SNS被動防護(hù)網(wǎng)在中南部鐵路工程中的應(yīng)用

邱好才

（中鐵三局集團(tuán)有限公司運輸工程分公司，山西 晉中 030600）

1 工程概況

新建山西中南部鐵路通道工程瓦塘—湯陰東（含）段工程位于山西省的呂梁市和臨汾市境內(nèi)、河南省的安陽市境內(nèi)，北起興縣瓦塘鎮(zhèn)，向南經(jīng)臨縣、柳林、石樓、隰縣折向東—洪洞北站，沿河向東北方向到達(dá)古縣后，以太岳山隧道越嶺后到達(dá)安澤站，出安澤后向東經(jīng)長子南、長治縣南、壺關(guān)、到達(dá)下社，之后折向東南，翻越太行山，經(jīng)安陽、鶴壁、到達(dá)湯陰東站，正線長度640.554 km。

1.1 地形地貌

線路依次穿越了黃土高原的丘陵及低山區(qū)、呂梁山脈的中低山區(qū)、臨汾盆地、太行—太岳山構(gòu)造侵蝕山地（沁潞高原）、豫北太行山山前沖積傾斜平原等地貌單元。橫穿的主要山脈有呂梁山、太岳山、太行山。黃土高原的丘陵及低山區(qū)，以黃土梁、峁和深切沖溝為主；呂梁山、太岳山和太行山山區(qū)地形起伏強(qiáng)烈，河谷地段溝深壁陡，其間兩大河流汾河和沁河兩岸分別為臨汾盆地、長治盆地，地形平緩；太行山山前傾斜平原，地形起伏小，局部出露殘丘。沿線總體上地勢西高東低，太岳山脈為黃河水系與海河水系的分水嶺。呂梁山為本段最高點，地面高程為1555 m，豫北太行山山前洪積傾斜平原最低點，地面高程約80 m。

1.2 工程地質(zhì)

1.2.1 不良地質(zhì)

沿線區(qū)域范圍發(fā)育的不良地質(zhì)類型主要有壓礦及采空區(qū)、滑坡、順層、巖溶、地震液化及活動斷裂、有害氣體等。

1.2.2 滑坡、順層

線路瓦塘—洪洞段走行于黃土高原的黃土丘陵及低山區(qū)，以黃土梁、峁及沖溝為主，表覆厚層第四系新黃土、老黃土，各河流、大沖溝兩岸坡的下部及局部溝心出露第三系黏土、粉質(zhì)黏土、三疊、二疊系砂、泥巖。由于黃土具直立性，在干燥狀態(tài)下形成陡崖或峭壁，受降雨、采礦等外界因素影響，滑坡不良地質(zhì)發(fā)育。線路已繞避大部滑坡區(qū)域，受平縱斷面及車站等技術(shù)條件控制，局部地段穿越滑坡。

2 施工準(zhǔn)備

（1）查坡面尺寸，若與設(shè)計有較大出入，則必須在設(shè)計原則允許的范圍內(nèi)作出設(shè)計調(diào)整或變更設(shè)計。

（2）施工前清除坡面浮石、浮土或其他堆積物。

（3）現(xiàn)場放線確定鋼柱基礎(chǔ)，上拉錨繩基礎(chǔ)，側(cè)拉及中間加固錨繩基礎(chǔ)的位置。按設(shè)計并結(jié)合現(xiàn)場實際地形對鋼柱和錨繩基礎(chǔ)進(jìn)行測量定位，現(xiàn)場放線長度應(yīng)比設(shè)計系統(tǒng)長度減少約3%～8%，對地形起伏較大，系統(tǒng)布置難沿同一等高線呈直線布置時取上限（8%）；對地形較平整規(guī)則，系統(tǒng)布置能基本上在同一等高線沿直線布置時取下限（3%）。

