柔性邊坡防護(hù)網(wǎng)在鴨嘴河水電站工程中的應(yīng)用

張 剛 譚迪平

（陜西省水利電力勘測設(shè)計(jì)研究院，陜西 西安710001）

在水利工程中邊坡防護(hù)傳統(tǒng)采用的方法是，清坡后采用掛鋼筋網(wǎng)混凝土噴護(hù)，并底部采用漿砌石擋土墻攔渣，此種工藝的施工周期長，施工中人員的安全系數(shù)低，經(jīng)濟(jì)性差，對(duì)原山體植被的破壞。我院在鴨嘴河水電站工程的設(shè)計(jì)中，經(jīng)過考察，調(diào)研，成功的把目前在公路及鐵路的施工中運(yùn)用較為廣泛柔性防護(hù)系統(tǒng)引入到水電工程的施工中來，并總結(jié)出一些適合于自身專業(yè)的成功經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)將設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)方案進(jìn)行簡單論述。

1 工程概況

跑馬坪水電站工程位于四川省涼山州木里縣境內(nèi)，雅礱江中游右岸一級(jí)支流——鴨嘴河的下游跑馬坪村處，是鴨嘴河干流規(guī)劃的第三級(jí)水電站。跑馬坪水電站廠址位于鴨嘴河河口上游約1.2km 的雅礱江右岸山坡上，其尾水入雅礱江錦屏一級(jí)水電站庫區(qū)。

跑馬坪電站前池與鴨嘴河二級(jí)煙崗電站尾水銜接，引水建筑物由進(jìn)水口和壓力管道組成，壓力管道位于前池與發(fā)電廠房之間，壓力管道采用地下埋管，壓力管道后接發(fā)電廠房。 跑馬坪水電站設(shè)計(jì)發(fā)電流量23.6 m3/s,設(shè)計(jì)水頭601m，總裝機(jī)容量120MW。 跑馬坪水電站工程屬Ⅲ等中型工程，主要任務(wù)為發(fā)電，主要建筑物（主變樓和廠房）為3級(jí)，地震設(shè)防烈度為Ⅶ度。 跑馬坪水電站廠房的后背邊坡上部的山坡為自然邊坡，邊坡坡度較陡峻，植被以灌木和雜草為主。并在局部地方有巖石上面覆蓋這一層坡積物，并伴隨的松動(dòng)的孤石，嚴(yán)重影響下面跑馬坪廠房的運(yùn)行和管理人員的安全，必須進(jìn)行邊坡防護(hù)。

設(shè)計(jì)在此部位的邊坡防護(hù)時(shí)結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況， 認(rèn)真分析后，在設(shè)計(jì)中采用以主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)為主，被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)為輔的思路，即在廠房后背坡的正上部大約600m 長200m 寬的范圍設(shè)置被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)， 在坡面設(shè)置兩道主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)一道在，一道在防護(hù)網(wǎng)的上部，一道設(shè)在防護(hù)區(qū)中部，一道在防護(hù)區(qū)與電站后背坡開挖線之間，以抑制崩塌和風(fēng)化剝落、溜塌的發(fā)生，限制局部落石的運(yùn)動(dòng)范圍。

2 柔性防護(hù)材料的施工工藝

采用主、被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)對(duì)邊坡進(jìn)行防護(hù)的方法，目前在公路及鐵路的施工中運(yùn)用較為廣泛，但其在水利工程中的運(yùn)用相對(duì)較少，經(jīng)反復(fù)詢價(jià)對(duì)比，了解到防護(hù)網(wǎng)施工方便快捷，大面積使用不會(huì)增加太多的工程投資，而且具有見效相對(duì)較快，對(duì)電站的主體建筑物的工期影響較小的優(yōu)點(diǎn)。

在進(jìn)行跑馬坪水電站邊坡防護(hù)施工圖設(shè)計(jì)時(shí)，本著安全第一的原則，還考慮到各種不利因素，結(jié)合跑馬坪水電站施工所需的臨時(shí)防護(hù)，在整個(gè)防護(hù)區(qū)設(shè)置了3 道被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)，并對(duì)邊坡上的堆積物進(jìn)行了大面積的主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)設(shè)計(jì)，主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)型號(hào)為GPS2、被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)為型號(hào)RX-050。

