柔性边坡防护网在鸭嘴河水电站工程中的应用

张 刚 谭迪平

（陕西省水利电力勘测设计研究院，陕西 西安710001）

在水利工程中边坡防护传统采用的方法是，清坡后采用挂钢筋网混凝土喷护，并底部采用浆砌石挡土墙拦渣，此种工艺的施工周期长，施工中人员的安全系数低，经济性差，对原山体植被的破坏。我院在鸭嘴河水电站工程的设计中，经过考察，调研，成功的把目前在公路及铁路的施工中运用较为广泛柔性防护系统引入到水电工程的施工中来，并总结出一些适合于自身专业的成功经验，现将设计思路和设计方案进行简单论述。

1 工程概况

跑马坪水电站工程位于四川省凉山州木里县境内，雅砻江中游右岸一级支流——鸭嘴河的下游跑马坪村处，是鸭嘴河干流规划的第三级水电站。跑马坪水电站厂址位于鸭嘴河河口上游约1.2km 的雅砻江右岸山坡上，其尾水入雅砻江锦屏一级水电站库区。

跑马坪电站前池与鸭嘴河二级烟岗电站尾水衔接，引水建筑物由进水口和压力管道组成，压力管道位于前池与发电厂房之间，压力管道采用地下埋管，压力管道后接发电厂房。 跑马坪水电站设计发电流量23.6 m3/s,设计水头601m，总装机容量120MW。 跑马坪水电站工程属Ⅲ等中型工程，主要任务为发电，主要建筑物（主变楼和厂房）为3级，地震设防烈度为Ⅶ度。 跑马坪水电站厂房的后背边坡上部的山坡为自然边坡，边坡坡度较陡峻，植被以灌木和杂草为主。并在局部地方有岩石上面覆盖这一层坡积物，并伴随的松动的孤石，严重影响下面跑马坪厂房的运行和管理人员的安全，必须进行边坡防护。

设计在此部位的边坡防护时结合现场实际情况， 认真分析后，在设计中采用以主动防护网为主，被动防护网为辅的思路，即在厂房后背坡的正上部大约600m 长200m 宽的范围设置被动防护网， 在坡面设置两道主动防护网一道在，一道在防护网的上部，一道设在防护区中部，一道在防护区与电站后背坡开挖线之间，以抑制崩塌和风化剥落、溜塌的发生，限制局部落石的运动范围。

2 柔性防护材料的施工工艺

采用主、被动防护网对边坡进行防护的方法，目前在公路及铁路的施工中运用较为广泛，但其在水利工程中的运用相对较少，经反复询价对比，了解到防护网施工方便快捷，大面积使用不会增加太多的工程投资，而且具有见效相对较快，对电站的主体建筑物的工期影响较小的优点。

在进行跑马坪水电站边坡防护施工图设计时，本着安全第一的原则，还考虑到各种不利因素，结合跑马坪水电站施工所需的临时防护，在整个防护区设置了3 道被动防护网，并对边坡上的堆积物进行了大面积的主动防护网设计，主动防护网型号为GPS2、被动防护网为型号RX-050。

2.1 工作范围

主动防护网是采用钢丝绳锚杆或钢筋锚杆和支撑绳固定方式将金属柔性网覆盖在具有潜在地质灾害的坡面上，从而实现坡面加固或限制落石运动范围的一种防护网，简称主动网。

被动防护系统是采用锚杆、钢柱、支撑绳和拉锚绳等固定方式将金属柔性网以一定的角度安装在坡面上， 形成栅栏形式的拦石网，从而实现对落实和泥沙流体中固体物质拦截的一种防护网， 简称被动网。

边坡防护网工作内容包括清除坡面浮土及浮石，锚杆和基座定位及安装，钢柱基础(包括基础开挖和混凝土浇筑)、钢柱和拉锚绳的安装调试，支撑绳的安装调试，钢绳网的铺垫与缝合，格栅网的铺挂。

2.2 施工工艺

1）主动防护网

（1）施工前应先对坡面防护区域内的浮土及浮石进行清除或局部加固。

（2）锚杆孔位应放线测定（根据地形条件，孔距可有30cm 的调整量）， 并在每一孔位凿出深度不小于锚杆外露环套长度的凹坑， 口径20cm，深20cm。

（3）按设计深度钻凿锚杆孔并清孔，孔深应比设计锚杆长度长5cm以上，孔径不小于Φ45mm；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Φ35mm 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。