（4）準(zhǔn)備施工安裝工具。

3 施工順序

SNS被動防護(hù)網(wǎng)施工順序：錨桿安裝－基座安裝－鋼柱及上拉、側(cè)拉錨繩安裝－上支撐繩安裝－下支撐繩安裝－鋼絲繩網(wǎng)安裝。

4 鋼柱、錨繩基礎(chǔ)

（1）土質(zhì)及軟土巖石地基鋼柱、拉錨繩基礎(chǔ)為鋼柱及拉錨繩最小混凝土基礎(chǔ)尺寸，當(dāng)基礎(chǔ)所在位置覆蓋層厚度不小于混凝土基礎(chǔ)深度時采用，在確保錨固深度的前提下，可以加大混凝土基礎(chǔ)尺寸。

（2）當(dāng)基礎(chǔ)位置處地層為硬質(zhì)巖石，直接鉆鑿錨桿孔，其錨桿尺寸方位與本圖同；鋼柱混凝土基礎(chǔ)地腳螺栓錨桿孔徑不小于φ45，基礎(chǔ)頂面用薄層C20細(xì)石混凝土或M20水泥砂漿抹平；拉錨繩錨桿孔徑不小于φ45。對水泥砂漿鋼筋錨桿，孔深誤差不宜大于±50 mm；對鋼繩錨桿、孔深應(yīng)比設(shè)計錨桿長度大50 mm～100 mm，孔深不得小于設(shè)計錨桿長度；自鉆式錨桿鉆進(jìn)深度誤差不宜大于±50 mm。

（3）當(dāng)基礎(chǔ)位置處地層為厚度小于混凝土基礎(chǔ)深度的覆蓋層時，覆蓋層部分用C20混凝土置換，下部直接鉆鑿錨桿孔，形成復(fù)合基礎(chǔ)，否則應(yīng)采用C20片石混凝土基礎(chǔ)。

（4）鋼柱及拉錨繩基礎(chǔ)采用人工開挖，禁止爆破作業(yè)。

（5）混凝土基礎(chǔ)頂面與SNS系統(tǒng)走向中心線處地面齊平；鋼柱基礎(chǔ)長軸（A-A）方向與該基礎(chǔ)中心和其左右基礎(chǔ)中心連線夾角的平分線方向一致。

（6）鋼柱混凝土基礎(chǔ)側(cè)壁外露高度超過30 cm時，需采用C30鋼筋混凝土，鋼筋籠采用φ16螺紋鋼筋制作，鋼筋保護(hù)層厚度不小于50 mm；對地面以下的埋入式鋼柱基礎(chǔ)和各拉錨繩錨桿基礎(chǔ)為C20素混凝土。

（7）鉆孔注漿錨桿采用M30水泥砂漿或純水泥漿。

（8）地腳螺栓錨桿由φ28螺紋鋼筋加工制作，總長L=1.0 m，頂端絲口M27×100，并配相應(yīng)墊片和螺母。

（9）鋼筋錨桿桿體使用前應(yīng)平直、除銹、除油；鋼繩錨桿桿體使用前應(yīng)除油。

5 鋼柱基座安裝

將基座搬到基坑位置后，將基座套入地腳螺栓，用水平尺測量基座的水平度，若不平整用水泥砂漿墊平，待水泥砂漿凝固到能承受力時，將螺帽擰緊，基座的各個方向水平誤差在允許范圍內(nèi)，基座地與混凝土必須完全接觸，若有縫隙，必須用水泥砂漿將縫隙補(bǔ)滿。在安裝基座時，注意基座的安裝方向。

6 鋼柱及上拉錨繩安裝

（1）將鋼柱順坡向上放置并使鋼柱底部位于基座處。

（2）將上拉錨繩的掛環(huán)掛于鋼柱頂端掛座上，然后將拉錨繩的另一端與對應(yīng)的上拉錨桿環(huán)套連接并用繩卡暫時固定（設(shè)置中間加固和下拉錨繩時，同上拉錨繩一起安裝或待上拉錨繩安裝好后再安裝均可）。