2.1 工作范圍

主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)是采用鋼絲繩錨桿或鋼筋錨桿和支撐繩固定方式將金屬柔性網(wǎng)覆蓋在具有潛在地質(zhì)災(zāi)害的坡面上，從而實(shí)現(xiàn)坡面加固或限制落石運(yùn)動(dòng)范圍的一種防護(hù)網(wǎng)，簡稱主動(dòng)網(wǎng)。

被動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)是采用錨桿、鋼柱、支撐繩和拉錨繩等固定方式將金屬柔性網(wǎng)以一定的角度安裝在坡面上， 形成柵欄形式的攔石網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)落實(shí)和泥沙流體中固體物質(zhì)攔截的一種防護(hù)網(wǎng)， 簡稱被動(dòng)網(wǎng)。

邊坡防護(hù)網(wǎng)工作內(nèi)容包括清除坡面浮土及浮石，錨桿和基座定位及安裝，鋼柱基礎(chǔ)(包括基礎(chǔ)開挖和混凝土澆筑)、鋼柱和拉錨繩的安裝調(diào)試，支撐繩的安裝調(diào)試，鋼繩網(wǎng)的鋪墊與縫合，格柵網(wǎng)的鋪掛。

2.2 施工工藝

1）主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)

（1）施工前應(yīng)先對(duì)坡面防護(hù)區(qū)域內(nèi)的浮土及浮石進(jìn)行清除或局部加固。

（2）錨桿孔位應(yīng)放線測定（根據(jù)地形條件，孔距可有30cm 的調(diào)整量）， 并在每一孔位鑿出深度不小于錨桿外露環(huán)套長度的凹坑， 口徑20cm，深20cm。

（3）按設(shè)計(jì)深度鉆鑿錨桿孔并清孔，孔深應(yīng)比設(shè)計(jì)錨桿長度長5cm以上，孔徑不小于Φ45mm；當(dāng)受鑿巖設(shè)備限制時(shí)，構(gòu)成每根錨桿的兩股鋼繩可分別錨入兩個(gè)孔徑不小于Φ35mm 的錨孔內(nèi)，形成人字形錨桿，兩股鋼繩間夾角為15°～30°，以達(dá)到同樣的錨固效果。

（4）注漿并插入錨桿， 錨桿的外露環(huán)套不能露出地表，以確保張拉后網(wǎng)繩緊貼地表。 漿液標(biāo)號(hào)不低于M20，宜用灰砂比1:1～1.2、水灰比0.45～0.50 的水泥砂漿或水灰比0.45～0.50 的純水泥漿， 水泥宜用425# 普通硅酸鹽水泥，優(yōu)先選用粒徑不大于3mm 的中細(xì)砂，確保漿液飽滿，在進(jìn)行下一道工序前注漿體養(yǎng)護(hù)不少于三天。

（5）安裝縱橫向支撐繩，張拉緊后兩端各用二至四個(gè)（支撐繩長度小于15m 時(shí)用三個(gè)，大于30m 時(shí)用四個(gè)，其間用三個(gè)）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)間的縫合（以及格柵網(wǎng)與支撐繩間）用Φ1.2mm 鐵絲按1m 間距進(jìn)行扎結(jié);有條件時(shí)該道工序在上道工序前完成。

（7）從上向下鋪設(shè)鋼繩網(wǎng)并縫合，縫合繩為Φ8mm 鋼繩，每張鋼繩網(wǎng)均用一根長約31m 的縫合繩與四周支撐繩進(jìn)行縫合并預(yù)張拉，縫合繩兩端各用兩個(gè)繩卡與網(wǎng)繩進(jìn)行固定聯(lián)結(jié)；當(dāng)設(shè)計(jì)為雙層鋼繩網(wǎng)時(shí)，以同樣方法鋪掛第二層鋼繩網(wǎng)。

圖1

2）被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)

圖2

（1）被動(dòng)攔石網(wǎng)由鋼立柱、高強(qiáng)度棱形鍍鋅鋼繩網(wǎng)、錨繩及錨固基礎(chǔ)組成，鋼立柱間距10m，攔石網(wǎng)的高度一般為6m，位置和標(biāo)高應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場地形實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整。

（2）錨桿施工前，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求和允許調(diào)整原則定出孔位。

