SNS柔性防护网在边坡防护中的应用

2013-06-10徐正平江林峰

交通运输研究 2013年6期

徐正平，江林峰

（1.浙江云和德通路桥工程有限公司，浙江云和 323600；2.云和县康庄工程办公室，浙江云和 323600）

1 工程概况

丽龙高速公路的边坡山体最高处为70多米，山体由比较完整的花岗岩组成，山体顶部土石覆盖层较浅，约为30～70cm，生长着灌木和杂草，其中一期为一级公路改高速，原一期拓宽时采用整体砼喷锚体防护，但是局部坡顶没有进行防护处理，边坡坡率为1∶0.5～1∶0.75。受冬季冻胀、雨季冲刷影响，山顶喷锚体局部脱落，由于山高坡陡，脱落的土石块飞散范围广，对高速公路营运安全带来潜在的危险性。为确保高速公路营运安全，经研究决定采用SNS柔性防护网防护技术，并创造性地提出了柔性防护网一网双用，成功变主动防护为主、被动双向防护。因山体土石较为松散，坡面浮石、碎石块偏多，山体下方运营车流较大，加之施工期间受到春雨和夏季梅雨的影响，工程开展过程中一直备受雨水的困扰，断断续续的雨天给施工带来了很大的困难，山陡路滑，下雨时施工人员有时连行走都比较困难，安全管理风险较大。

2 SNS系统简介

SNS（Safety Netting System）系统是瑞士布鲁克集团独家拥有的、以钢丝绳网作为主要构成部分并以拦截（被动防护）和覆盖（主动防护）两大基本类型来防治爆破飞石、风化剥落、崩塌落石、泥石流和岸坡冲刷等斜坡坡面地质灾害的柔性安全防护系统产品和技术。和传统的边坡防护方法相比较，SNS边坡防护系统主要有以下几点优势：

a）SNS系统具有工期短和劳动力少的特点，可以充分利用金属材料的质量较轻的特点来实现积木式和轻型化的安装，并能最大限度地适应各种复杂的地形地貌环境，从而有效地保护环境，避免环境破环和保证周围建筑物的正常施工和使用，可以同步或超前于土石方主体开挖工程的施工，即能实现逆作法施工或平行作业；

b）SNS系统充分利用柔性材料的易铺展性和高防冲击能力，通过系统开发和大量的现场试验形成了适应各类坡面地质灾害防护的系统化技术，通过定型化的均衡设计和部件的工厂化生产来实现系统的标准化和最优化，并便于工程质量控制和工程量的准确计量；

c）SNS系统所采用的材料进行防腐处理，可以保证防护系统的使用年限，一般可达30～50年；

d）SNS系统充分利用系统的开放性来减小系统的视觉干扰和保护原有植被及其生长条件，并给实施人工绿化提供了可能，充分利用植物根系的护坡加固作用和绿色植物的环境绿化美化功能，将工程治理与环境保护和改造融为一体。

3 工程实施

3.1 施工准备阶段

考虑到施工难度，首先设置出一条从后山山脚到山顶坡口的施工便道，以便于施工人员上下山体，弃运坡顶的杂草和土石方及搬运各种工类程材料、设备。

3.2 安全防护

本次处治安全防护工作至关重要，涉及到正常营运安全和施工作业安全。因山高、面大，沿山体搭设防护脚手架工程量大，耗资巨大，如果占用2～4个车道搭设防护网架，对阻挡山顶滚落的石方作用不大，在施工过程中为了克服土石滑落对山体下方运营公路的影响，保护施工人员的人身安全，养护中心创新地先将SNS柔性防护网在锚杆固定后，对坡口之上部分柔性网先进行竖向支撑，在与高速公路垂直的山体坡面上架起一张防护大网，待上边坡位置施工完毕后再恢复主动防护原状。这一方法充分利用了SNS柔性网高韧性、高防护强度、易铺展性的优点，对易散落的石块进行防护和阻挡，并且也使之成为了一张保护施工人员的“安全大网”。

3.3 排险处理

坡顶松散的土石方始终会对营运安全带来潜在危险。为此，需清除山顶坡口至截水沟长约750m、宽约3m、深约30～70cm范围内的松动土石方，直至比较完整或稳固的岩面或坡面，彻底清除易滚落和塌落的土石方。