（3）將聯(lián)接板按正確方向用M27×120的螺栓與鋼柱聯(lián)接，并擰上螺帽。注意螺帽不能擰得太緊，需聯(lián)接板能夠轉(zhuǎn)動。

（4）將鋼柱緩慢抬起并對準(zhǔn)基座，然后將聯(lián)接板另一端插入基座中，插入聯(lián)接螺栓并擰緊。

（5）通過上拉錨繩來按設(shè)計方位調(diào)整好鋼柱的方位，拉緊上拉錨繩并用繩卡固定。

（6）側(cè)拉錨繩及中間加固錨繩安裝同上拉錨繩。

7 上支撐繩安裝

（1）上支撐鋼絲繩鋼絲公材質(zhì)強(qiáng)度不宜低于1770 MPa的6×19+IWS結(jié)構(gòu)類型的高強(qiáng)度鋼芯鋼絲繩；鋼絲繩公稱直徑16 mm且必須采用鍍鋅量大于70 g/m2的熱鍍鋅鋼絲繩。鋼絲繩質(zhì)量性能應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼絲繩》（GB/T8918—1996）的要求。

（2）將第一根上支撐繩的掛環(huán)暫時固定于端柱（分段安裝時為每一段的起始鋼柱）的底部，然后沿平行于系統(tǒng)走向的方向上調(diào)至支撐繩并放置于基座的下側(cè)，并將減壓環(huán)調(diào)節(jié)就位（緊鄰鋼柱的減壓環(huán)邊距鋼柱約50 cm）；在第二根鋼柱處，用繩卡將支撐繩固定懸掛于掛座的外側(cè)；在第三根鋼柱處，將支撐繩放在掛座內(nèi)側(cè)；如此相同安裝支撐繩在基座掛座的外側(cè)和內(nèi)側(cè)，直到本段最后一根鋼柱并向下繞至該鋼柱基座的掛座上，再用繩卡暫時固定，再次調(diào)整減壓環(huán)位置，當(dāng)確信減壓環(huán)全部正確就位后拉緊支撐繩并用繩卡固定；再次調(diào)整減壓環(huán)位置，當(dāng)確信減壓環(huán)全部正確就位后拉緊支撐繩并用繩卡固定，繩卡數(shù)量根據(jù)支撐繩長度按以下要求選定；支撐繩長度L≤10 m繩卡2個，支撐繩長度10 m＜L≤30 m繩卡3個，支撐繩長度L＞30 m繩卡4個。

（3）第二根上支撐繩和第一根的安裝方法相同，只不過是從第一根支撐繩的最后一根鋼柱向第一根鋼柱的方向反向安裝而已，且減壓環(huán)位于同一跨的另側(cè)。在距減壓環(huán)約40 cm處用一個繩卡將兩根上部支撐繩相互并結(jié)（僅用30%標(biāo)準(zhǔn)緊固力）。

8 下支撐繩安裝

（1）下支撐鋼絲繩的材質(zhì)要求同上支撐繩。

（2）將第一根下支撐繩的掛環(huán)掛于端柱基座的掛座上，然后沿平行于系統(tǒng)走向的方向上調(diào)至支撐繩并放置于基座的外側(cè)，并將減壓環(huán)調(diào)節(jié)就位（緊鄰鋼柱的減壓環(huán)邊距鋼柱約50 cm）；在第二個基座處，用繩卡將支撐繩固定懸掛于掛座的外側(cè)；在第三個基座處，將支撐繩放在掛座內(nèi)下側(cè)；如此相同安裝支撐繩在基座掛座的外側(cè)和內(nèi)下側(cè)，直到本段最后一個基座并將支撐繩纏繞在該基座的掛座上，再用繩卡暫時固定；再次調(diào)整減壓環(huán)位置，當(dāng)確信減壓環(huán)全部正確就位后拉緊支撐繩并用繩卡固定；繩卡數(shù)量根據(jù)支撐繩長度按以下要求選定；支撐繩長度L≤10 m繩卡2個，支撐繩長度10 m＜L≤30 m繩卡3個，支撐繩長度L＞30 m繩卡4個。

