4 邊坡防護方案設計和施工
4.1 防護方案的設計
SNS主動防護系統(tǒng)是通過錨桿和支撐繩對各網(wǎng)塊施加的預張力使各網(wǎng)塊在坡面上張緊后對坡面危巖落石施以一定的預緊壓力,從而提高危巖穩(wěn)定性,阻止危巖落石的發(fā)生。
該系統(tǒng)主要有柔性鋼繩錨桿、支撐繩和鋼繩網(wǎng)構成??v橫交錯并進行依次預張力的ф16支撐繩與4.5m×4.5m正方形標準模式(為節(jié)省材料,局部邊界采用4.5m×2.5m)網(wǎng)格內(nèi)鋪設一張4m×4m(或4m×2m)的DO/08/300型鋼繩網(wǎng),每張鋼繩網(wǎng)與四周支撐繩間用ф8縫合繩縫合連接并進行第二次預張拉,該預張拉工藝能使系統(tǒng)對坡面施以一定的法向預緊壓力。從而提高表層土體的穩(wěn)定性,控制危巖體的移動。該系統(tǒng)各構成部分在每一獨立的防護區(qū)域內(nèi)為一互相聯(lián)系的共同作用整體,一旦坡面巖土體發(fā)生局部的變形或位移則系統(tǒng)將不是局部而是以整體的形式發(fā)揮作用。
在硯平高速公路有K12+300~+480段右側、K32+410~+600段、K32+680~+940段、K32+880~K32+060段、K35+200~+440段、K36+070~+301段、K36+190~+325段右側、K36+420~+540左側等十多段高邊坡均采用SNS柔性防護系統(tǒng)進行護坡。
4.2 施工特點
這是一種先進的危巖落石防護技術。其優(yōu)點是施工周期短,對地形的適應性比較強,而且施工安裝比較靈活,這種系統(tǒng)可以安裝在坡面的任何需要位置。
在硯平高速公路的數(shù)十段邊坡,采用了SNS柔性主動防護系統(tǒng),總面積在40000余平方米,指揮部要求施工單位在雨季前2個月內(nèi)完成施工,而且不能影響路基和路面工程的正常施工。施工單位僅投入70多人,在規(guī)定的時間內(nèi)完成了所有邊坡的防護,說明該方法施工快,效率高,而且不影響其它工程的施工。經(jīng)過雨季和暴雨的沖刷,采用SNS柔性防護系統(tǒng)防護的邊坡完好如初,未發(fā)生任何崩塌落石,效果較顯著。
4.3 施工安裝技術要求
SNS柔性主動防護系統(tǒng)的施工安裝技術要求按以下步驟進行。
① 對坡面防護區(qū)域的松土及落石進行清除;
② 從防護區(qū)域下沿中部開始向上和兩側放線測量確定錨桿孔位,并在每一孔位處鑿一深度不小于錨桿外露環(huán)套長度的凹坑,一般直徑20cm深15cm;
③ 按設計深度轉鑿錨桿孔并清除孔內(nèi)粉塵,孔深應比設計錨桿長5 cm以上,孔徑不小于ф45;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ф35的錨孔內(nèi),形成人字型錨桿,兩股鋼繩間夾角為150~320,以達到同樣的錨固效果;
④ 注漿并插入錨桿,采用標號不低于M20的水泥砂漿,宜用灰砂比1:1~1:1.2,水灰比0.45~0.50的水泥砂漿,水泥宜用425號普通硅酸鹽水泥,優(yōu)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(yǎng)護不少于3天;
⑤ 安裝縱橫向支撐繩,張拉緊后兩端各用兩個繩卡與錨桿外露環(huán)套固定連接;
⑥ 從上向下鋪掛格柵網(wǎng),格柵網(wǎng)間重疊寬度不小于5cm,兩張格柵網(wǎng)的縫合,格柵網(wǎng)與支撐繩間用ф1.2鐵絲按1m間距進行扎結;
⑦ 從上向下鋪設鋼繩網(wǎng)縫合,縫合繩為ф8鋼繩,每張鋼繩網(wǎng)均用一根長33.5m的縫合繩與四周支撐繩進行縫合并預張拉,縫合繩的兩端各用兩個繩卡進行固定連結;
⑧ 用ф1.2鐵絲對鋼繩網(wǎng)和格柵網(wǎng)間進行相互扎結,扎結點縱橫間距1.0m左右。
