SNS柔性防護系統(tǒng)在公路高路塹邊坡中的綜合應用

李昌文

(甘肅遠大路業(yè)集團有限責任公司,甘肅蘭州 730000)

SNS柔性防護系統(tǒng)在公路高路塹邊坡中的綜合應用

李昌文

(甘肅遠大路業(yè)集團有限責任公司,甘肅蘭州 730000)

SNS(Safety?Netting?System)柔性防護系統(tǒng)是以高強度柔性網(wǎng)(鋼絲繩網(wǎng)、環(huán)形網(wǎng)、高強度鋼絲格柵)作為主要構成部分,并以覆蓋(主動防護)和攔截(被動防護)兩大基本類型來防治各類坡面崩塌落石、風化剝落等地質(zhì)災害的新型柔性防護系統(tǒng),通過防護能提高陡邊坡巖土的結(jié)構強度和抗變形剛度,增強邊坡的整體穩(wěn)定性。本文結(jié)合舟曲災后重建舟峰一標武都關大橋處巖石大面積坍塌處治工程中運用的實踐,介紹SNS柔性防護系統(tǒng)的工作原理及特點、施工工藝流程和技術經(jīng)濟優(yōu)勢,進一步呈現(xiàn)在公路路塹高邊坡防護中柔性防護的重要作用。

SNS 柔性防護 高路塹邊坡 應用

1 工程概況

舟曲特大暴洪泥石流災后重建舟曲至峰迭新區(qū)二級公路沿線地形起伏較大，山高坡陡，加上甘肅南部地區(qū)潮濕多雨的天氣條件，滑坡、崩塌等地質(zhì)災害時有發(fā)生。其中k35+800～k36+400段，山體最高處185米m，坡度1：0.75～1：0.25，邊坡節(jié)理較發(fā)育，巖體破碎，局部有坍塌、危石及小滑坡段，該段落采用SNS柔性防護網(wǎng)防護技術，采取一網(wǎng)雙用，以主動防護為主、被動防護為輔雙結(jié)合方法，基本杜絕安全隱患，完全消除“滾石”、“落石”等現(xiàn)象，確保了施工時及通車后公路行人以及車輛安全。

2 SNS柔性防護系統(tǒng)的工作原理及特點

(1)SNS主動柔性防護系統(tǒng)。SNS主動防護系統(tǒng)主要由錨桿、支撐繩、格柵網(wǎng)、鋼繩網(wǎng)組成，工作原理類似于噴錨支護、土釘墻等面層護坡體系，將鋼絲繩網(wǎng)和高強度鋼絲格柵為主的柔性材料覆蓋或包裹在需防護的斜坡或危石上，通過固定在錨桿或支撐繩，施以一定的預緊力使鋼絲繩網(wǎng)對整個邊坡形成連續(xù)支撐，限制坡面巖土體的風化剝落或破壞以及危巖崩塌，將落石裹縛于原位附近或控制在一定范圍內(nèi)運動，從而實現(xiàn)主動防護的目的。其柔性特征使整個網(wǎng)絡將局部集中荷載向四周均勻傳遞以充分發(fā)揮整體的防護能力，即局部受載，整體作用，從而使網(wǎng)絡能承受較大的荷載并降低對單根錨桿錨固力的要求。

(2)SNS被動柔性防護系統(tǒng)。被動防護系統(tǒng)是一種能攔截和堆存落石的柔性攔石網(wǎng)，由鋼絲繩網(wǎng)(和鐵絲格柵)、固定系統(tǒng)(由拉錨、基座、支撐繩組成)、減壓環(huán)、鋼柱4個主要部分組成。作用原理是通過鋼柱和鋼絲繩網(wǎng)連接組合構成一個整體，對所防護的區(qū)域形成面防護，從而阻止崩塌巖石土體的下墜，起到邊坡防護作用。適用于山體破碎且有緩沖地帶的公路路塹高邊坡，把巖崩、飛石、雪崩、泥石流攔截在安全范圍之外，避開災害對公路設施的毀壞，提高公路通車安全性。其顯著特點是系統(tǒng)的柔性和強度足以吸收和分散所承受的落石沖擊動能并使系統(tǒng)受到的損傷趨于最小，改變傳統(tǒng)的剛性結(jié)構為高強度柔性結(jié)構，能在系統(tǒng)的設計彈性范圍內(nèi)安全的吸收落石的沖擊動能并將其轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)的變形能而加以消散，與落石在防護網(wǎng)上的沖擊點位基本無關。

3 SNS柔性防護施工工藝流程

(1)SNS主動防護施工。坡面清理→搭設坡面腳手架→錨孔定位→鉆鑿錨孔→錨桿安裝與注漿→鋪掛格柵網(wǎng)→錨桿漿體養(yǎng)護→支撐繩安裝與張拉→鋼繩網(wǎng)鋪掛與縫合

(2)SNS被動防護施工。錨桿及基座定位→基坑開挖與混凝土灌注→錨桿造孔與安裝注漿→鋼柱、拉錨繩安裝與調(diào)試→支撐繩、減壓環(huán)安裝與調(diào)試→鋼繩網(wǎng)的鋪掛與縫合→格柵網(wǎng)的鋪掛。