（4）注浆并插入锚杆， 锚杆的外露环套不能露出地表，以确保张拉后网绳紧贴地表。 浆液标号不低于M20，宜用灰砂比1:1～1.2、水灰比0.45～0.50 的水泥砂浆或水灰比0.45～0.50 的纯水泥浆， 水泥宜用425# 普通硅酸盐水泥，优先选用粒径不大于3mm 的中细砂，确保浆液饱满，在进行下一道工序前注浆体养护不少于三天。

（5）安装纵横向支撑绳，张拉紧后两端各用二至四个（支撑绳长度小于15m 时用三个，大于30m 时用四个，其间用三个）绳卡与锚杆外露环套固定连接。

（6）从上向下铺挂格栅网，格栅网间重叠宽度不小于5cm，两张格栅网间的缝合（以及格栅网与支撑绳间）用Φ1.2mm 铁丝按1m 间距进行扎结;有条件时该道工序在上道工序前完成。

（7）从上向下铺设钢绳网并缝合，缝合绳为Φ8mm 钢绳，每张钢绳网均用一根长约31m 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；当设计为双层钢绳网时，以同样方法铺挂第二层钢绳网。

图1

2）被动防护网

图2

（1）被动拦石网由钢立柱、高强度棱形镀锌钢绳网、锚绳及锚固基础组成，钢立柱间距10m，拦石网的高度一般为6m，位置和标高应根据现场地形实际情况适当调整。

（2）锚杆施工前，应根据设计要求和允许调整原则定出孔位。

（3）钢柱的倾角应满足设计和施工要求，误差为±5°，不满足要求的可重新调整或增设下拉锚绳。

（4）对于倾角大于45°的陡坡，施工时，宜搭设施工用脚手架或作业平台。

（5）拦石网钢柱基础，尽量采用人工开挖，必要时采用小药量控制爆破，并做好施工防护。

3 使用柔性防护材料的体会和感悟

柔性材料以前多用于公路和铁路方面，在水利工程的边坡的防护中用的较少，经这次在四川省凉山州鸭嘴河水电站工程的应用，笔者觉得与传统的边坡防护方法有以下几个优点：

1）工期短，在200m 高差600m 宽的范围内，如采用传统的挂钢筋网，表面喷混凝土的方法，要进行多到工艺，最少需要半年以上，而采用柔性防护系统只用了短短的3 个月就已全部完成。

2）安全系数大，传统的施工方法需要有大量的机械设备和运输车辆，还要在高边坡上进行作业，严重影响了下面的厂房施工和人员安全；而柔性防护系统施工方便，材料轻便，作业人员少，劳动强度较低。

3）环保效果好，传统施工工艺，需对边坡上的树木和杂草全部进行清除，然后在上面进行混凝土喷护，对原地貌破坏较大；而柔性防护系统只需对局部的坡面植物进行清理后就可进行施工，达到与传统边坡处理一样的效果， 而且在施工完成后撒上草籽进行绿化和美好，起到对浮渣的稳定作业。

4）维修方便，在运行几年以后，传统施工工艺做的边坡防护，会因为地下水，冻融等自然原因使表层喷护破坏，严重威胁厂房运行和人员安全，必须进行维修处理，维修时动用设备较多，而采用柔性防护系统，因所用的钢材，只有人为进行破坏后才进行维修，维修方法也很简单。

5）经济性好，柔性防护系统在本工程造价与传统施工方法相比只是传统施工方法造价的一半。

6）防护效果好，传统施工方法只是采用被动防护，对滚石、落石的防护不是很充分，如果喷护的混凝土遭到破坏的话，还对安全存在了隐患。而柔性防护系统采用的是二级防护，即有主动防护系统，还有被动防护系统，基本上能解决了边坡的杂物和石块对电站的存在安全隐患。

4 结论

在跑马坪水电站后边坡处理中采用的柔性防护系统，经过两年的运行后，经过实践的检验，在拦截浅层不稳定边坡的岩体和边坡滚石发挥了很大的作用，为保护了电站安全方面发挥了积极的作用。

随着科学技术的不断提高，在水电工程中，在立足于本专业的基础上，吸取相关专业优秀的、可行的先进技术，结合水电专业技术特点，就地消化，取长补短，使水利工程的设计思想，施工工艺更上一个台阶。