主動防護技術在廣西河百高速公路高邊坡危石處治中的應用

秦偉峰

（湖南交通國際經濟工程合作有限公司，湖南長沙 410000）

0 引言

巖溶地貌在我國西南地區分布廣泛，受可溶巖山區環境水對可溶性巖石的長期侵蝕、沉積及重力與其他環境因素作用導致的為熔巖崩解、堆積，造成巖溶地區孤峰林立的地形地貌特征，危巖落石災害頻發，給沿線道路、隧道施工帶來巨大的安全隱患。在公路工程設計階段，對巖溶地區的巨型、大型危巖體，宜優先選擇避讓設計，若無法避開，應做好危巖體的清除、加固。

對巖溶地貌區危巖體，多采用圬工結構處治、防護，但此類結構難以發揮材料強度，受崩塌落石集中荷載、高沖擊荷載作用，結構易發生破壞，導致結構防護作用喪失。SNS 柔性主動防護系統以鋼繩網作為主要防護結構，具有強度高、抗集中荷載性能好的特點，可有效應對巖溶地區危巖體崩塌造成的高沖擊荷載，且在防護系統中可構造人工綠化，對沿線整體景觀的美觀性影響較小，具有良好的工程效益和環保效益。基于此，結合廣西河百高速公路高邊坡危石處治實例，對SNS 柔性主動防護技術的應用展開研究，對同類地質災害治理施工具有較強的借鑒意義。

1 工程概況

廣西河百高速公路工程，線路需穿越境內巖溶地貌區，沿線地貌以巖溶地貌發育為主，局部為峰從谷地。以施工段落K93+500—K93+750 左側高邊坡為例，該高邊坡位于巖溶（溶蝕）峰林洼地地貌單元，地形起伏較大，其中洼地地形較平坦，相對高差較小，峰林山體陡峻，坡度一般30～50，局部近似直立。該路塹邊坡場地中風化石灰巖產狀180∠13，節理較發育。巖層面與節理面均穩定，巖層面與各節理面、各節理面之間切割體均穩定，邊坡總體穩定性好。受地質構造、風化、溶蝕作用，兩側山體結構面呈裂隙發育，巖體破碎嚴重，受長期環境作用及施工擾動影響，易從母巖脫落，造成巖體崩塌、落石等災害，影響道路施工及后期運營安全。設計采用SNS 柔性主動防護系統，對道路兩側高邊坡進行防護處理。

2 SNS 柔性主動防護網施工技術

2.1 施工工藝流程

施工工藝流程圖，如圖1所示。

圖1 SNS 柔性主動防護網施工流程

2.2 坡面清理

正式進行坡面防護施工前，應根據坡面施工區域的工況特點，合理確定是否需要采取坡面清理措施。若出現以下兩種情況，應做好坡面清理：其一，坡面施工區域、施工人員活動區域，存在影響施工安全的浮土和浮石時，應做好坡面清理，避免造成浮土、浮石崩落等災害；其二，坡面存在危石，在施工期間、道路運營期間可能受多種因素作用造成崩塌災害時，應做好危石清理，避免危石崩塌造成施工安全隱患，或造成防護系統破壞，影響道路運營安全。

2.3 測量放樣

根據施工圖紙確定的錨孔布設位置信息，準確測放出孔位，結合施工場地的地質條件，合理微調錨桿孔位，保證錨桿錨固的固結性。但應注意孔位調整距離一般不得超過原孔位0.3m 的范圍，以保證防護系統整體受力結構的性能。孔位宜優先設置在低凹處；若孔位因布設間距限制，無法布置在低凹處，則應盡量緊貼坡面布置。若以上都無法滿足，則在孔位處開鑿深度略大于在錨桿外露環套長度的凹坑，該工程凹坑開鑿尺寸見表1。

表1 凹坑的尺寸

2.4 鉆孔施工

錨桿孔位布設完畢后，應結合設計要求對錨孔整體布設間距進行檢查，確保錨桿錨固后，可有效分散系統應力，保證系統的防護性能。待驗收合格后，應根據錨孔設計鉆設深度、孔徑要求，結合作業面巖土結構特點，合理確定鉆機、鉆頭的類型、規格，確保鉆孔施工順利進行。錨孔鉆設流程及要求如下：其一，鉆機就位。根據鉆孔位置，嚴格按照鉆機安裝要求，將鉆機安裝就位。安裝完畢后，檢查鉆機安裝的穩固性，避免鉆孔過程中鉆機松動，造成孔位偏差。其二，根據該工程錨桿桿徑，確定錨孔孔徑70mm，鉆孔深度應略大于錨桿長度約5～10cm。其三，在鉆孔過程中，技術人員應做好現場管理，確保鉆孔施工工序滿足工藝要求，保證鉆孔施工安全及鉆孔質量。其四，鉆孔施工完畢后，應嚴格按照清孔施工要求，及時清理孔內雜物、保證孔內干凈、干燥，同時應做好孔周雜物的清理，避免雜物、石屑掉入孔內。其五，對鉆孔作業受限的孔位，可在周圍鉆設兩個孔徑不小于Φ35 的錨孔，將構成錨桿的兩股鋼繩布設為人字形，夾角控制在15～30，以實現同樣的錨固效果。

