SNS柔性防護系統(tǒng)在電站廠房高邊坡中的應用

魏彥軍++于美明++崔永建

摘 要：SNS柔性防護網(wǎng)是利用高強度鋼絲繩柔性防護網(wǎng)來防治坡面地質災害的安全防護系統(tǒng)，以加強高陡邊坡巖土的結構強度和抗變形能力，提高整體穩(wěn)定性。文章結合萬家口子水電站工程廠房上部高邊坡防治中對SNS柔性防護系統(tǒng)的成功運用，介紹該防護系統(tǒng)的性能特征、設計選型、工程實施及后期維護等，以供工程技術人員在進行高邊坡地質災害防治工程中參考。

關鍵詞：SNS柔性防護系統(tǒng)；高邊坡；地質災害防治

中圖分類號：P642.2 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）27-0145-02

引言

水電站廠房高邊坡防護問題一直是困擾設計及施工的難題。通過不斷探索和實踐，針對邊坡地質災害的防治，形成了主要以護、頂、錨噴、攔截為主，輔以排水、土石體改良、植被綠化等的工程防治工藝，其中SNS防護技術在邊坡地質災害治理領域脫穎而出。本文通過工程應用實例，來說明SNS柔性防護系統(tǒng)在電站廠房高邊坡地質災害防治中的成功應用，以便工程技術人員在后續(xù)工程中更好的應用SNS技術。

1 工程概況

1.1 工程概況

云南省萬家口子水電站工程位于云南與貴州交匯地界，是北盤江干流的第四個梯級電站。本工程以發(fā)電為主，水庫總庫容2.793×108m3，屬二等工程。

1.2 地質條件

電站廠房位于河道右岸高山斜坡地帶，表部有5.6～11.6m厚半膠結狀態(tài)卵石層，其下基巖為泥盆系宰格群強風化～弱風化白云巖，強風化層厚7～16.8m。

廠房開挖時，其后側半膠結狀卵石層厚約11.5m，強風化層厚11.3m。邊坡傾向302°06′38″。巖層層面與節(jié)理②傾向邊坡為逆向坡層面及節(jié)理面；僅節(jié)理①為順坡向節(jié)理，但其不發(fā)育，且延伸短。三組面域交線僅節(jié)理①與巖層面交線為順坡向，但因節(jié)理①不發(fā)育，不控制邊坡總體穩(wěn)定性，僅局部受節(jié)理切割可能出現(xiàn)掉塊現(xiàn)象。

1.3 高邊坡防護

萬家口子電站廠房地處“V”形河谷右岸，為節(jié)省投資，中間坡比1：0.2、1：0.3，馬道寬2m，上部坡比1：0.5。

B型支護：錨桿？覫28@3000×3000梅花型布置，長度4.5m，伸入基巖4.4m，外露0.10m；鋼筋網(wǎng)？覫8@200×200；噴C20砼，厚度0.12m；鎖扣錨桿根據(jù)實際情況確定。

C型支護：錨桿？覫28@2000×2000梅花型布置，長度9.0m，伸入基巖8.9m，外露0.10m；鋼筋網(wǎng)？覫8@200×200；噴C20砼，厚度0.12m。開挖遇巖石順坡向節(jié)理時，采用3Φ28@3000×3000（L=6m）與Φ28@3000×3000（L=9m）間接梅花型布置。

排水孔：間距3000×3000梅花型布置，PVC管直徑50mm，孔深1m，仰角10°。

經(jīng)技術方案研究，分部位采取B、C兩種支護+排水孔的綜合支護方式。斜坡段支護及馬道水平支護采用C型支護，馬道垂直支護采用B型支護，并在斜坡段布設排水孔，馬道內(nèi)側設置排水溝。

支護完成后，經(jīng)變形監(jiān)測，廠房開挖邊坡位移、變形小，整體穩(wěn)定。但經(jīng)開挖后，開挖邊坡上部巖塊有所松動，在雨淋、暴曬、風化、自重等作用下，施工期存在掉塊現(xiàn)象，直接威脅施工安全，并為后期運行管理埋下隱患。