（3）第二根下支撐繩和第一根的安裝方法相同，只不過從第一根支撐繩的最后一個基座向第一個基座的方向反向安裝而已，且減壓環(huán)位于同一跨的另側(cè)；在距減壓環(huán)約40 cm處用一個繩卡將兩根下部支撐繩相互并結(jié)（僅用30%標(biāo)準(zhǔn)緊固力）。

9 鋼絲繩網(wǎng)的安裝

（1）鋼繩網(wǎng)編制用鋼絲繩及其安裝縫合繩的材質(zhì)強(qiáng)度不應(yīng)低于1770 MPa的6×7+IWS結(jié)構(gòu)類型的高強(qiáng)度鋼芯鋼絲繩；鋼絲繩公稱直徑8 mm；必須采用鍍鋅量大于70 g/m2的熱鍍鋅鋼絲繩；鋼絲繩質(zhì)量和性能應(yīng)滿足國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼絲繩》（GB/T8918—1996）。

（2）鋼繩網(wǎng)采用菱形網(wǎng)孔編制方式，網(wǎng)孔尺寸采用150 mm×150 mm規(guī)格，單張網(wǎng)塊尺寸設(shè)計為一般宜用4 m×4 m規(guī)格。

（3）施工前，應(yīng)認(rèn)真檢查和處理SNS主動防護(hù)作業(yè)區(qū)的危石，施工機(jī)具應(yīng)布置在安全地帶。

（4）鋼絲繩網(wǎng)的起吊就位方法宜根據(jù)現(xiàn)場施工場地、機(jī)具（起吊滑輪組、鋼絲繩、粗麻繩、葫蘆、梯子等）、人力條件以及經(jīng)驗和習(xí)慣而定，一般宜采用以下方法：①用一根起吊繩（鋼絲繩和專門準(zhǔn)備的粗麻繩）穿鋼絲繩上緣第三排左右網(wǎng)孔，一端固定在臨近鋼柱的頂端，另一端穿過懸掛固定于上支撐繩上的起吊滑輪組并使尾端垂落到地面附近；②拉動起吊繩尾端，直到鋼絲繩網(wǎng)上緣上升到上支撐繩水平為止，再用繩卡將網(wǎng)與上支撐繩暫時進(jìn)行松動聯(lián)結(jié)，同時也可以將網(wǎng)與下支撐繩暫時聯(lián)結(jié)以確?？p合時的更為安全，此后起吊繩可以松開抽出。③重復(fù)上述步驟直到全部鋼絲繩網(wǎng)暫時掛到上支撐繩上為止，并側(cè)向移動鋼絲繩網(wǎng)使其位于正確位置。

