柔性邊坡防護網在鴨嘴河水電站工程中的應用

張 剛 譚迪平

（陜西省水利電力勘測設計研究院，陜西 西安710001）

在水利工程中邊坡防護傳統采用的方法是，清坡后采用掛鋼筋網混凝土噴護，并底部采用漿砌石擋土墻攔渣，此種工藝的施工周期長，施工中人員的安全系數低，經濟性差，對原山體植被的破壞。我院在鴨嘴河水電站工程的設計中，經過考察，調研，成功的把目前在公路及鐵路的施工中運用較為廣泛柔性防護系統引入到水電工程的施工中來，并總結出一些適合于自身專業的成功經驗，現將設計思路和設計方案進行簡單論述。

1 工程概況

跑馬坪水電站工程位于四川省涼山州木里縣境內，雅礱江中游右岸一級支流——鴨嘴河的下游跑馬坪村處，是鴨嘴河干流規劃的第三級水電站。跑馬坪水電站廠址位于鴨嘴河河口上游約1.2km 的雅礱江右岸山坡上，其尾水入雅礱江錦屏一級水電站庫區。

跑馬坪電站前池與鴨嘴河二級煙崗電站尾水銜接，引水建筑物由進水口和壓力管道組成，壓力管道位于前池與發電廠房之間，壓力管道采用地下埋管，壓力管道后接發電廠房。 跑馬坪水電站設計發電流量23.6 m3/s,設計水頭601m，總裝機容量120MW。 跑馬坪水電站工程屬Ⅲ等中型工程，主要任務為發電，主要建筑物（主變樓和廠房）為3級，地震設防烈度為Ⅶ度。 跑馬坪水電站廠房的后背邊坡上部的山坡為自然邊坡，邊坡坡度較陡峻，植被以灌木和雜草為主。并在局部地方有巖石上面覆蓋這一層坡積物，并伴隨的松動的孤石，嚴重影響下面跑馬坪廠房的運行和管理人員的安全，必須進行邊坡防護。

設計在此部位的邊坡防護時結合現場實際情況， 認真分析后，在設計中采用以主動防護網為主，被動防護網為輔的思路，即在廠房后背坡的正上部大約600m 長200m 寬的范圍設置被動防護網， 在坡面設置兩道主動防護網一道在，一道在防護網的上部，一道設在防護區中部，一道在防護區與電站后背坡開挖線之間，以抑制崩塌和風化剝落、溜塌的發生，限制局部落石的運動范圍。

2 柔性防護材料的施工工藝

采用主、被動防護網對邊坡進行防護的方法，目前在公路及鐵路的施工中運用較為廣泛，但其在水利工程中的運用相對較少，經反復詢價對比，了解到防護網施工方便快捷，大面積使用不會增加太多的工程投資，而且具有見效相對較快，對電站的主體建筑物的工期影響較小的優點。

在進行跑馬坪水電站邊坡防護施工圖設計時，本著安全第一的原則，還考慮到各種不利因素，結合跑馬坪水電站施工所需的臨時防護，在整個防護區設置了3 道被動防護網，并對邊坡上的堆積物進行了大面積的主動防護網設計，主動防護網型號為GPS2、被動防護網為型號RX-050。

2.1 工作范圍

主動防護網是采用鋼絲繩錨桿或鋼筋錨桿和支撐繩固定方式將金屬柔性網覆蓋在具有潛在地質災害的坡面上，從而實現坡面加固或限制落石運動范圍的一種防護網，簡稱主動網。

被動防護系統是采用錨桿、鋼柱、支撐繩和拉錨繩等固定方式將金屬柔性網以一定的角度安裝在坡面上， 形成柵欄形式的攔石網，從而實現對落實和泥沙流體中固體物質攔截的一種防護網， 簡稱被動網。

邊坡防護網工作內容包括清除坡面浮土及浮石，錨桿和基座定位及安裝，鋼柱基礎(包括基礎開挖和混凝土澆筑)、鋼柱和拉錨繩的安裝調試，支撐繩的安裝調試，鋼繩網的鋪墊與縫合，格柵網的鋪掛。

2.2 施工工藝

1）主動防護網

（1）施工前應先對坡面防護區域內的浮土及浮石進行清除或局部加固。

（2）錨桿孔位應放線測定（根據地形條件，孔距可有30cm 的調整量）， 并在每一孔位鑿出深度不小于錨桿外露環套長度的凹坑， 口徑20cm，深20cm。

（3）按設計深度鉆鑿錨桿孔并清孔，孔深應比設計錨桿長度長5cm以上，孔徑不小于Φ45mm；當受鑿巖設備限制時，構成每根錨桿的兩股鋼繩可分別錨入兩個孔徑不小于Φ35mm 的錨孔內，形成人字形錨桿，兩股鋼繩間夾角為15°～30°，以達到同樣的錨固效果。