4 SNS柔性防護工程的技術、經(jīng)濟優(yōu)勢

(1)SNS柔性防護系統(tǒng)充分利用了鋼絲繩等柔性材料的易鋪展性和高防沖擊能力，達到局部受力整體承載，避免了局部集中受力而發(fā)生的破壞，發(fā)生破壞時，也一般僅需要更換或修復少量部件，具有較好的經(jīng)濟性。而圬工坡面防護在發(fā)生位移等結(jié)構性破壞時，往往維修成本很高。

(2)SNS柔性防護技術與預應力長錨桿、錨索等加固技術的聯(lián)合應用，對各類人工和非人工高陡邊坡的加固作用顯著，對破碎坡體淺表層防護效果良好。而圬工護面結(jié)構與坡面的粘結(jié)強度難以保證，即使完工初期防護體與坡面能實現(xiàn)良好的粘結(jié)，但隨著水的滲入和分離作用，護面層最終可能成為與坡面分離的“覆蓋殼”，從而可能因局部荷載或位移而破壞，逐漸削弱或喪失防護功能。

(3)SNS柔性網(wǎng)為高強度輕型化鋼結(jié)構系統(tǒng)，便于材料的場內(nèi)搬運，利用鋼絲繩等高強金屬材料質(zhì)輕？和易加工的特點，實現(xiàn)系統(tǒng)部件的輕型化、部件生產(chǎn)的工廠化，除小量的以錨桿安裝為主體的基礎施工外，主要為積木式安裝，簡單的機具、較短的工期和很少的勞動力即可實現(xiàn)施工安裝和維護，從而解決復雜地形條件下傳統(tǒng)防護措施施工困難、進展緩慢的難題。而圬工防護工程對場地要求較高、耗費大量勞動力、復雜地形下施工困難、施工周期長、工程造價也相對較高。

(4)SNS柔性防護系統(tǒng)對坡面形態(tài)無特殊要求，不破壞或改變原有的地貌形態(tài)，利用整個系統(tǒng)的柔性和施工布置的靈活性來最大限度地適應各種復雜的地形地貌環(huán)境，能廣泛用于非開挖自然邊坡和人工邊坡， 無需大規(guī)模開挖和大量材料轉(zhuǎn)運，避免或盡可能降低因開挖所造成的環(huán)境破壞和對邊坡穩(wěn)定性的危害，可遠離人群施工，對臨近公路的正常運營、其他施工作業(yè)和過往行人、車輛的干擾極小，可以同步或超前于土石方主體開挖工程的施工，能實現(xiàn)逆作法施工或平行作業(yè)。而圬工防護工程對坡面形態(tài)要求較高、開挖時容易造成環(huán)境破壞或影響邊坡穩(wěn)定、與其他工程作業(yè)干擾較大、只能按順序施工、防護范圍也有限。

(5)SNS柔性防護系統(tǒng)由于系統(tǒng)的開放性，地下水可以自由排泄，避免了由于地下水壓力的升高而引起的邊坡失穩(wěn)問題。而圬工防護工程在隔離地表水下滲方面有一定缺陷，地表水完全可以從未封閉的臨近區(qū)域以地下水的形式進人封閉防護區(qū)域，而且由于地下水的原始自然排泄通道被封隔破壞，一旦封閉結(jié)構中預設的排水孔存在施工質(zhì)量問題或被地下水攜帶物所堵塞，將導致坡體內(nèi)地下水壓力增高從而惡化邊坡穩(wěn)定性或?qū)е路忾]式護坡結(jié)構的破壞。

(6)SNS柔性防護系統(tǒng)其開放特征給隨后實施人工坡面綠化保留了必要的條件，綠色植物能夠在其開放的空間上自由生長，可以實現(xiàn)該技術與厚層基材(TBS)植被護坡、液力噴播等邊坡綠化技術完美結(jié)合，植物根系的固土作用與坡面SNS主動柔性防護網(wǎng)在路塹高邊坡防護中的應用防護系統(tǒng)結(jié)為一體，從而抑制坡面破壞和水土流失，反過來又保護了地貌和坡面植被，實現(xiàn)最佳的邊坡防護和環(huán)境保護的目的。而圬工防護體系要實現(xiàn)坡面植被功能相對困難很多。

5 結(jié)語

在公路路塹坡面防護處理方面，長期以來工程技術人員積累了大量經(jīng)驗。然而，由于坡面損害本身的復雜性、隨機性和多發(fā)性以及地形條件的限制，以剛性圬工結(jié)構為主的傳統(tǒng)措施還不足以經(jīng)濟并有效地解決各種復雜的坡面損害問題，SNS柔性防護技術正在悄悄地引導著邊坡防護技術的革新和轉(zhuǎn)變，作為一種簡單易行、技術先進、安全可靠、環(huán)保效果好、經(jīng)濟合理的坡面防治新技術，SNS柔性防護技術勢必會得到越來越廣泛的應用。

[1]鐵道部標準計量研究所tb/t3089—2004,鐵路沿線斜坡柔性安全防護網(wǎng),2004.

[2]李念.SNS邊坡柔性安全防護系統(tǒng)工程應用.成都：西南交通大學出版社,2002.10.

[3]田俠,張利.建設項目水土保持邊坡防護常用技術與實踐.北京：中國水利水電出版社,2010.4.