（3）鋼柱的傾角應(yīng)滿足設(shè)計(jì)和施工要求，誤差為±5°，不滿足要求的可重新調(diào)整或增設(shè)下拉錨繩。

（4）對(duì)于傾角大于45°的陡坡，施工時(shí)，宜搭設(shè)施工用腳手架或作業(yè)平臺(tái)。

（5）攔石網(wǎng)鋼柱基礎(chǔ)，盡量采用人工開挖，必要時(shí)采用小藥量控制爆破，并做好施工防護(hù)。

3 使用柔性防護(hù)材料的體會(huì)和感悟

柔性材料以前多用于公路和鐵路方面，在水利工程的邊坡的防護(hù)中用的較少，經(jīng)這次在四川省涼山州鴨嘴河水電站工程的應(yīng)用，筆者覺得與傳統(tǒng)的邊坡防護(hù)方法有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

1）工期短，在200m 高差600m 寬的范圍內(nèi)，如采用傳統(tǒng)的掛鋼筋網(wǎng)，表面噴混凝土的方法，要進(jìn)行多到工藝，最少需要半年以上，而采用柔性防護(hù)系統(tǒng)只用了短短的3 個(gè)月就已全部完成。

2）安全系數(shù)大，傳統(tǒng)的施工方法需要有大量的機(jī)械設(shè)備和運(yùn)輸車輛，還要在高邊坡上進(jìn)行作業(yè)，嚴(yán)重影響了下面的廠房施工和人員安全；而柔性防護(hù)系統(tǒng)施工方便，材料輕便，作業(yè)人員少，勞動(dòng)強(qiáng)度較低。

3）環(huán)保效果好，傳統(tǒng)施工工藝，需對(duì)邊坡上的樹木和雜草全部進(jìn)行清除，然后在上面進(jìn)行混凝土噴護(hù)，對(duì)原地貌破壞較大；而柔性防護(hù)系統(tǒng)只需對(duì)局部的坡面植物進(jìn)行清理后就可進(jìn)行施工，達(dá)到與傳統(tǒng)邊坡處理一樣的效果， 而且在施工完成后撒上草籽進(jìn)行綠化和美好，起到對(duì)浮渣的穩(wěn)定作業(yè)。

4）維修方便，在運(yùn)行幾年以后，傳統(tǒng)施工工藝做的邊坡防護(hù)，會(huì)因?yàn)榈叵滤?，凍融等自然原因使表層噴護(hù)破壞，嚴(yán)重威脅廠房運(yùn)行和人員安全，必須進(jìn)行維修處理，維修時(shí)動(dòng)用設(shè)備較多，而采用柔性防護(hù)系統(tǒng)，因所用的鋼材，只有人為進(jìn)行破壞后才進(jìn)行維修，維修方法也很簡單。

5）經(jīng)濟(jì)性好，柔性防護(hù)系統(tǒng)在本工程造價(jià)與傳統(tǒng)施工方法相比只是傳統(tǒng)施工方法造價(jià)的一半。

6）防護(hù)效果好，傳統(tǒng)施工方法只是采用被動(dòng)防護(hù)，對(duì)滾石、落石的防護(hù)不是很充分，如果噴護(hù)的混凝土遭到破壞的話，還對(duì)安全存在了隱患。而柔性防護(hù)系統(tǒng)采用的是二級(jí)防護(hù)，即有主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)，還有被動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)，基本上能解決了邊坡的雜物和石塊對(duì)電站的存在安全隱患。

4 結(jié)論

在跑馬坪水電站后邊坡處理中采用的柔性防護(hù)系統(tǒng)，經(jīng)過兩年的運(yùn)行后，經(jīng)過實(shí)踐的檢驗(yàn)，在攔截淺層不穩(wěn)定邊坡的巖體和邊坡滾石發(fā)揮了很大的作用，為保護(hù)了電站安全方面發(fā)揮了積極的作用。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提高，在水電工程中，在立足于本專業(yè)的基礎(chǔ)上，吸取相關(guān)專業(yè)優(yōu)秀的、可行的先進(jìn)技術(shù)，結(jié)合水電專業(yè)技術(shù)特點(diǎn)，就地消化，取長補(bǔ)短，使水利工程的設(shè)計(jì)思想，施工工藝更上一個(gè)臺(tái)階。