柔性防護系統在高速公路邊坡防護中的應用

李 超

陜西省高速公路建設集團公司西延分公司，陜西西安 710016

隨著社會經濟的不斷發展，高速公路建設事業有了很大發展。近年來，高速公路工程數量與建設規模都有了較大提升，人們對高速公路的安全性和可靠性也提出了更高的要求。在高速公路運營過程中，由于各處水文、地質等條件存在較大差異，給高速公路的養護工作帶來困擾，而柔性防護系統以高強度柔性網為主要組成，可避免邊坡損毀，出現崩塌落石、風化剝落、雪崩、爆破飛石等危害，目前在高速公路的邊坡養護施工中得到廣泛應用，極大的確保了高速公路運營過程中的安全性、可靠性。

1 柔性防護系統的工作原理、分類及穩定性分析

1.1 柔性防護系統的工作原理

SNS主動柔性防護系統在工作原理上與噴錨和土釘墻等面層護坡體系具有一定的相似之處，然而，由于柔性防護系統具有柔性特點，能夠將施加在系統上的荷載均勻傳遞到四周，實現整個系統防護能力的充分發揮，在這種情況下，柔性防護系統的荷載能力得到了有效提升，并且對單根錨桿的錨固力要求有了一定程度上的降低。同時，開放性是SNS柔性防護系統的特性之一，因此，這一系統能夠實現地下水的自由排放，防止地下水壓升高，導致邊坡出現失穩現象。除此之外，柔性防護系統對坡面的形態特征也沒有特殊要求，對于坡面原本的地貌形態和植被生產條件不會造成破壞，不僅使得邊坡系統生態性得到了維護，而且有利于后續人工坡面綠化工作的順利開展，實現綠色植物的開放生長，充分發揮植物根系對土壤的固定作用，將植物固土與邊坡防護系統有機結合起來，大大減少了坡面的破壞和水土流失。

1.2 柔性防護系統的分類

按照使用功能的不同，SNS柔性防護系統可以分為兩種類型：主動防護和被動防護。主動防護就是在路基邊坡坡面上覆蓋、包裹柔性防護網，對坡面的松散、崩塌、巖石滑落、土體變形等現象進行一定的約束，或者將巖石滑落控制在一定范圍內，防止巖石滑落到高速公路上，威脅行車安全。主動防護在陡崖、懸崖、陡坡等坡面防護應用較為普遍。被動防護則是將鋼絲繩網和菱形格網組成復合防護網設立在斜坡上，形成柵欄的形式，從而對滑落的巖石進行攔截，因此確保高速公路運行的安全性與可靠性。

1.3 柔性防護系統的穩定性分析

柔性防護系統主要用于以下地質災害多發區的加固與防護，如坡面崩塌、危巖、落石、風化剝落塌落地區等。使用系統錨桿進行對邊坡進行固定是柔性防護系統的主要特點。根據柔性網的不同，在對柔性網進行預張拉時，可以采用支撐繩、縫合張拉或預應力錨桿等多種形式，以此實現對整個邊坡的連續支撐。柔性網的預張拉系統必須盡可能與邊坡坡面貼近，以此實現對局部巖體的抑制作用，或者形成對局部巖體破壞后的束縛預應力，從而對邊坡進行主動加固。

2 柔性防護系統在高速公路邊坡防護中的應用

2.1 柔性防護系統的應用范圍

SNS柔性防護系統主要在山區高速公路路塹邊坡的防護中應用較多，特別是溝壑縱橫相對高差較大或坡度較大的路塹。一般來說，這類路塹邊坡大多由巖石（同種或不同種）組成，坡面的整體性狀況較差，甚至存在巖體松動、破壞和坍塌的可能，在這種情況下，防護墻只能在部分穩定性較強的區域使用，其他區域則需要用到SNS柔性網防護系統，以此實現對這類路塹邊坡的大面積防護，對落石和落物進行攔截，避免高速公路運行的安全隱患。

2.2 柔性防護技術的施工特點

在高速公路建設過程中，柔性防護系統屬于現階段最為先進的邊坡防護施工技術，它在對高速公路邊坡巖石進行攔截時，使用的是柔性防護網，這樣可以有效防止巖石滑落帶來的破壞作用。與傳統邊坡防護施工方法不同，柔性防護系統剛性較強，并且施工工藝簡單、成本投入也比較低。同時，柔性防護系統的主要構件都具備優良的質量，能夠實現柔性防護系統在使用過程中穩定性的有效保障，以此實現理想的防護效果。除此之外，利用柔性防護系統進行高速公路邊坡防護施工，能夠大大提升高速公路建設與運行的安全性，實現資源在最大程度上的節約，減少了公路建設成本的投入，增加建筑施工企業的經濟效益。在使用進行柔性防護系統的施工時，許多施工企業都會在正式投入使用前進行現場試驗，從而保證其防護效果能夠達到施工與使用要求，從而實現高速公路建設質量的有效提升。

