SNS柔性防护系统在公路高路堑边坡中的综合应用

李昌文

(甘肃远大路业集团有限责任公司,甘肃兰州 730000)

SNS柔性防护系统在公路高路堑边坡中的综合应用

李昌文

(甘肃远大路业集团有限责任公司,甘肃兰州 730000)

SNS(Safety?Netting?System)柔性防护系统是以高强度柔性网(钢丝绳网、环形网、高强度钢丝格栅)作为主要构成部分,并以覆盖(主动防护)和拦截(被动防护)两大基本类型来防治各类坡面崩塌落石、风化剥落等地质灾害的新型柔性防护系统,通过防护能提高陡边坡岩土的结构强度和抗变形刚度,增强边坡的整体稳定性。本文结合舟曲灾后重建舟峰一标武都关大桥处岩石大面积坍塌处治工程中运用的实践,介绍SNS柔性防护系统的工作原理及特点、施工工艺流程和技术经济优势,进一步呈现在公路路堑高边坡防护中柔性防护的重要作用。

SNS 柔性防护 高路堑边坡 应用

1 工程概况

舟曲特大暴洪泥石流灾后重建舟曲至峰迭新区二级公路沿线地形起伏较大，山高坡陡，加上甘肃南部地区潮湿多雨的天气条件，滑坡、崩塌等地质灾害时有发生。其中k35+800～k36+400段，山体最高处185米m，坡度1：0.75～1：0.25，边坡节理较发育，岩体破碎，局部有坍塌、危石及小滑坡段，该段落采用SNS柔性防护网防护技术，采取一网双用，以主动防护为主、被动防护为辅双结合方法，基本杜绝安全隐患，完全消除“滚石”、“落石”等现象，确保了施工时及通车后公路行人以及车辆安全。

2 SNS柔性防护系统的工作原理及特点

(1)SNS主动柔性防护系统。SNS主动防护系统主要由锚杆、支撑绳、格栅网、钢绳网组成，工作原理类似于喷锚支护、土钉墙等面层护坡体系，将钢丝绳网和高强度钢丝格栅为主的柔性材料覆盖或包裹在需防护的斜坡或危石上，通过固定在锚杆或支撑绳，施以一定的预紧力使钢丝绳网对整个边坡形成连续支撑，限制坡面岩土体的风化剥落或破坏以及危岩崩塌，将落石裹缚于原位附近或控制在一定范围内运动，从而实现主动防护的目的。其柔性特征使整个网络将局部集中荷载向四周均匀传递以充分发挥整体的防护能力，即局部受载，整体作用，从而使网络能承受较大的荷载并降低对单根锚杆锚固力的要求。

(2)SNS被动柔性防护系统。被动防护系统是一种能拦截和堆存落石的柔性拦石网，由钢丝绳网(和铁丝格栅)、固定系统(由拉锚、基座、支撑绳组成)、减压环、钢柱4个主要部分组成。作用原理是通过钢柱和钢丝绳网连接组合构成一个整体，对所防护的区域形成面防护，从而阻止崩塌岩石土体的下坠，起到边坡防护作用。适用于山体破碎且有缓冲地带的公路路堑高边坡，把岩崩、飞石、雪崩、泥石流拦截在安全范围之外，避开灾害对公路设施的毁坏，提高公路通车安全性。其显著特点是系统的柔性和强度足以吸收和分散所承受的落石冲击动能并使系统受到的损伤趋于最小，改变传统的刚性结构为高强度柔性结构，能在系统的设计弹性范围内安全的吸收落石的冲击动能并将其转变为系统的变形能而加以消散，与落石在防护网上的冲击点位基本无关。

3 SNS柔性防护施工工艺流程

(1)SNS主动防护施工。坡面清理→搭设坡面脚手架→锚孔定位→钻凿锚孔→锚杆安装与注浆→铺挂格栅网→锚杆浆体养护→支撑绳安装与张拉→钢绳网铺挂与缝合

(2)SNS被动防护施工。锚杆及基座定位→基坑开挖与混凝土灌注→锚杆造孔与安装注浆→钢柱、拉锚绳安装与调试→支撑绳、减压环安装与调试→钢绳网的铺挂与缝合→格栅网的铺挂。

