柔性防護(hù)系統(tǒng)在高速公路邊坡防護(hù)中的應(yīng)用

李 超

陜西省高速公路建設(shè)集團(tuán)公司西延分公司，陜西西安 710016

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，高速公路建設(shè)事業(yè)有了很大發(fā)展。近年來(lái)，高速公路工程數(shù)量與建設(shè)規(guī)模都有了較大提升，人們對(duì)高速公路的安全性和可靠性也提出了更高的要求。在高速公路運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，由于各處水文、地質(zhì)等條件存在較大差異，給高速公路的養(yǎng)護(hù)工作帶來(lái)困擾，而柔性防護(hù)系統(tǒng)以高強(qiáng)度柔性網(wǎng)為主要組成，可避免邊坡?lián)p毀，出現(xiàn)崩塌落石、風(fēng)化剝落、雪崩、爆破飛石等危害，目前在高速公路的邊坡養(yǎng)護(hù)施工中得到廣泛應(yīng)用，極大的確保了高速公路運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的安全性、可靠性。

1 柔性防護(hù)系統(tǒng)的工作原理、分類及穩(wěn)定性分析

1.1 柔性防護(hù)系統(tǒng)的工作原理

SNS主動(dòng)柔性防護(hù)系統(tǒng)在工作原理上與噴錨和土釘墻等面層護(hù)坡體系具有一定的相似之處，然而，由于柔性防護(hù)系統(tǒng)具有柔性特點(diǎn)，能夠?qū)⑹┘釉谙到y(tǒng)上的荷載均勻傳遞到四周，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)防護(hù)能力的充分發(fā)揮，在這種情況下，柔性防護(hù)系統(tǒng)的荷載能力得到了有效提升，并且對(duì)單根錨桿的錨固力要求有了一定程度上的降低。同時(shí)，開(kāi)放性是SNS柔性防護(hù)系統(tǒng)的特性之一，因此，這一系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)地下水的自由排放，防止地下水壓升高，導(dǎo)致邊坡出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象。除此之外，柔性防護(hù)系統(tǒng)對(duì)坡面的形態(tài)特征也沒(méi)有特殊要求，對(duì)于坡面原本的地貌形態(tài)和植被生產(chǎn)條件不會(huì)造成破壞，不僅使得邊坡系統(tǒng)生態(tài)性得到了維護(hù)，而且有利于后續(xù)人工坡面綠化工作的順利開(kāi)展，實(shí)現(xiàn)綠色植物的開(kāi)放生長(zhǎng)，充分發(fā)揮植物根系對(duì)土壤的固定作用，將植物固土與邊坡防護(hù)系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，大大減少了坡面的破壞和水土流失。

1.2 柔性防護(hù)系統(tǒng)的分類

按照使用功能的不同，SNS柔性防護(hù)系統(tǒng)可以分為兩種類型：主動(dòng)防護(hù)和被動(dòng)防護(hù)。主動(dòng)防護(hù)就是在路基邊坡坡面上覆蓋、包裹柔性防護(hù)網(wǎng)，對(duì)坡面的松散、崩塌、巖石滑落、土體變形等現(xiàn)象進(jìn)行一定的約束，或者將巖石滑落控制在一定范圍內(nèi)，防止巖石滑落到高速公路上，威脅行車安全。主動(dòng)防護(hù)在陡崖、懸崖、陡坡等坡面防護(hù)應(yīng)用較為普遍。被動(dòng)防護(hù)則是將鋼絲繩網(wǎng)和菱形格網(wǎng)組成復(fù)合防護(hù)網(wǎng)設(shè)立在斜坡上，形成柵欄的形式，從而對(duì)滑落的巖石進(jìn)行攔截，因此確保高速公路運(yùn)行的安全性與可靠性。

1.3 柔性防護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析

柔性防護(hù)系統(tǒng)主要用于以下地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)區(qū)的加固與防護(hù)，如坡面崩塌、危巖、落石、風(fēng)化剝落塌落地區(qū)等。使用系統(tǒng)錨桿進(jìn)行對(duì)邊坡進(jìn)行固定是柔性防護(hù)系統(tǒng)的主要特點(diǎn)。根據(jù)柔性網(wǎng)的不同，在對(duì)柔性網(wǎng)進(jìn)行預(yù)張拉時(shí)，可以采用支撐繩、縫合張拉或預(yù)應(yīng)力錨桿等多種形式，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)邊坡的連續(xù)支撐。柔性網(wǎng)的預(yù)張拉系統(tǒng)必須盡可能與邊坡坡面貼近，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)局部巖體的抑制作用，或者形成對(duì)局部巖體破壞后的束縛預(yù)應(yīng)力，從而對(duì)邊坡進(jìn)行主動(dòng)加固。

