SPIDER主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)系統(tǒng)在某邊坡崩塌治理中的應(yīng)用

郭斌斌 張 軍

(山西省公路局臨汾分局，山西 臨汾 041000)

1 概述

主動(dòng)柔性防護(hù)系統(tǒng)具有高柔性，高防護(hù)強(qiáng)度，易鋪展性，可適應(yīng)任何坡面地形，安裝程序標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化。SNS(Safety Netting System)系統(tǒng)是以鋼絲繩網(wǎng)作為主要構(gòu)成部分，并以主動(dòng)防護(hù)(覆蓋)和被動(dòng)防護(hù)(攔截)兩大基本類型來覆蓋和攔截風(fēng)化剝落、崩塌落石、爆破飛石、泥石流及岸坡沖刷等斜坡坡面地質(zhì)災(zāi)害的柔性安全防護(hù)系統(tǒng)技術(shù)和產(chǎn)品。

2 SPIDER主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)系統(tǒng)

SPIDER主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)系統(tǒng)是一種以高強(qiáng)度鋼絞線螺旋網(wǎng)片為主體的，全新的主動(dòng)柔性防護(hù)網(wǎng)[4]。

主動(dòng)柔性防護(hù)系統(tǒng)覆蓋包裹在所需防護(hù)斜坡或巖石上，以限制坡面巖石土體的風(fēng)化剝落或破壞以及危巖崩塌(加固作用)，或?qū)⒙涫刂朴谝欢ǚ秶鷥?nèi)運(yùn)動(dòng)(圍護(hù)作用)，充分利用了高強(qiáng)度鋼絲和鋼絲繩材料的柔性來發(fā)揮其“以柔克剛”的優(yōu)勢(shì)。

該SNS系統(tǒng)主要由SPIDER高強(qiáng)度鋼絞線螺旋網(wǎng)片、預(yù)應(yīng)力鋼筋錨桿、專用錨墊板等部分構(gòu)成。采用預(yù)應(yīng)力鋼筋錨桿和專用錨墊板進(jìn)行緊固，其承載能力優(yōu)于目前所有的柔性邊坡穩(wěn)定系統(tǒng)。適用于土質(zhì)邊坡和巖質(zhì)邊坡整體穩(wěn)定加固、各類孤石危巖加固，也可結(jié)合深層錨固措施進(jìn)行滑移治理。所用的高強(qiáng)度鋼絞線螺旋網(wǎng)片主要參數(shù)見表1。

表1 鋼絞線螺旋網(wǎng)片主要參數(shù)表

該SPIDER主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)件簡(jiǎn)單，安裝更高效;所采用的特殊的網(wǎng)片及錨固形式，帶來更大的坡面預(yù)壓力，更優(yōu)化的系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)力傳遞;并且具有更長(zhǎng)的使用壽命。

3 邊坡現(xiàn)狀介紹

3.1 邊坡概況

該邊坡位于某省道K77+500～K78+130段，路段長(zhǎng)0.63 km，規(guī)模較大，邊坡全貌見圖1。主要災(zāi)害為危巖體(塊)和崩塌，邊坡高度很高，最高處約47 m。邊坡陡峭、懸石多，發(fā)育多處危巖體(塊)、裂隙，很不穩(wěn)定，經(jīng)常出現(xiàn)落石和塌方，存在嚴(yán)重的安全隱患，直接影響公路的暢通，嚴(yán)重威脅過往車輛和行人的安全，當(dāng)?shù)卣踩a(chǎn)委員會(huì)已將該段路列入“重大隱患整治”路段，故急需對(duì)該邊坡進(jìn)行治理。

3.2 邊坡工程地質(zhì)特征

1)地質(zhì)構(gòu)造。該邊坡位于沁水構(gòu)造盆地—復(fù)式大向斜向的南段近核部位，次級(jí)褶皺極為發(fā)育，往往成群或成列呈現(xiàn)，擁有褶皺曲幅度不太強(qiáng)烈的構(gòu)造特征。沿線出露地層比較簡(jiǎn)單，以古生界二疊系和中生界三疊系為主。主要出露有:古生界二疊系石千峰組二段磚紅色砂質(zhì)泥巖、紫紅色長(zhǎng)石砂巖。中生界三疊系二馬營(yíng)群管上組的肉紅、黃綠長(zhǎng)石砂巖與暗紫色、紅色砂質(zhì)泥巖。