（5）將縫合繩按單張網(wǎng)周邊長的1.3倍截短，并在其中點作上標(biāo)志。

（6）鋼絲繩網(wǎng)的縫合；從系統(tǒng)的一端開始，先將縫合繩中點固定在每一張網(wǎng)的上緣中點處支撐繩上。從中點開始各用1/5縫合繩向兩側(cè)逐步將網(wǎng)與兩根支撐繩纏繞在一起，直到用繩卡將兩根支撐繩并結(jié)在一起的地方之后，用縫合繩將網(wǎng)與不帶減壓環(huán)的一根支撐繩纏繞在一起，轉(zhuǎn)向下繼續(xù)將網(wǎng)與相鄰網(wǎng)邊緣或支撐繩（上支撐繩的與鋼柱平行的單繩段）縫合纏繞在一起直到基座掛座，同樣從掛座的前側(cè)穿過并轉(zhuǎn)向該張網(wǎng)后繼續(xù)纏繞不帶減壓環(huán)的一根下支撐繩直到并結(jié)兩根支撐繩的繩卡之處，從這里開始再用縫合繩將網(wǎng)與兩根下支撐繩纏繞在一起，直到跨越鋼繩網(wǎng)下緣中點1 m為止，最后用繩卡將縫合繩與鋼繩網(wǎng)固定在一起，繩卡應(yīng)放在離縫合繩末端約0.5 m的地方?？p合繩的另一半從網(wǎng)上緣中點開始向右縫合，直到與另一張網(wǎng)交界的地方轉(zhuǎn)向下將兩張網(wǎng)縫合在一起，當(dāng)?shù)竭_(dá)下支撐繩時轉(zhuǎn)向該張網(wǎng)并與兩根支撐繩纏繞在一起，最后使左右側(cè)的縫合繩端頭重疊1.0 m。

（7）當(dāng)支撐繩分段設(shè)置而使一段攔石網(wǎng)的部分中部鋼柱有與其平行的單支撐繩時，由于鋼柱間距的非完全均勻布置，鋼絲繩網(wǎng)邊緣可能不剛好在該鋼柱處，此時在縫合完畢后宜用繩卡將鋼絲繩網(wǎng)與該單支撐繩段松動聯(lián)結(jié)，聯(lián)結(jié)點間距1 m左右。

10 施工時做好安全防護(hù)工作，確保人員及機(jī)具安全

（1）應(yīng)先清除山坡表面危石后再施工該系統(tǒng)。

（2）系統(tǒng)的施工工序：應(yīng)按以下順序進(jìn)行，選定鋼柱、拉錨錨桿位置，按設(shè)計圖施工安裝鋼柱、上拉錨、側(cè)拉錨、中間加固拉錨繩及減壓環(huán)，安裝上下支撐繩及減壓環(huán)，掛網(wǎng)、縫合。

（3）系統(tǒng)施工前應(yīng)按錨桿設(shè)計深度進(jìn)行拉拔試驗，試驗數(shù)量應(yīng)不少于設(shè)計數(shù)量的5%，當(dāng)拉拔試驗值小于設(shè)計值時，應(yīng)加長錨桿長度，試驗應(yīng)根據(jù)設(shè)計文件選擇在不同位置分區(qū)進(jìn)行，每一代表區(qū)域不少于5處，至此SNS被動防護(hù)系統(tǒng)在該工點中的具體應(yīng)用已經(jīng)介紹完畢，需要特別注意的是，設(shè)計工作中最關(guān)鍵的部分在于根據(jù)現(xiàn)場實際情況來確定系統(tǒng)的型號及防護(hù)高度，但目前還沒有通過十分可靠和簡便的計算方式來確定的有效方法，只能依靠設(shè)計人員及其他資料的經(jīng)驗。因此，需要在以后的不斷實踐中加以彌補(bǔ)。

11 結(jié)束語

SNS防護(hù)系統(tǒng)是一種新型的柔性防護(hù)系統(tǒng)，目前，國內(nèi)公路及城市建設(shè)中應(yīng)用比較多，鐵路近幾年也開始采用這一新興技術(shù)，與傳統(tǒng)的防護(hù)方法相比較，具有明顯的優(yōu)點：①施工簡便、快捷、經(jīng)濟(jì)適用、工程造價低；②不擾動原始地質(zhì)和植被，符合目前提倡的綠色環(huán)保要求；③整體防護(hù)性能強(qiáng)，防護(hù)能級范圍大、防護(hù)效果好；④維護(hù)方便、簡單，使用壽命長。SNS被動防護(hù)系統(tǒng)網(wǎng)是治理崩塌落石的一種經(jīng)濟(jì)可行方法，因此，這種技術(shù)在山區(qū)鐵路的防護(hù)工程中值得推廣應(yīng)用。