2 柔性防護(hù)系統(tǒng)在高速公路邊坡防護(hù)中的應(yīng)用

2.1 柔性防護(hù)系統(tǒng)的應(yīng)用范圍

SNS柔性防護(hù)系統(tǒng)主要在山區(qū)高速公路路塹邊坡的防護(hù)中應(yīng)用較多，特別是溝壑縱橫相對(duì)高差較大或坡度較大的路塹。一般來(lái)說(shuō)，這類路塹邊坡大多由巖石（同種或不同種）組成，坡面的整體性狀況較差，甚至存在巖體松動(dòng)、破壞和坍塌的可能，在這種情況下，防護(hù)墻只能在部分穩(wěn)定性較強(qiáng)的區(qū)域使用，其他區(qū)域則需要用到SNS柔性網(wǎng)防護(hù)系統(tǒng)，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)這類路塹邊坡的大面積防護(hù)，對(duì)落石和落物進(jìn)行攔截，避免高速公路運(yùn)行的安全隱患。

2.2 柔性防護(hù)技術(shù)的施工特點(diǎn)

在高速公路建設(shè)過(guò)程中，柔性防護(hù)系統(tǒng)屬于現(xiàn)階段最為先進(jìn)的邊坡防護(hù)施工技術(shù)，它在對(duì)高速公路邊坡巖石進(jìn)行攔截時(shí)，使用的是柔性防護(hù)網(wǎng)，這樣可以有效防止巖石滑落帶來(lái)的破壞作用。與傳統(tǒng)邊坡防護(hù)施工方法不同，柔性防護(hù)系統(tǒng)剛性較強(qiáng)，并且施工工藝簡(jiǎn)單、成本投入也比較低。同時(shí)，柔性防護(hù)系統(tǒng)的主要構(gòu)件都具備優(yōu)良的質(zhì)量，能夠?qū)崿F(xiàn)柔性防護(hù)系統(tǒng)在使用過(guò)程中穩(wěn)定性的有效保障，以此實(shí)現(xiàn)理想的防護(hù)效果。除此之外，利用柔性防護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行高速公路邊坡防護(hù)施工，能夠大大提升高速公路建設(shè)與運(yùn)行的安全性，實(shí)現(xiàn)資源在最大程度上的節(jié)約，減少了公路建設(shè)成本的投入，增加建筑施工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。在使用進(jìn)行柔性防護(hù)系統(tǒng)的施工時(shí)，許多施工企業(yè)都會(huì)在正式投入使用前進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，從而保證其防護(hù)效果能夠達(dá)到施工與使用要求，從而實(shí)現(xiàn)高速公路建設(shè)質(zhì)量的有效提升。

在通常情況下，高速公路邊坡防護(hù)施工中的柔性防護(hù)系統(tǒng)具有施工技術(shù)復(fù)雜的特征，在工程項(xiàng)目的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和技術(shù)上都有一定的要求。因此，在進(jìn)行柔性防護(hù)系統(tǒng)的施工時(shí)，應(yīng)當(dāng)盡量選擇專業(yè)水平較高的施工隊(duì)伍，使得柔性防護(hù)系統(tǒng)能夠真正發(fā)揮其防護(hù)功能。柔性防護(hù)系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)引進(jìn)時(shí)間較短，發(fā)展起步較晚，但是，由于這項(xiàng)技術(shù)穩(wěn)定性較強(qiáng)，在高速公路建設(shè)中的使用也越來(lái)越普遍，并取得了良好的施工效果，在一定程度上也促進(jìn)了柔性防護(hù)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步。

2.3 柔性防護(hù)系統(tǒng)的施工工藝和施工方法

（1）對(duì)于邊坡坡面防護(hù)區(qū)域內(nèi)部影響施工安全的覆土、懸石等進(jìn)行清除，適當(dāng)調(diào)整局部堆積物和凸起物，避免其對(duì)柔性防護(hù)系統(tǒng)安裝和正常使用造成影響。

（2）在進(jìn)行放線測(cè)量之前，首先要結(jié)合地形條件，對(duì)錨桿孔位進(jìn)行確定，在允許調(diào)整孔間距的范圍內(nèi)，盡量將錨桿孔位設(shè)置在低洼處；如果出現(xiàn)在系統(tǒng)安裝后無(wú)法與坡面緊貼的錨桿孔。則需要在各個(gè)空位鑿除凹坑，凹坑深度需要大于錨桿外露環(huán)套的長(zhǎng)度，一般口徑20cm，深20cm；錨桿孔的連續(xù)懸空面積需要控制在5m2內(nèi)，如果超過(guò)這個(gè)面積，則需要使用φ16的雙股鋼繩錨桿，長(zhǎng)度2m為宜。