2.5 錨桿的安裝和注漿

該工程錨桿由2 根直徑16mm 的鋼絲繩制作而成，錨桿與水平面下傾夾角約150。為保證錨桿錨固的穩固性，需對錨桿采取注漿加固措施。該工程所用注漿砂漿為全黏結M30 砂漿。在施工過程中，應保證錨桿深入錨孔長度符合設計要求。在邊坡施工過程中，受爆破施工擾動，部分邊坡節理、裂隙處填充物脫落，導致裂隙處于開口的狀態。在用手持風動鑿巖機進行鉆孔施工時，易出現卡鉆的問題，對施工安全、施工進度造成不利影響，對此類孔位改用直徑16mm 的自鎖錨桿。

在錨桿安裝過程中，及安裝完畢后注漿施工前，應注意保護鉆孔，避免孔周雜物、石屑掉入孔內，影響注漿施工質量。注漿砂漿應嚴格按照設計配比拌制，主要技術要求見表2。灌注施工期間，灌注砂漿攪拌應遵循“隨拌隨用”原則，避免停置時間過長，造成砂漿凝固、離析，影響砂漿使用性能。

表2 水泥砂漿的主要技術要求

注漿施工工藝流程及要求如下：其一，注漿施工前，復檢錨桿安裝質量，確保錨桿安裝深度符合設計要求，錨桿外露環套頂端在地表以下；其二，將注漿導管深入孔底，在注漿過程中，根據注漿液面深度，緩慢提升導管，確保導管處于液面以下合理的深度，保證注漿飽滿；其三，在施工過程中，注意監控注漿的施工情況，發現漏漿問題，及時采取封堵措施，并采用間歇注漿法，進行多次注漿，保證注漿質量；其四，間歇注漿期間，應注意控制注漿的間歇時間，同時應確保每次注漿都將注漿管深入前次注漿液面，保證注漿飽滿；其五，注漿至孔口溢出濃漿，停止注漿，避免注漿超出環套段；其六，注漿完畢后，應注意關注砂漿收縮情況，及時補漿，注漿養護3d 后，即可開始下一道工序施工。

2.6 支撐繩的安裝

注漿養護至設計強度，即可開始支撐繩的安裝施工。支撐繩按縱橫兩個方向安裝，張拉緊固后，兩端用Φ6mm 的繩卡與錨桿外露環固定連接。對于長度不足30cm 的支撐繩，固定繩卡個數不得低于3 個；對于長度超過30cm 的支撐繩，固定繩卡個數不得低于4個，保證支撐繩與錨桿外露環連接穩固。

2.7 格柵網與鋼繩網的鋪設

支撐繩安裝完畢后，將格柵網按照從上至下的順序進行鋪設安裝。該工程采用的格柵網SO/2.2/50，是直徑2.2mm 的低碳鋼絲網。應注意格柵網與周圍格柵網重貼寬度不得小于5cm，格柵網間用Φ1.2 鐵絲按1m 間距進行扎結。

鋪設格柵網的同時，將鋼繩網從最頂端支撐繩處向下鋪設，與支撐繩采用縫合連接，形成防護系統。該工程采用鋼繩網規格為DO/08/300，是直徑為8mm的鋼絲繩網。采用Φ8 鋼繩，將鋼繩網與四周支撐繩縫合并張拉；張拉完畢后，將縫合繩兩端用繩卡與網繩連接穩固。

在坡頂位置，縱向布設三排鋼繩錨桿，布設間距3m，錨桿長5m。SNS 柔性主動防護網標準布置及縫合圖如圖2所示。

圖2 SNS 柔性主動防護網標準布置及縫合

3 結論

以廣西河百高速公路工程為例，結合巖溶地貌特點及線路具體工況，研究了SNS 柔性主動防護系統在巖溶地貌危巖體防護工況下的應用，結論如下：

其一，錨孔孔位測放完畢后，應根據場地的實際條件，合理調整孔位位置，優先將孔位設置于低凹處或緊貼坡面處，但應注意調整距離一般不得超過原孔位0.3m 的范圍，保證整體孔位布設間距滿足防護體系的要求。

其二，應嚴格按照相關規范要求進行鉆孔、清孔施工，同時做好孔周清理，避免孔周雜物掉入孔內，以保持孔內干凈、干燥；針對無法實施鉆孔的孔位，可根據孔位處的實際情況，合理鉆設兩個較小孔徑的錨孔，將構成錨桿的兩股鋼繩布設為人字形，以達到同等的錨固效果，保證防護體系整體的受力性能。

其三，SNS 柔性主動防護系統在危石體防護工況下，適用性良好，可有效應對集中荷載、高沖擊荷載防護的要求，充分發揮了材料的強度性能，可形成對道路的長期防護，彌補了傳統圬工防護結構的不足，具有工藝簡單、工期短、美觀性高等特點，工程效益、環保效益顯著，可在同類工程中推廣應用。