

2.3.1 錨桿測(cè)量與定位

（1）系統(tǒng)走向應(yīng)盡可能水平，避開(kāi)較大的地形起伏，必要時(shí)進(jìn)行平整處理。（2）柱間距標(biāo)準(zhǔn)值為10m，可在8m～12m范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整。（3）鋼絲繩錨桿的位置由其與相鄰基座間的水平距離確定，除上拉錨桿外的所有錨桿均不得位于上坡側(cè)。

2.3.2 基坑與基座

（1）基坑內(nèi)預(yù)埋錨桿并澆筑標(biāo)號(hào)不低于C20的基礎(chǔ)砼或

灌注標(biāo)號(hào)不低于M20的水泥砂漿。（2）基座嵌入地腳螺栓后，擰緊螺母。

2.3.3 安裝拉錨繩、鋼柱

（1）順坡向上放置鋼柱，并使其底部位于基座附近。（2）在鋼柱頂端掛座上掛好上拉錨繩的掛環(huán)，拉錨繩的另一端與對(duì)應(yīng)的上拉錨桿環(huán)套連接，并以繩卡暫時(shí)固定。（3）安裝下拉錨繩、中間加固繩以及端部側(cè)拉錨繩，可在鋼柱安裝后進(jìn)行，亦可同上拉錨繩一并安裝。（4）緩慢抬起鋼柱使其與基座對(duì)準(zhǔn)，插入后連接螺桿并擰緊。（5）收放上拉錨繩調(diào)整鋼柱方位并滿足設(shè)計(jì)要求后，用繩卡將拉錨繩與鋼絲繩錨桿緊固。endprint

2.3.4 安裝上支撐繩

（1）在端柱底部將第1根上支撐繩的掛環(huán)端暫時(shí)固定，沿系統(tǒng)走向調(diào)直支撐繩并置于基座下側(cè)，將減壓環(huán)調(diào)節(jié)就位。（2）在端柱頂部掛座上掛好第1根支撐繩掛環(huán)；將后續(xù)支撐繩置于鋼柱掛座內(nèi)側(cè)，直至最后1根鋼柱的支撐繩向下繞至該柱底掛座上，用繩卡暫時(shí)鎖定。（3）依次調(diào)整減壓環(huán)，當(dāng)全部減壓環(huán)就位準(zhǔn)確后，張緊支撐繩，緊固繩卡。（4）由最后1根鋼柱的第1根支撐繩向第1根鋼柱按相同方法反向安裝第2根支撐繩。（5）在距減壓環(huán)約400mm處用一個(gè)繩卡將2根上支撐繩相互并結(jié)。

2.3.5 安裝下支撐繩

在環(huán)形網(wǎng)掛至上支撐繩后，安裝下支撐繩，其法與安裝上支撐繩相似。

2.3.6 安裝、縫合環(huán)形網(wǎng)

（1）用1根起吊繩穿越環(huán)形網(wǎng)上緣第2排網(wǎng)孔，一端固定于臨近柱頂端，另一端穿過(guò)固定在上支撐繩的起吊滑輪組，使其尾端垂至地面附近。（2）拉動(dòng)起吊繩尾部直至環(huán)形網(wǎng)上緣升到與上支撐繩齊平，用繩卡將網(wǎng)與上支撐繩暫時(shí)松連，同時(shí)用1根繩子穿過(guò)網(wǎng)底排孔并固定于基座上，使網(wǎng)片底緣接近鋼柱，以便于安裝下支撐繩，待下支撐繩安好后抽出該繩。（3）重復(fù)以上操作直至全部網(wǎng)片暫掛于上支撐繩，并側(cè)移網(wǎng)塊到正確位置，之后安裝下支撐繩。（4）由系統(tǒng)一端始，將縫合繩中點(diǎn)固定于每張網(wǎng)的上緣支撐繩中心，從中心開(kāi)始分兩股各一半縫合繩向兩側(cè)逐步將網(wǎng)與兩條支撐繩纏于一起。對(duì)面向鋼柱側(cè)繩段，直至將兩條支撐繩用繩卡并結(jié)到一起后，用縫合繩將不帶減壓環(huán)的1根支撐繩與網(wǎng)纏于一起，至柱頂掛座后，使縫合繩在掛座前側(cè)穿越，轉(zhuǎn)向下繼續(xù)將支撐繩與網(wǎng)縫合，直至網(wǎng)片側(cè)邊最下一個(gè)網(wǎng)孔后，回轉(zhuǎn)繩端合并，用2個(gè)繩卡鎖緊；對(duì)面向相鄰網(wǎng)片側(cè)繩段，至相鄰網(wǎng)片時(shí)，用縫合繩轉(zhuǎn)向下與相鄰網(wǎng)邊緣縫合，直至網(wǎng)片側(cè)邊最下一個(gè)網(wǎng)孔后，回轉(zhuǎn)繩端合并，用3個(gè)繩卡鎖緊。（5）攔石網(wǎng)的部分中柱因支撐繩分段設(shè)置而使其平行于單支撐繩段時(shí)，在縫完后用繩卡先在柱頂處將支撐繩定位，后松開(kāi)該繩尾端原固定繩卡，使該繩順柱交叉穿越網(wǎng)孔到基座掛座，再用繩卡重新鎖緊，方可拆下柱頂定位繩卡。（6）采用下支撐繩直接穿過(guò)網(wǎng)片底排網(wǎng)孔，其間不再進(jìn)行縫合。

2.3.7 安裝格柵

（1）格柵應(yīng)鋪設(shè)于環(huán)形網(wǎng)內(nèi)側(cè)，疊合環(huán)形網(wǎng)上沿并折至網(wǎng)外側(cè)寬度≥150mm，再以扎絲扎固于網(wǎng)上。（2）格柵底部應(yīng)沿斜坡向上鋪設(shè)500mm以上，地面與下支撐繩間不得留有間隙。（3）每張格柵間疊合應(yīng)>100mm。（4）利用扎絲將格柵扎固在網(wǎng)上，每平方米不得少于4處。

3 系統(tǒng)維護(hù)

對(duì)廠房上部邊坡防護(hù)系統(tǒng)應(yīng)定期進(jìn)行巡視、檢查，當(dāng)系統(tǒng)遭受松石、落石沖擊而發(fā)生變形后，系統(tǒng)的防護(hù)能力有可能減弱，應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)木S護(hù)，其工作內(nèi)容與上述實(shí)施過(guò)程類似，不再贅述。

4 結(jié)束語(yǔ)

本工程實(shí)現(xiàn)了高邊坡傳統(tǒng)支護(hù)與SNS柔性防護(hù)相結(jié)合的支防體系，為新材料、新技術(shù)的推廣應(yīng)用提供了思路和技術(shù)支撐，將其應(yīng)用于水電站高邊坡防護(hù)工程中，是對(duì)新技術(shù)、新工藝在工程不同領(lǐng)域的資源公享。

參考文獻(xiàn)：

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