（3）在進(jìn)行錨桿孔的鉆鑿時(shí)，必須根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定鉆鑿深度，然后還要對(duì)孔洞進(jìn)行清理?？咨钚枰叱鲥^桿設(shè)計(jì)長(zhǎng)度的5～10cm左右，孔徑大小需要控制在φ42及以上；如果存在鑿巖設(shè)備無(wú)法滿足施工要求的情況，可以使用人字形錨桿，即在兩個(gè)孔徑不小于φ35的錨孔內(nèi)分別錨入構(gòu)成每根錨桿的兩股鋼繩，兩股鋼繩之間的夾角應(yīng)控制在15～30°，從而實(shí)現(xiàn)錨固效果；如果因?yàn)閹r層松散、破碎而導(dǎo)致某些區(qū)域的孔位不能成孔是，可以對(duì)不能成孔的巖土段進(jìn)行替換，替換材料需要選用斷面尺寸在0.4×0.4m及以上的C15混凝土基礎(chǔ)。

（4）在孔洞鉆鑿?fù)瓿珊?，就要開(kāi)始注漿和錨桿插入工作。漿液的配制需要滿足以下要求：水泥砂漿標(biāo)號(hào)不低于M20，灰砂比最好控制在1∶1～1∶2，采用水灰比在0.45～0.50之間的水泥砂漿或水灰比在0.45～0.5之間的純水泥砂漿。為保證漿液的飽滿，最好采用425號(hào)普通硅酸鹽水泥，中細(xì)砂粒徑控制在3mm內(nèi)；做好注漿體的養(yǎng)護(hù)工作，在開(kāi)展下一工序前，養(yǎng)護(hù)時(shí)間要保持在3d以上。

（5）對(duì)縱向支撐繩進(jìn)行安裝，在支撐繩張拉緊后，還要使用2～4個(gè)繩卡固定連接支撐繩與錨桿外露環(huán)套。繩卡數(shù)量的選擇應(yīng)結(jié)合支撐繩長(zhǎng)度，如果支撐繩長(zhǎng)度在15cm內(nèi)，選擇的繩卡數(shù)量為2，如果支撐繩長(zhǎng)度超過(guò)30cm，選擇的繩卡數(shù)量為3。

（6）格柵網(wǎng)的鋪設(shè)。在鋪設(shè)格柵網(wǎng)時(shí)，需要按照從上至下的順序，并將格柵網(wǎng)之間的重疊寬度控制在20cm以內(nèi)，如有必要，還要使用1.5號(hào)鐵絲對(duì)兩張格柵網(wǎng)、格柵網(wǎng)與支撐繩之間進(jìn)行扎結(jié)固定。如果邊坡坡度不超過(guò)45°，扎結(jié)點(diǎn)之間的距離不能超過(guò)2m；如果邊坡坡度超過(guò)45°，扎結(jié)點(diǎn)之間的距離不能超過(guò)1m。

（7）鋼繩網(wǎng)與縫合。在進(jìn)行鋼繩網(wǎng)的鋪設(shè)時(shí)，也要按照從上至下的順序，采取中φ8鋼繩作為縫合繩，使用長(zhǎng)度在30m或27m的縫合繩將各個(gè)鋼繩網(wǎng)與四周的支撐繩縫合起來(lái)，并做好預(yù)張拉工作。使用繩卡固定并連結(jié)縫合繩兩頭與網(wǎng)繩。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在高速公路施工過(guò)程中，邊坡防護(hù)處理一直是一個(gè)難題，許多工程技術(shù)人員研究并創(chuàng)造出混凝土護(hù)坡、錨固、漿砌片石攔石墻和簡(jiǎn)易鋼結(jié)構(gòu)柵欄等工程防護(hù)措施，然而，由于邊坡坡面的破壞具有隨機(jī)性、復(fù)雜性和多發(fā)性等特點(diǎn)，并且極易受到地形、地貌和地質(zhì)條件影響，難以取得良好的防護(hù)效果。SNS邊坡柔性防護(hù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)柔性材料易鋪展性和高防沖擊性能的充分利用，能夠?qū)Ω鞣N坡面地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行有效防護(hù)，并具備施工工藝簡(jiǎn)單、成本較低等優(yōu)良特性，在高速公路邊坡防護(hù)施工中的應(yīng)用越來(lái)越普遍。在進(jìn)行柔性防護(hù)系統(tǒng)施工過(guò)程中，施工人員和技術(shù)人員必須嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和施工工序開(kāi)展施工工作，對(duì)于施工中的細(xì)節(jié)部分進(jìn)行注意，提升柔性防護(hù)系統(tǒng)施工質(zhì)量，確保柔性防護(hù)系統(tǒng)能夠充分發(fā)揮其防護(hù)功能，提升高速公路建設(shè)和運(yùn)行的安全性、可靠性。

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