4 SNS柔性防护工程的技术、经济优势

(1)SNS柔性防护系统充分利用了钢丝绳等柔性材料的易铺展性和高防冲击能力，达到局部受力整体承载，避免了局部集中受力而发生的破坏，发生破坏时，也一般仅需要更换或修复少量部件，具有较好的经济性。而圬工坡面防护在发生位移等结构性破坏时，往往维修成本很高。

(2)SNS柔性防护技术与预应力长锚杆、锚索等加固技术的联合应用，对各类人工和非人工高陡边坡的加固作用显著，对破碎坡体浅表层防护效果良好。而圬工护面结构与坡面的粘结强度难以保证，即使完工初期防护体与坡面能实现良好的粘结，但随着水的渗入和分离作用，护面层最终可能成为与坡面分离的“覆盖壳”，从而可能因局部荷载或位移而破坏，逐渐削弱或丧失防护功能。

(3)SNS柔性网为高强度轻型化钢结构系统，便于材料的场内搬运，利用钢丝绳等高强金属材料质轻？和易加工的特点，实现系统部件的轻型化、部件生产的工厂化，除小量的以锚杆安装为主体的基础施工外，主要为积木式安装，简单的机具、较短的工期和很少的劳动力即可实现施工安装和维护，从而解决复杂地形条件下传统防护措施施工困难、进展缓慢的难题。而圬工防护工程对场地要求较高、耗费大量劳动力、复杂地形下施工困难、施工周期长、工程造价也相对较高。

(4)SNS柔性防护系统对坡面形态无特殊要求，不破坏或改变原有的地貌形态，利用整个系统的柔性和施工布置的灵活性来最大限度地适应各种复杂的地形地貌环境，能广泛用于非开挖自然边坡和人工边坡， 无需大规模开挖和大量材料转运，避免或尽可能降低因开挖所造成的环境破坏和对边坡稳定性的危害，可远离人群施工，对临近公路的正常运营、其他施工作业和过往行人、车辆的干扰极小，可以同步或超前于土石方主体开挖工程的施工，能实现逆作法施工或平行作业。而圬工防护工程对坡面形态要求较高、开挖时容易造成环境破坏或影响边坡稳定、与其他工程作业干扰较大、只能按顺序施工、防护范围也有限。

(5)SNS柔性防护系统由于系统的开放性，地下水可以自由排泄，避免了由于地下水压力的升高而引起的边坡失稳问题。而圬工防护工程在隔离地表水下渗方面有一定缺陷，地表水完全可以从未封闭的临近区域以地下水的形式进人封闭防护区域，而且由于地下水的原始自然排泄通道被封隔破坏，一旦封闭结构中预设的排水孔存在施工质量问题或被地下水携带物所堵塞，将导致坡体内地下水压力增高从而恶化边坡稳定性或导致封闭式护坡结构的破坏。

(6)SNS柔性防护系统其开放特征给随后实施人工坡面绿化保留了必要的条件，绿色植物能够在其开放的空间上自由生长，可以实现该技术与厚层基材(TBS)植被护坡、液力喷播等边坡绿化技术完美结合，植物根系的固土作用与坡面SNS主动柔性防护网在路堑高边坡防护中的应用防护系统结为一体，从而抑制坡面破坏和水土流失，反过来又保护了地貌和坡面植被，实现最佳的边坡防护和环境保护的目的。而圬工防护体系要实现坡面植被功能相对困难很多。

5 结语

在公路路堑坡面防护处理方面，长期以来工程技术人员积累了大量经验。然而，由于坡面损害本身的复杂性、随机性和多发性以及地形条件的限制，以刚性圬工结构为主的传统措施还不足以经济并有效地解决各种复杂的坡面损害问题，SNS柔性防护技术正在悄悄地引导着边坡防护技术的革新和转变，作为一种简单易行、技术先进、安全可靠、环保效果好、经济合理的坡面防治新技术，SNS柔性防护技术势必会得到越来越广泛的应用。

[1]铁道部标准计量研究所tb/t3089—2004,铁路沿线斜坡柔性安全防护网,2004.

[2]李念.SNS边坡柔性安全防护系统工程应用.成都：西南交通大学出版社,2002.10.

[3]田侠,张利.建设项目水土保持边坡防护常用技术与实践.北京：中国水利水电出版社,2010.4.