高原山区落石雪崩柔性被动防护网施工技术

【摘要】本文以新疆穿越天山公路国道217线乔尔玛至那拉提段道路高边坡崩塌落石及沟槽型雪崩治理采用SNS柔性被动防护系统（RX-050）拦截施工为例，较为详细地介绍了SNS柔性被动防护网的施工技术，该防护系统设置减少了边坡崩塌落石及雪崩的危险，保证了运营公路的安全，对同类工程的施工具有积极的指导意义。

【关键词】SNS柔性被动防护网被动防护施工技术措施

1 前言

近年来国内出现了用新型的SNS柔性防护技术对高边坡进行防护，这种防护属于柔性防护，它从作用原理上分为主动防护和被动防护两大类。主动防护是将柔性网用其他构件直接覆盖在有潜在地质灾害的斜坡坡面上，通过对坡面浅表层的直接加固作用来避免地质灾害的发生。国道217线乔尔玛至那拉提段道路边坡基岩破坏严重，崩塌、落石的物质来源较丰富，落石分散，危害道路设施和行车安全；而且此段还有雪崩，形成区位于山坡高处，相对高差较大，对此设置了柔性被动防护系统进行防护，长度730米，面积4380m2，经实践证明收到了较好的防护效果。

2SNS柔性防护系统工作原理

RX-050型SNS柔性网防护系统见图1所示，其网型由钢丝+ 格栅两层构成,固定方式为:系统锚固+纵横向支撑绳+缝合绳、孔口凹坑+张拉，传力过程如图2所示[1]。当落石下坠冲击拦石网时,冲击力通过网的柔性得以延缓,再向立柱和锚绳传递,最终传至锚固基础和稳定地层。而SNS柔性拦石结构与落石碰撞时接触时间长,在相同撞击条件下受力小,并通过系统的整体性能得以分散 [2]。因此,柔性拦石结构物可以拦截更大动能的落石,功能优于刚性拦石结构。

图1 RX-050型SNS被动防护系统示意图

3 SNS被动防护系统的选型依据与布置

不同型号被动防护系统设计选型的主要依据是: 落石弹跳高度和落石动能。这些参数可根据条件通过理论模拟计算、现场试验或经验确定, 并由此选择系统的防护能级和高度。由于崩塌落石的复杂性和随机性, 所有方法确定的落石运动参数都不可能是精确的, 因此设计选型总存在一定的风险, 要降低这种风险, 就必须通过增加投资来提高防护水平, 这就存在一个既节省投资又能将风险降至最低的经验确定问题, 即寻求一个最佳平衡点的问题。根据文献3，一般来讲在计算弹跳高度基础上增加 1m作为安全储备较为合理, 而在防护能级选择上,能确保95%的落石动能在有效拦截范围内即可。

落石冲击拦石网时,系统将向前发生明显的横向位移,同样威胁行人和行车的安全。最有效的措施是将系统的布置位置后移, 当仍不能满足要求时, 可通过减小钢柱间距(一般为4～12m)来实现。在不受此条件限制时, 建议一般采用10m的标准间距。本工程中由于道路宽度有限，将系统的布置后移显然是不合理也不经济的，因此将采用减小钢柱间距来实现。

国道217线乔尔玛至那拉提段道路边坡采用型号为DO/8/200防护网,其上、下支撑绳采用φ16双绳，每跨每根各一个减压环，上拉锚绳采用φ14单绳，下拉、中间及侧拉锚绳采用φ16单绳，缝合绳采用φ8直径的钢筋绳，网高3m，钢柱直径160mm，由于道路转角较大且道路宽度有限，为防止横向位移过大影响行车取钢柱间距为4m。

4 主要施工方法及技术要求

4.1施工要点及注意事项[5]

国道217线乔尔玛至那拉提段道路边坡，型号为DO/8/200防护网施工要点：(1)注浆用水泥砂浆强度不小于M10,灰砂比1∶1～1：1.2,水灰比0.4～0.45,水泥宜用32.5R普通硅盐水泥,或用水灰比为0.45～0.5的纯水泥浆。(2)注浆时应确保砂浆饱满,在进行下道工序前注浆养护期不少于3d。(3)绳卡在支撑绳长度小于15m时为2个,大于30m时不少于4个。(4)钻孔时应注意钻孔角度和深度,钻孔尽量垂直岩面,孔口高于孔底,以保证锚杆锚固效果。(5)注浆时浆管需插入至离孔底约10cm处,随水泥砂浆的注入缓慢匀速拔出,随即插入锚杆,以保证砂浆饱满。（6）锚杆安放前必须除锈并在运输过程中防止污染，以利于与水泥砂浆的粘接。（7）锚孔灌浆前采取临时堵孔或遮盖措施，防止杂物落入孔内。灌浆材料的水泥砂浆应严格按照设计的配合比进行配制。（8）本工程灌浆采用压浆，由孔底开始返浆式灌注，直至灌注的孔口浓浆外溢。注浆过程中若漏浆现象严重，则采用封堵措施及间歇多次注浆法，每次注浆管口均需置于前次注浆砂浆所达顶面，以保证注浆饱满，砂浆初凝收缩后，尚应进行补浆。灌浆完成28h 内不得敲击和碰撞锚杆。