（4）注漿并插入錨桿， 錨桿的外露環套不能露出地表，以確保張拉后網繩緊貼地表。 漿液標號不低于M20，宜用灰砂比1:1～1.2、水灰比0.45～0.50 的水泥砂漿或水灰比0.45～0.50 的純水泥漿， 水泥宜用425# 普通硅酸鹽水泥，優先選用粒徑不大于3mm 的中細砂，確保漿液飽滿，在進行下一道工序前注漿體養護不少于三天。

（5）安裝縱橫向支撐繩，張拉緊后兩端各用二至四個（支撐繩長度小于15m 時用三個，大于30m 時用四個，其間用三個）繩卡與錨桿外露環套固定連接。

（6）從上向下鋪掛格柵網，格柵網間重疊寬度不小于5cm，兩張格柵網間的縫合（以及格柵網與支撐繩間）用Φ1.2mm 鐵絲按1m 間距進行扎結;有條件時該道工序在上道工序前完成。

（7）從上向下鋪設鋼繩網并縫合，縫合繩為Φ8mm 鋼繩，每張鋼繩網均用一根長約31m 的縫合繩與四周支撐繩進行縫合并預張拉，縫合繩兩端各用兩個繩卡與網繩進行固定聯結；當設計為雙層鋼繩網時，以同樣方法鋪掛第二層鋼繩網。

圖1

2）被動防護網

圖2

（1）被動攔石網由鋼立柱、高強度棱形鍍鋅鋼繩網、錨繩及錨固基礎組成，鋼立柱間距10m，攔石網的高度一般為6m，位置和標高應根據現場地形實際情況適當調整。

（2）錨桿施工前，應根據設計要求和允許調整原則定出孔位。

（3）鋼柱的傾角應滿足設計和施工要求，誤差為±5°，不滿足要求的可重新調整或增設下拉錨繩。

（4）對于傾角大于45°的陡坡，施工時，宜搭設施工用腳手架或作業平臺。

（5）攔石網鋼柱基礎，盡量采用人工開挖，必要時采用小藥量控制爆破，并做好施工防護。

3 使用柔性防護材料的體會和感悟

柔性材料以前多用于公路和鐵路方面，在水利工程的邊坡的防護中用的較少，經這次在四川省涼山州鴨嘴河水電站工程的應用，筆者覺得與傳統的邊坡防護方法有以下幾個優點：

1）工期短，在200m 高差600m 寬的范圍內，如采用傳統的掛鋼筋網，表面噴混凝土的方法，要進行多到工藝，最少需要半年以上，而采用柔性防護系統只用了短短的3 個月就已全部完成。

2）安全系數大，傳統的施工方法需要有大量的機械設備和運輸車輛，還要在高邊坡上進行作業，嚴重影響了下面的廠房施工和人員安全；而柔性防護系統施工方便，材料輕便，作業人員少，勞動強度較低。

3）環保效果好，傳統施工工藝，需對邊坡上的樹木和雜草全部進行清除，然后在上面進行混凝土噴護，對原地貌破壞較大；而柔性防護系統只需對局部的坡面植物進行清理后就可進行施工，達到與傳統邊坡處理一樣的效果， 而且在施工完成后撒上草籽進行綠化和美好，起到對浮渣的穩定作業。

4）維修方便，在運行幾年以后，傳統施工工藝做的邊坡防護，會因為地下水，凍融等自然原因使表層噴護破壞，嚴重威脅廠房運行和人員安全，必須進行維修處理，維修時動用設備較多，而采用柔性防護系統，因所用的鋼材，只有人為進行破壞后才進行維修，維修方法也很簡單。

5）經濟性好，柔性防護系統在本工程造價與傳統施工方法相比只是傳統施工方法造價的一半。

6）防護效果好，傳統施工方法只是采用被動防護，對滾石、落石的防護不是很充分，如果噴護的混凝土遭到破壞的話，還對安全存在了隱患。而柔性防護系統采用的是二級防護，即有主動防護系統，還有被動防護系統，基本上能解決了邊坡的雜物和石塊對電站的存在安全隱患。

4 結論

在跑馬坪水電站后邊坡處理中采用的柔性防護系統，經過兩年的運行后，經過實踐的檢驗，在攔截淺層不穩定邊坡的巖體和邊坡滾石發揮了很大的作用，為保護了電站安全方面發揮了積極的作用。

隨著科學技術的不斷提高，在水電工程中，在立足于本專業的基礎上，吸取相關專業優秀的、可行的先進技術，結合水電專業技術特點，就地消化，取長補短，使水利工程的設計思想，施工工藝更上一個臺階。