5 結束語
隨著科學技術的不斷發(fā)展,在防護工程中,首先在保證技術可靠的基礎上,再向經(jīng)濟的角度去比較,從而選用出經(jīng)濟合理的技術方案。在硯平高速公路的邊坡中采用了SNS柔性主動防護系統(tǒng)。該系統(tǒng)對邊坡防護技術具有以下幾方面的優(yōu)勢:
① 該系統(tǒng)為工廠化與標準化生產(chǎn),施工速度快。硯平公路數(shù)萬平方米的施工,僅2個月工期,而且不影響其它同時進行的施工工程。
② 該系統(tǒng)充分利用柔性材料的易鋪展性和高防沖擊能力,通過系統(tǒng)和大量現(xiàn)場試驗形成了適應各類邊坡和自然坡面的地質災害防護的系統(tǒng)化技術,并便于工程質量控制和工程量的準確計量。
③ 充分利用高強金屬材料的質輕和易加工特點來實現(xiàn)系統(tǒng)的輕型、部件生產(chǎn)的工廠化和積木式部件安裝,以盡可能簡單的機具、最短的工期和最少的勞動來實現(xiàn)施工安裝和維護的簡單快速化,從而解決山區(qū)復雜地形條件下傳統(tǒng)防護措施施工困難、進展緩慢的長期難題;并充分利用系統(tǒng)的柔性和施工布置的靈活性來限度地適應各種復雜的地形地貌環(huán)境,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,以及對其他作業(yè)和周邊建筑物正常運營的干擾。
④ 充分利用系統(tǒng)的開放性來減小系統(tǒng)的視覺干擾和保護原有植被及其生長條件,并給實施人工綠化提供了可能,以充分利用植被根系的護坡加固作用和綠色植物的環(huán)境綠化美化功能,將工程治理與環(huán)境保護和改造融為一體。
⑤ 充分利用技術成熟、性價比良好的金屬涂層防腐技術,采用熱鍍鋅的鋼絲繩和鋼絲或鋅鋁合金涂層鋼絲來確保系統(tǒng)較長的防腐壽命,前者一般可達30~50年,后者可達上百年,必要時只需更換少量部件即可延長使用壽命。
4.1 防護方案的設計
SNS主動防護系統(tǒng)是通過錨桿和支撐繩對各網(wǎng)塊施加的預張力使各網(wǎng)塊在坡面上張緊后對坡面危巖落石施以一定的預緊壓力,從而提高危巖穩(wěn)定性,阻止危巖落石的發(fā)生。
該系統(tǒng)主要有柔性鋼繩錨桿、支撐繩和鋼繩網(wǎng)構成??v橫交錯并進行依次預張力的ф16支撐繩與4.5m×4.5m正方形標準模式(為節(jié)省材料,局部邊界采用4.5m×2.5m)網(wǎng)格內(nèi)鋪設一張4m×4m(或4m×2m)的DO/08/300型鋼繩網(wǎng),每張鋼繩網(wǎng)與四周支撐繩間用ф8縫合繩縫合連接并進行第二次預張拉,該預張拉工藝能使系統(tǒng)對坡面施以一定的法向預緊壓力。從而提高表層土體的穩(wěn)定性,控制危巖體的移動。該系統(tǒng)各構成部分在每一獨立的防護區(qū)域內(nèi)為一互相聯(lián)系的共同作用整體,一旦坡面巖土體發(fā)生局部的變形或位移則系統(tǒng)將不是局部而是以整體的形式發(fā)揮作用。
在硯平高速公路有K12+300~+480段右側、K32+410~+600段、K32+680~+940段、K32+880~K32+060段、K35+200~+440段、K36+070~+301段、K36+190~+325段右側、K36+420~+540左側等十多段高邊坡均采用SNS柔性防護系統(tǒng)進行護坡。
4.2 施工特點
這是一種先進的危巖落石防護技術。其優(yōu)點是施工周期短,對地形的適應性比較強,而且施工安裝比較靈活,這種系統(tǒng)可以安裝在坡面的任何需要位置。
在硯平高速公路的數(shù)十段邊坡,采用了SNS柔性主動防護系統(tǒng),總面積在40000余平方米,指揮部要求施工單位在雨季前2個月內(nèi)完成施工,而且不能影響路基和路面工程的正常施工。施工單位僅投入70多人,在規(guī)定的時間內(nèi)完成了所有邊坡的防護,說明該方法施工快,效率高,而且不影響其它工程的施工。經(jīng)過雨季和暴雨的沖刷,采用SNS柔性防護系統(tǒng)防護的邊坡完好如初,未發(fā)生任何崩塌落石,效果較顯著。