2 SNS防護系統(tǒng)

針對電站廠房高邊坡情況，SNS柔性防護系統(tǒng)有其獨特功能和優(yōu)勢，主要表現(xiàn)在以下方面：（1）環(huán)保、美觀，不破壞原有地形、地貌、植被和其生長條件，與周邊環(huán)境無明顯反差。（2）對自然邊坡凹凸不平的地形具有極強的靈活適應性。（3）施工有極高的可實施性，簡單、輕便、安裝快捷。（4）壽命期較長，無需經(jīng)常性維護，且維護簡單。

2.1 設計選型

該電站廠房邊坡為巖質邊坡，本次設計采用主動防護系統(tǒng)和被動防護系統(tǒng)相結合。分別選用GAR2型和RXI-075型。

2.2 主動防護系統(tǒng)的實施

2.2.1 清坡。清除坡面上的浮土或浮石。

2.2.2 放線。放線確定孔位，盡可能在天然低凹處；在非低凹處，鑿一深度大于錨桿外露環(huán)套長度的凹坑（槽），并能將其容納在內(nèi)。

2.2.3 安裝錨桿。錨桿鉆孔、清孔，孔深應大于錨桿設計長度50mm～100mm，孔徑≥φ42，錨桿應盡可能垂直于坡面。水泥砂漿強度等級不低于M20。

2.2.4 安裝鋼柱、拉錨繩。拉錨繩、鋼柱可同時安裝，安好后通過張拉錨繩段長度，調(diào)整鋼柱到設計傾角。

2.2.5 支撐繩安裝、調(diào)試?？v向、橫向支撐繩張拉緊后，兩端分別以4個繩卡與錨桿外露環(huán)套緊固。在張拉的同時，對有明顯傾斜的鋼柱進行調(diào)整復位，以免二次調(diào)試鋼柱。

2.2.6 柔性網(wǎng)的敷設、縫合。由上而下敷設絞索網(wǎng)，每張絞索網(wǎng)可用一根33m的縫合繩與周邊支撐繩縫合，并進行預張拉，縫合繩兩端分別以2個繩卡與網(wǎng)繩緊固，且縫合繩不直接與錨桿連接。

2.3 被動防護系統(tǒng)的實施

2.3.1 錨桿測量與定位

（1）系統(tǒng)走向應盡可能水平，避開較大的地形起伏，必要時進行平整處理。（2）柱間距標準值為10m，可在8m～12m范圍內(nèi)進行調(diào)整。（3）鋼絲繩錨桿的位置由其與相鄰基座間的水平距離確定，除上拉錨桿外的所有錨桿均不得位于上坡側。

2.3.2 基坑與基座

（1）基坑內(nèi)預埋錨桿并澆筑標號不低于C20的基礎砼或

灌注標號不低于M20的水泥砂漿。（2）基座嵌入地腳螺栓后，擰緊螺母。

2.3.3 安裝拉錨繩、鋼柱

（1）順坡向上放置鋼柱，并使其底部位于基座附近。（2）在鋼柱頂端掛座上掛好上拉錨繩的掛環(huán)，拉錨繩的另一端與對應的上拉錨桿環(huán)套連接，并以繩卡暫時固定。（3）安裝下拉錨繩、中間加固繩以及端部側拉錨繩，可在鋼柱安裝后進行，亦可同上拉錨繩一并安裝。（4）緩慢抬起鋼柱使其與基座對準，插入后連接螺桿并擰緊。（5）收放上拉錨繩調(diào)整鋼柱方位并滿足設計要求后，用繩卡將拉錨繩與鋼絲繩錨桿緊固。endprint

2.3.4 安裝上支撐繩

（1）在端柱底部將第1根上支撐繩的掛環(huán)端暫時固定，沿系統(tǒng)走向調(diào)直支撐繩并置于基座下側，將減壓環(huán)調(diào)節(jié)就位。（2）在端柱頂部掛座上掛好第1根支撐繩掛環(huán)；將后續(xù)支撐繩置于鋼柱掛座內(nèi)側，直至最后1根鋼柱的支撐繩向下繞至該柱底掛座上，用繩卡暫時鎖定。（3）依次調(diào)整減壓環(huán)，當全部減壓環(huán)就位準確后，張緊支撐繩，緊固繩卡。（4）由最后1根鋼柱的第1根支撐繩向第1根鋼柱按相同方法反向安裝第2根支撐繩。（5）在距減壓環(huán)約400mm處用一個繩卡將2根上支撐繩相互并結。

