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2019-09-27 08:56:42 | 分类:默认分类 | 标签:

       摘要:本文结合云南楚广高速公路边坡防护工程实例,对山区岩质高陡边坡中SNS主动柔性防护系统的应用和防护特点及其施工工艺进行浅谈,希望对同行有借鉴作用。

关键词:SNS主动柔性防护系统;高速公路;边坡防护

          SNS(safety netting system)主动柔性防护系统是利用高强钢丝绳网(高强度钢丝格栅)、支撑绳、锚杆和其他安装部分作为主要构成部分,以覆盖或包裹路基边坡坡面,限制坡面岩石体、土体等崩塌、滚落(坠落)的一种防护系统。SNS主动柔性防护系统以其柔性特征,将局部集中荷载向四周均匀传递,充分发挥整个系统的防护能力,从而使系统能够承受较大荷载,降低单根锚杆锚固力,与常规边坡坡面防护相比更有价值。本文结合云南楚广高速公路边坡防护工程实例,系统的阐述山区岩质高陡边坡中SNS主动柔性防护系统的应用和防护特点及其施工工艺。

一、工程实例简介及施工方案

1、工程简介

        楚广高速公路K7+921~K8+089段路基为深挖路堑穿越斜坡地段,全长168米,最大挖深30.48米,路线走向54︒,地形中间低两边高,自然坡度角20~30︒,地质作用以构造剥蚀为主,地层由中生界白垩系上统江底河组(K2J)泥岩夹细粒含长石石英砂岩及白垩系上统马头山组(K2m)砂质泥岩、灰绿色灰质粉砂岩组成。该段路基最高挖方边坡坡面达58.13米,属于山区岩质高陡边坡(第一级、第二级边坡坡比1:0.75,第三极、第四级边坡坡比1:1.00),由于受到地质构造运动影响,该边坡岩体受到强烈挤压,节理裂隙发育,形成破碎的危岩体,加之开挖边坡较陡,边坡开挖后极易产生岩体坠落和崩塌,且坡口线以外部分岩石成“倒坡状”,坡面上方有大面积陡崖和斜坡,陡崖为自然地质作用形成,处于不稳定状态,具备崩塌和落石的自然条件。

2、施工方案

       经多方咨询及专项讨论,在结合传统工程防护基础上,最终采用SNS主动柔性防护系统(GPS2)对该段边坡坡面(坡面面积9826m²)和坡口线以外危岩进行防护,该系统采用纵横交错的φ16横向支撑绳和φ12纵向支撑绳与4.5m×4.5m正方形模式(边沿局部根据需要有时为4.5m×2.5m)布置的锚杆相联结并进行预张拉,支撑绳构成的每个4.5m×4.5m(或4.5m×2.5m)网格内铺设一张DO/08/300/4×4m(或4×2m)型钢丝绳网,每张钢丝绳网与四周支撑绳间用缝合绳缝合联结并拉紧,该预张拉工艺能使系统对坡面施以一定的法向预紧压力,从而提高表层岩土体的稳定性,尽可能地阻止崩塌落石的发生并将小部分落石限制在一定的空间内运动,同时,在钢绳网下铺设小网孔的SO/2.2/50型格栅网,以阻止小尺寸岩块的崩落或限制局部岩土体的破坏。

二、防护特点

        与其他边坡防护形式比较,SNS主动柔性防护系统具有以下特点:

1、以热镀锌高强度钢丝绳为主要材料的主动柔性防护系统具有高韧性、高防护强度、易铺展、安装程序标准化、系统化等优点。

2、环境干扰小:主动柔性防护系统开放的系统特征能够将工程对环境的影响降到最低,其防护区域内可以一定程度地保护岩体的稳固性。

3、适应复杂地形地貌:系统的柔性和积木式结构特征,决定了它能够较好地适应各种复杂地形地貌,一般不需要针对其施工安装进行大量的开挖和淸坡,减少施工辅助工程量,施工干扰极小,能够最大程度保护原始地貌和周围植被环境。

4、施工快速简便:柔性防护充分考虑了山区作业环境的恶劣性,以简单的轻型化,少量的人工,少量的水泥砂浆即能实现系统的快速安装。

5、寿命较长:采用热镀锌高强度钢丝绳为主要材料的主动柔性防护系统,其材料的特殊制造工艺和高防腐防锈技术,决定了系统的寿命较长,通过国内外大量的试验和研究发现,其防护使用寿命可达30~50年之久。

6、SNS主动柔性防护系统是一种标准化、定型化的防护系统。在一定程度上,主动柔性防护技术除在边坡地质灾害防护方面可以替代一系列传统方法难以解决的问题以外,在环保和景观方面也具有一定的优势,且能达到经济优化、工程施工优化、防护效果优化的效果。

三、施工工艺

1、施工前准备工作:

      编制施工工艺设计及工序质量控制设计,制定作业指导书和操作规程,材料、人员、机械设备、各种施工用具进场(柔性防护网为坡面施工,为高空作业,施工需要悬索、吊篮,锚杆钻孔需空压机及潜孔钻及安全防护用品),临水、临电设施架设或铺设完成并上报监理等有关各单位批复同意。

2、施工工艺流程:

SNS主动柔性防护网施工工艺流程图:

具体施工工艺为:

⑴、清坡

①对坡面防护区域内的浮土、浮石及危岩进行清除,对不利于施工安装和影响系统安装后正常功能发挥的局部地形(局部堆积体和凸起体等)进行适当修整和加固。

②该工序属于高空作业,施工人员需系紧安全绳方可对坡体危岩进行清理和加固局部地形,清理和加固前须封闭交通,其他人员撤离至安全地带。

③在施工坡面的路基两侧距施工地点40m处设置施工标志及减速带并在坡面下方布置危岩拦截网,危岩拦截网采用长6m、高2.5m的钢管布置,并在钢管内布置钢丝拦截网。若有局部大块危岩不能清理,则做出标记,后期施工中,钻孔工序将避免在此施工,以防止工程扰动造成危岩松动下滑。

⑵、放线

①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,若该段属于危岩及土层,锚杆点可在设计孔位1m范围内设置锚杆点位,但下一锚杆需回复到标准的定点位置。

②尽可能在低凹处选定锚杆孔位,对非低凹处或不能满足系统安装后尽可能紧贴坡面的锚杆孔(一般连续悬空面积不得大于5平米,否则宜增设长度不小于0.5m的局部锚杆,该锚杆可采用直径不小于φ12的带弯钩的钢筋锚杆或直径不小于2φ12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,一般口径20cm,深20cm。

⑶、钻孔

①按设计深度钻凿锚杆孔,孔深应大于设计锚杆长度5cm~10cm,孔径不小于φ42;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φ35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0.4×0.4m的C15砼基础置换不能成孔的岩土段。

②钻孔完毕后,用风钻杆对锚杆孔进行吹砂清孔,保证孔内干净,以确保锚杆能准确安装到位。      

    ⑷、注浆并插入锚杆

①砂浆配制采用标号不低于M20的水泥砂浆,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42.5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。

②插入锚杆时锚杆外露环套顶端外露长度不能超过5cm,若锚杆环套外露长度超过5cm,须重新用锚杆钻凿,以确保锚杆安装到位,且环套段不能注浆,以确保支撑绳张拉后尽可能紧贴地表。

③注浆时要求灌注密实,边捣固边灌注,防止锚杆孔眼内有空气,影响锚杆锚固质量。

④注浆体养护不少于三天,候凝时间未达到要求,严禁进行下一道工序,并确保锚杆不受外力作用。

⑸、安装纵横向支撑绳

①支撑绳下料安装前,应准确测量每根支撑绳两端锚杆间的距离,支撑绳下料时其长度应在测得每根长度的基础上两端各增加1m,即共增加2m。

②紧固绳头,将钢丝绳绳头穿过锚杆,并弯曲,采用与钢丝绳直径相适应的绳卡固定一端,绳卡间距5~l0mm,固定后绳端留长度不小于20cm的自由尾绳。

③穿孔,支撑绳穿过锚杆的外露马蹄形环套(钢绳锚杆),直至该行的最后一根锚杆。

④张拉,支撑绳到达锚杆最后一端后,将绳尾穿过最后一根锚杆,并弯曲,用拉紧力不小于5KN的紧绳器或葫芦张紧,其间若长度较长,因支撑与锚杆和地面间的磨擦力大而不能张紧时,可逐段张紧,最后将尾端用绳卡采用与起始端相同的方式固定,张拉紧后两端各用2~4个(支撑绳长度小于15m时为2个,大于30m时为4个,其间为3个)绳卡与锚杆外露环套固定连接。

⑤用绳头紧固相同方式紧固绳尾。

⑹、铺挂格栅网

①从上向下铺挂格栅网,格栅必须位于系统底层并紧帖坡面,即支撑绳应在其下方并沿支撑绳铺挂,每两格(即上下或左右)铺设两张钢丝格栅,格栅网间搭接宽度不小于5cm。

②两张格栅网间的缝合以及格栅网与支撑绳间用φ1.5铁丝按1m间距进行扎结,当坡度小于45°时,扎结点间距不得大于1m。

⑺、铺设钢绳网并缝合

①钢绳网编织应满足规定,材质强度不低于1770Mpa的6×19+1WS结构类型的高强度钢芯钢丝绳,钢丝绳公称直径8mm;必须采用镀锌量大于70g/㎡热镀锌钢丝绳;钢丝绳质量和性能应满足国家标准《钢丝绳》(GB/T8918-1996)。钢绳采用菱形网孔编制方式,网孔尺寸除特殊设计外,一般采用300×300mm钢丝格栅的安装钢绳网的安装扎结缝10规格,单张网块尺寸除特殊要求外一般用4×4m规格。

②从上向下铺设钢绳网并缝合,缝合绳为φ8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,缝合绳两端用两个绳卡与网绳进行固定联结。为保证其形成的网孔尺寸不大于钢丝绳网的网孔尺寸,即网块边沿与支撑绳间距离不得大于300mm。

四、结语

       楚广高速公路K7+921~K8+089段路基挖方岩质高陡边坡采用SNS柔性防护系统防护达到了边坡防护要求,取得了良好的防护效果,作为一种新型公路工程边坡防护形式,SNS柔性防护网系统将会越来越受到人们的青睐,具有广泛的应用前景。


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