4.3 施工安裝技術要求
SNS柔性主動防護系統(tǒng)的施工安裝技術要求按以下步驟進行。
① 對坡面防護區(qū)域的松土及落石進行清除;
② 從防護區(qū)域下沿中部開始向上和兩側放線測量確定錨桿孔位,并在每一孔位處鑿一深度不小于錨桿外露環(huán)套長度的凹坑,一般直徑20cm深15cm;
③ 按設計深度轉鑿錨桿孔并清除孔內(nèi)粉塵,孔深應比設計錨桿長5 cm以上,孔徑不小于ф45;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ф35的錨孔內(nèi),形成人字型錨桿,兩股鋼繩間夾角為150~320,以達到同樣的錨固效果;
④ 注漿并插入錨桿,采用標號不低于M20的水泥砂漿,宜用灰砂比1:1~1:1.2,水灰比0.45~0.50的水泥砂漿,水泥宜用425號普通硅酸鹽水泥,優(yōu)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(yǎng)護不少于3天;
⑤ 安裝縱橫向支撐繩,張拉緊后兩端各用兩個繩卡與錨桿外露環(huán)套固定連接;
⑥ 從上向下鋪掛格柵網(wǎng),格柵網(wǎng)間重疊寬度不小于5cm,兩張格柵網(wǎng)的縫合,格柵網(wǎng)與支撐繩間用ф1.2鐵絲按1m間距進行扎結;
⑦ 從上向下鋪設鋼繩網(wǎng)縫合,縫合繩為ф8鋼繩,每張鋼繩網(wǎng)均用一根長33.5m的縫合繩與四周支撐繩進行縫合并預張拉,縫合繩的兩端各用兩個繩卡進行固定連結;
⑧ 用ф1.2鐵絲對鋼繩網(wǎng)和格柵網(wǎng)間進行相互扎結,扎結點縱橫間距1.0m左右。
5 結束語
隨著科學技術的不斷發(fā)展,在防護工程中,首先在保證技術可靠的基礎上,再向經(jīng)濟的角度去比較,從而選用出經(jīng)濟合理的技術方案。在硯平高速公路的邊坡中采用了SNS柔性主動防護系統(tǒng)。該系統(tǒng)對邊坡防護技術具有以下幾方面的優(yōu)勢:
① 該系統(tǒng)為工廠化與標準化生產(chǎn),施工速度快。硯平公路數(shù)萬平方米的施工,僅2個月工期,而且不影響其它同時進行的施工工程。
② 該系統(tǒng)充分利用柔性材料的易鋪展性和高防沖擊能力,通過系統(tǒng)和大量現(xiàn)場試驗形成了適應各類邊坡和自然坡面的地質災害防護的系統(tǒng)化技術,并便于工程質量控制和工程量的準確計量。
③ 充分利用高強金屬材料的質輕和易加工特點來實現(xiàn)系統(tǒng)的輕型、部件生產(chǎn)的工廠化和積木式部件安裝,以盡可能簡單的機具、最短的工期和最少的勞動來實現(xiàn)施工安裝和維護的簡單快速化,從而解決山區(qū)復雜地形條件下傳統(tǒng)防護措施施工困難、進展緩慢的長期難題;并充分利用系統(tǒng)的柔性和施工布置的靈活性來限度地適應各種復雜的地形地貌環(huán)境,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,以及對其他作業(yè)和周邊建筑物正常運營的干擾。
④ 充分利用系統(tǒng)的開放性來減小系統(tǒng)的視覺干擾和保護原有植被及其生長條件,并給實施人工綠化提供了可能,以充分利用植被根系的護坡加固作用和綠色植物的環(huán)境綠化美化功能,將工程治理與環(huán)境保護和改造融為一體。
⑤ 充分利用技術成熟、性價比良好的金屬涂層防腐技術,采用熱鍍鋅的鋼絲繩和鋼絲或鋅鋁合金涂層鋼絲來確保系統(tǒng)較長的防腐壽命,前者一般可達30~50年,后者可達上百年,必要時只需更換少量部件即可延長使用壽命。