圖1 邊坡全貌

2)氣象、水文。項(xiàng)目所屬區(qū)域?qū)賮啘貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候，四季分明，日照較充足，晝夜溫差大。春季干旱多風(fēng)，夏季炎熱多雨，秋季涼爽濕潤(rùn)，冬季寒冷干燥，氣候差異很大，西、南溫和，東、北寒冷。年均氣溫9.4℃，一月－6.7℃，七月24.8℃。年降雨量約600 mm，霜凍期為十月上旬至次年四月中旬，無霜期180 d。區(qū)內(nèi)水系屬沁河流域，河流以沁河最大，由北向南縱貫全境，其支流有王村河、李元河、蒲河、泗河、蘭河、石槽河等。

3)地質(zhì)條件。該段邊坡坡度約80°，邊坡坡面為砂巖和泥巖互層，泥巖和砂巖反傾，傾角為10°，泥巖厚度1.0 m～1.5 m，砂巖厚度3.0 m～5.0 m，邊坡坡面危巖體(塊)較多，邊坡坡面泥巖層不斷風(fēng)化脫落，從而上部砂巖懸空，最終形成危巖體(塊)，危及道路及行車安全。

4 邊坡治理工程設(shè)計(jì)

4.1 邊坡崩塌的治理工程方案確定

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察，邊坡坡面為砂巖和泥巖互層，泥巖和砂巖反傾，故該段邊坡整體穩(wěn)定，沒有沿巖層結(jié)構(gòu)面滑動(dòng)的可能。但在雨水入滲、重力、震動(dòng)及其他地質(zhì)應(yīng)力的作用下，邊坡巖體裂隙發(fā)育，出現(xiàn)表部巖塊崩塌，尤其是巖層表層中的泥巖部分掉塊后，砂巖部分懸空，將出現(xiàn)拉應(yīng)力區(qū)，導(dǎo)致邊坡巖體張裂、松動(dòng)，造成崩塌。

該段邊坡較陡，沒有設(shè)置被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)的地形條件，因此對(duì)邊坡坡面采用SNS主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)進(jìn)行覆蓋防護(hù)。

根據(jù)邊坡的現(xiàn)狀，先對(duì)邊坡的危巖體進(jìn)行清理，再采用SPIDER型主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)進(jìn)行坡面防護(hù)。邊坡工程典型斷面見圖2。

4.2 施工順序

該邊坡治理工程的總體施工順序如下:坡面危巖清除→錨桿孔定位→鉆孔→注漿→防護(hù)網(wǎng)安裝。

圖2 邊坡工程典型斷面

5 SPIDER主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)系統(tǒng)使用效果

SPIDER主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)屬于輕型結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)形式和構(gòu)件的生產(chǎn)都實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化，同時(shí)具有柔性和整體性，施工快速簡(jiǎn)便，鋼繩網(wǎng)不受風(fēng)雨侵蝕，使用壽命可以達(dá)到50年。該系統(tǒng)可與周邊環(huán)境協(xié)調(diào)性強(qiáng)，能保持坡面原生植被的自然生長(zhǎng)發(fā)育，有利于環(huán)境保護(hù)。

6 結(jié)語

SPIDER柔性防護(hù)網(wǎng)作為一種新的標(biāo)準(zhǔn)化、定型化的防護(hù)系統(tǒng)，從在以上邊坡崩塌治理工程中運(yùn)用實(shí)際情況看，有較強(qiáng)的適應(yīng)性能，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工周期短。同時(shí)采用較高的防護(hù)能級(jí)以及特殊的材料工藝具有安全、耐久性能，可確保生命以及財(cái)產(chǎn)安全，實(shí)用價(jià)值顯著。

[1] 張述清，李海鵬，高繼峰.破碎巖質(zhì)高邊坡掛網(wǎng)防護(hù)施工技術(shù)[J].西北水電，2008(1):36-38.

[2] 盧向德，樊曉燕，王常讓.拉西瓦水電站邊坡防護(hù)工程柔性防護(hù)網(wǎng)的應(yīng)用[J].水力發(fā)電，2009(7):90-92，96.

[3] 汪 敏，石少卿，陽友奎.主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)中鋼絲繩網(wǎng)抗頂破力計(jì)算方法研究[J].后勤工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2010(3):8-12，41.

[4] 布魯克(成都)工程有限公司[DB].http://www.chinagccl.com/product1-3.htm，2011-04-06.

[5] 陳 輝.柔性防護(hù)系統(tǒng)在高邊坡處理中的應(yīng)用[J].水電與新能源，2011(2):47-50.

[6] 海生花，曾紅權(quán).ISNS柔性防護(hù)系統(tǒng)在青藏線治理崩塌落石的應(yīng)用[J].路基工程，2001(3):96-98.

[7] 王桂芬，周 勘，郭奎智，等.GNS2型SNS柔性防護(hù)系統(tǒng)在崩塌地質(zhì)災(zāi)害治理工程中的應(yīng)用[J].資源環(huán)境與工程，2003(7):56-58.