2.3.5 安裝下支撐繩

在環(huán)形網(wǎng)掛至上支撐繩后，安裝下支撐繩，其法與安裝上支撐繩相似。

2.3.6 安裝、縫合環(huán)形網(wǎng)

（1）用1根起吊繩穿越環(huán)形網(wǎng)上緣第2排網(wǎng)孔，一端固定于臨近柱頂端，另一端穿過固定在上支撐繩的起吊滑輪組，使其尾端垂至地面附近。（2）拉動起吊繩尾部直至環(huán)形網(wǎng)上緣升到與上支撐繩齊平，用繩卡將網(wǎng)與上支撐繩暫時松連，同時用1根繩子穿過網(wǎng)底排孔并固定于基座上，使網(wǎng)片底緣接近鋼柱，以便于安裝下支撐繩，待下支撐繩安好后抽出該繩。（3）重復以上操作直至全部網(wǎng)片暫掛于上支撐繩，并側移網(wǎng)塊到正確位置，之后安裝下支撐繩。（4）由系統(tǒng)一端始，將縫合繩中點固定于每張網(wǎng)的上緣支撐繩中心，從中心開始分兩股各一半縫合繩向兩側逐步將網(wǎng)與兩條支撐繩纏于一起。對面向鋼柱側繩段，直至將兩條支撐繩用繩卡并結到一起后，用縫合繩將不帶減壓環(huán)的1根支撐繩與網(wǎng)纏于一起，至柱頂掛座后，使縫合繩在掛座前側穿越，轉向下繼續(xù)將支撐繩與網(wǎng)縫合，直至網(wǎng)片側邊最下一個網(wǎng)孔后，回轉繩端合并，用2個繩卡鎖緊；對面向相鄰網(wǎng)片側繩段，至相鄰網(wǎng)片時，用縫合繩轉向下與相鄰網(wǎng)邊緣縫合，直至網(wǎng)片側邊最下一個網(wǎng)孔后，回轉繩端合并，用3個繩卡鎖緊。（5）攔石網(wǎng)的部分中柱因支撐繩分段設置而使其平行于單支撐繩段時，在縫完后用繩卡先在柱頂處將支撐繩定位，后松開該繩尾端原固定繩卡，使該繩順柱交叉穿越網(wǎng)孔到基座掛座，再用繩卡重新鎖緊，方可拆下柱頂定位繩卡。（6）采用下支撐繩直接穿過網(wǎng)片底排網(wǎng)孔，其間不再進行縫合。

2.3.7 安裝格柵

（1）格柵應鋪設于環(huán)形網(wǎng)內(nèi)側，疊合環(huán)形網(wǎng)上沿并折至網(wǎng)外側寬度≥150mm，再以扎絲扎固于網(wǎng)上。（2）格柵底部應沿斜坡向上鋪設500mm以上，地面與下支撐繩間不得留有間隙。（3）每張格柵間疊合應>100mm。（4）利用扎絲將格柵扎固在網(wǎng)上，每平方米不得少于4處。

3 系統(tǒng)維護

對廠房上部邊坡防護系統(tǒng)應定期進行巡視、檢查，當系統(tǒng)遭受松石、落石沖擊而發(fā)生變形后，系統(tǒng)的防護能力有可能減弱，應進行適當?shù)木S護，其工作內(nèi)容與上述實施過程類似，不再贅述。

4 結束語

本工程實現(xiàn)了高邊坡傳統(tǒng)支護與SNS柔性防護相結合的支防體系，為新材料、新技術的推廣應用提供了思路和技術支撐，將其應用于水電站高邊坡防護工程中，是對新技術、新工藝在工程不同領域的資源公享。

參考文獻：

[1]李念.SNS邊坡柔性安全防護系統(tǒng)工程應用[M].成都：西南交通大學出版社，2009.

[2]賀詠梅，等.邊坡柔性防護系統(tǒng)的典型工程應用[J].巖石力學與工程學報，2006.endprint