在通常情況下，高速公路邊坡防護施工中的柔性防護系統具有施工技術復雜的特征，在工程項目的規劃、設計、施工和技術上都有一定的要求。因此，在進行柔性防護系統的施工時，應當盡量選擇專業水平較高的施工隊伍，使得柔性防護系統能夠真正發揮其防護功能。柔性防護系統在國內引進時間較短，發展起步較晚，但是，由于這項技術穩定性較強，在高速公路建設中的使用也越來越普遍，并取得了良好的施工效果，在一定程度上也促進了柔性防護技術的發展與進步。

2.3 柔性防護系統的施工工藝和施工方法

（1）對于邊坡坡面防護區域內部影響施工安全的覆土、懸石等進行清除，適當調整局部堆積物和凸起物，避免其對柔性防護系統安裝和正常使用造成影響。

（2）在進行放線測量之前，首先要結合地形條件，對錨桿孔位進行確定，在允許調整孔間距的范圍內，盡量將錨桿孔位設置在低洼處；如果出現在系統安裝后無法與坡面緊貼的錨桿孔。則需要在各個空位鑿除凹坑，凹坑深度需要大于錨桿外露環套的長度，一般口徑20cm，深20cm；錨桿孔的連續懸空面積需要控制在5m2內，如果超過這個面積，則需要使用φ16的雙股鋼繩錨桿，長度2m為宜。

（3）在進行錨桿孔的鉆鑿時，必須根據設計要求確定鉆鑿深度，然后還要對孔洞進行清理。孔深需要高出錨桿設計長度的5～10cm左右，孔徑大小需要控制在φ42及以上；如果存在鑿巖設備無法滿足施工要求的情況，可以使用人字形錨桿，即在兩個孔徑不小于φ35的錨孔內分別錨入構成每根錨桿的兩股鋼繩，兩股鋼繩之間的夾角應控制在15～30°，從而實現錨固效果；如果因為巖層松散、破碎而導致某些區域的孔位不能成孔是，可以對不能成孔的巖土段進行替換，替換材料需要選用斷面尺寸在0.4×0.4m及以上的C15混凝土基礎。

（4）在孔洞鉆鑿完成后，就要開始注漿和錨桿插入工作。漿液的配制需要滿足以下要求：水泥砂漿標號不低于M20，灰砂比最好控制在1∶1～1∶2，采用水灰比在0.45～0.50之間的水泥砂漿或水灰比在0.45～0.5之間的純水泥砂漿。為保證漿液的飽滿，最好采用425號普通硅酸鹽水泥，中細砂粒徑控制在3mm內；做好注漿體的養護工作，在開展下一工序前，養護時間要保持在3d以上。

（5）對縱向支撐繩進行安裝，在支撐繩張拉緊后，還要使用2～4個繩卡固定連接支撐繩與錨桿外露環套。繩卡數量的選擇應結合支撐繩長度，如果支撐繩長度在15cm內，選擇的繩卡數量為2，如果支撐繩長度超過30cm，選擇的繩卡數量為3。

（6）格柵網的鋪設。在鋪設格柵網時，需要按照從上至下的順序，并將格柵網之間的重疊寬度控制在20cm以內，如有必要，還要使用1.5號鐵絲對兩張格柵網、格柵網與支撐繩之間進行扎結固定。如果邊坡坡度不超過45°，扎結點之間的距離不能超過2m；如果邊坡坡度超過45°，扎結點之間的距離不能超過1m。

（7）鋼繩網與縫合。在進行鋼繩網的鋪設時，也要按照從上至下的順序，采取中φ8鋼繩作為縫合繩，使用長度在30m或27m的縫合繩將各個鋼繩網與四周的支撐繩縫合起來，并做好預張拉工作。使用繩卡固定并連結縫合繩兩頭與網繩。

3 結語

綜上所述，在高速公路施工過程中，邊坡防護處理一直是一個難題，許多工程技術人員研究并創造出混凝土護坡、錨固、漿砌片石攔石墻和簡易鋼結構柵欄等工程防護措施，然而，由于邊坡坡面的破壞具有隨機性、復雜性和多發性等特點，并且極易受到地形、地貌和地質條件影響，難以取得良好的防護效果。SNS邊坡柔性防護系統實現了對柔性材料易鋪展性和高防沖擊性能的充分利用，能夠對各種坡面地質災害進行有效防護，并具備施工工藝簡單、成本較低等優良特性，在高速公路邊坡防護施工中的應用越來越普遍。在進行柔性防護系統施工過程中，施工人員和技術人員必須嚴格按照相關標準和施工工序開展施工工作，對于施工中的細節部分進行注意，提升柔性防護系統施工質量，確保柔性防護系統能夠充分發揮其防護功能，提升高速公路建設和運行的安全性、可靠性。

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