3.4 永久性处治方案

为防止山体雨水侵入风化剥落等，彻底消除潜在的安全隐患，在排险处理的同时同步实施永久性处治工作，具体方法是：

a）在清理完毕的上边坡位置，用c15细石子砼（平均厚度10cm，内敷设15cm×15cm间距φ6钢筋网）进行坡顶硬化处理；

b）在硬化封闭区内横纵坡较小位置处设置pvc排水管；

c）在坡顶后方2～3m处，按照山体走势，选择在石块多落处用c25片石砼修筑临山直立临高速公路侧4：1坡率的后挡墙，以阻挡后方坡体石块滚落；

d）在预设挡墙后面，增设矩形引排水沟（使用尺寸为60cm×60cm的浆砌片石），将地表水引入原截水沟内，阻止水体的冲刷作用；

e）待到坡体清理、排水、挡墙等完全处理完成后，可先撤除SNS柔性网上的轻型土工布，接着移去坡口处的竖向支撑，使柔性网重新贴面，同时收紧支撑绳，最后完全固定坡顶位置锚杆，形成一个完整SNS柔性防护结构（见图1所示）。

4 技术措施与施工工艺

4.1 SNS柔性网防护施工要求

SNS柔性网施工要求严格按照如下顺序进行：清理边坡、设置锚杆孔、清孔、注浆、放入锚杆、安装支撑绳、铺设钢丝网、缝合，具体如下：

图1 SNS柔性网防护结构

a）将有可能威胁到施工安全的土和岩石进行处理，对不利于SNS施工安装的地形进行处理和整修，保证安装可以顺利进行；

b）放线测量确定锚杆孔位，根据地形条件，孔间距可有0.3m的调整量，在孔间距允许的情况下，尽量将锚杆孔位选择在低凹处，对于不能满足要求的局部应该进行特殊处理（如果连续悬空面积大于5m2，则应该增加局部锚杆长度大于0.5m，该锚杆可采用直径不小于12的带弯钩的钢筋锚杆或直径不小于212的双股钢绳锚杆），应在每一孔位处凿一深度不小于锚杆外露环套长度的凹坑，一般深20cm，口径20cm；

c）在钻凿锚杆孔后应该进行清孔，钻凿锚杆孔的尺寸应该满足以下要求：孔径应该不小于42mm，孔深应该比设计锚杆长度长5～10cm；当受凿岩设备限制时，构成每根锚杆的两股钢绳可分别锚入两个孔径不小于35mm的锚孔内，形成人字形锚杆，两股钢绳间夹角为15°～30°，以达到同样的锚固效果；当局部孔位处因地层松散或破碎而不能成孔时，可以采用断面尺寸不小于0.4m×0.4m的c15砼基础置换不能成孔的岩土段；

d）注浆并插入锚杆，注浆要求如表1所示；

表1 注浆标准

e）安装纵横向支撑绳，支撑绳的使用有三个标准，当支撑绳长度小于15m时为2个，当支撑绳长度在15～30m之间时为3个，当支撑绳长度大于30m时为4个，锚杆与绳卡外露环套固定连接；

f）格栅铺挂在钢绳网的内侧，并叠盖在钢绳网上缘，用扎丝固定在网上，格栅底部沿斜坡向上敷设0.2～0.5m，将底部压紧，每张格栅叠盖10cm，每平方米在网上固定4处；

g）从上向下铺设钢绳网并缝合，缝合绳为8钢绳，每张钢绳网均用一根长约31m（或27m）的缝合绳与四周支撑绳进行缝合并预张拉，缝合绳两端各用两个绳卡与网绳进行固定联结。

4.2 上边坡硬化施工

为确保高速公路行车安全，在硬化实施前项目部做了一些相关的预案。如在安全防护网（把SNS柔性网位于坡顶以上1.5m段做立网处理）上帮扎轻型土工布，以防止施工过程中碎石坠落等。但由于实际实施过程中局部位置山体自身的不规则，纵横、高低起伏较大，清土后遇到完整的大石块较多等不利因素，还是给工程开展带来了不小的困难和挑战。项目部及时调整策略，对坡口凹面（部分将近60°陡坡）处采用2层甚至多次分层浇筑，以确保无小石子滚落，从而不影响行车安全。