4.2 施工工序

锚杆及基座定位基坑开挖及同灌注（土质地层B类锚固）或钻凿锚杆孔（岩质地层A类锚固）基座及锚杆安装钢柱及拉锚绳安装调试支撑绳安装与张拉环形网的铺挂与缝合。

4.3 采购要求

由于SNS被动防护系统的特殊工作环境和对其寿命的特别要求，所用SNS被动防护系统的质量必须得到保证。系统到货后，认真检查出厂合格证和材质检验书，逐件进行外观检查，并按规定对其力学性能进行抽检，全部符合标准后才能使用。

4.4 主要施工步骤及技术要求

1）按设计的位置并结合现场实际地形对锚杆孔位进行测量定位，由于坡面的起伏，实际的放线长度要比设计图上标注的长度减小3%～8%，否则，支撑绳和防护网可能连接不上。

2）基坑开挖、预埋锚杆及灌注砼施工：如图5所示,当工字钢柱基础地基是土夹石，且厚度较厚时，按设计的基础尺寸人工开挖基坑(严禁放炮)。然后，按常规的方法安装钢筋笼、预埋地脚螺栓、浇筑C20混凝土并养生，待混凝土强度不小于85％设计强度以后，才能安装工字钢柱基座；地脚螺栓长度不小于1m+覆盖层的厚度，等置换覆盖层的混凝土强度不小于85％设计强度后，安装钢柱底座；当钢柱基础地基是的基石时，直接在岩面上钻出4个地脚螺栓孔，要求与上同。

3 ）钢柱和上、下侧拉锚绳安装：通过与基座间的连接和上拉锚绳来实现钢柱的固定安装。拉锚绳调整钢柱方位满足设计要求,误差不得大于5°。拉锚绳绳端用不少于4个绳卡固定，上拉锚绳上的减压环宜距钢柱顶0.5～1.0 m。

4） 上、下支撑绳安装：上、下支撑绳都是双绳，在每根钢柱顶部(或底部)，两根钢绳分别固定在钢柱挂座的内、外侧。将该支撑绳的挂环挂于端柱的顶部挂座上；在第二根钢柱处,用绳卡将支撑绳固定于挂座的外侧(仅用30%标准紧固力)，在第三根钢柱处,将支撑绳放在挂座内侧，如此相间安装支撑绳在基座挂座处外侧和内侧,直到本段最后一根钢柱并向下绕至该钢柱基座的座上,再用绳卡暂时固定；再次调整减压环位置,当确信减压环全部正确就位后拉紧支撑绳并用绳卡固定；第二根上部支撑绳和第一根的安装方法相同,只不过是从第一根支撑绳的最后一根钢柱向第一根钢柱的方向反向安装而已,且减压环位于同一跨的另侧；在距减压环40cm处用一个绳卡将两根上部支撑绳相互连接(仅用30%标准紧固力)[6]。

5） 挂钢绳网并缝合：钢丝绳网只能与支撑绳或临近网边缘缝合联结,严禁与钢柱和基座等构件直接联结。在2个并接绳卡之间或并接绳卡与无减压环一侧钢柱之间,缝合绳应将网与2根支撑绳缝合缠绕在一起；直到与另一张网交界的地方转向下将两张网缝合在一起,当到达下支撑绳时转向该张网并与两根支撑绳缠绕在一起,最后使左右侧的缝合绳端头重叠1.0m并用2个绳卡与钢丝绳网固定[7]。

图2 SNS柔性被动防护系统作用原理 图3 SNS被动防护系统效果图

6）格栅网的安装：如图3所示,格栅网铺挂在钢绳网的内侧，并应叠盖钢绳网上缘，叠盖宽度不小于15cm。用扎丝将格栅网固定在钢绳网上，每平方米的固定点不少于4处。

5结 语

SNS柔性防护系统技术自1995年引入中国以来，已成功地应用于国内铁路、公路、水电站、矿山和市政工程的上千个边坡工点，在高边坡岩石崩塌、落石及雪崩等不良地质地段值得推广应用，在确保公路运营安全方面有着重大的意义。

参考文献：

[1] 罗四元.SNS柔性防护系统在既有线路基病害防治中的应用[J].铁路建筑，2010(3):74-76

[2] 阳友奎,方向池.崩塌落石的SNS柔性拦石网系统[J].云南交通科技，1999(5):23-25.

[3] JT/T528-2004，公路边坡柔性防护系统构件[S],2004.

[4] 阳友奎.岩崩灾害及其SNS柔性防护[J].铁路工程建设科技动态报告文集(铁路地质和路基工程分册).1997,PP:160 -165.

[5] 李勇良.SNS柔性防护系统在桥台山体防护中的应用[J].世界桥梁，2004(2):75-76.

[6] 李学荣.SNS柔性防护系统在危岩边坡中的应用[J].长沙大学学报，2007(2):50-52

[7] 王森昌.SNS柔性防护系统在边坡防护中的应用[J].铁道建筑技术,2004(5):48-51.

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。