主動防護(hù)技術(shù)在廣西河百高速公路高邊坡危石處治中的應(yīng)用

秦偉峰

（湖南交通國際經(jīng)濟(jì)工程合作有限公司，湖南長沙 410000）

0 引言

巖溶地貌在我國西南地區(qū)分布廣泛，受可溶巖山區(qū)環(huán)境水對可溶性巖石的長期侵蝕、沉積及重力與其他環(huán)境因素作用導(dǎo)致的為熔巖崩解、堆積，造成巖溶地區(qū)孤峰林立的地形地貌特征，危巖落石災(zāi)害頻發(fā)，給沿線道路、隧道施工帶來巨大的安全隱患。在公路工程設(shè)計階段，對巖溶地區(qū)的巨型、大型危巖體，宜優(yōu)先選擇避讓設(shè)計，若無法避開，應(yīng)做好危巖體的清除、加固。

對巖溶地貌區(qū)危巖體，多采用圬工結(jié)構(gòu)處治、防護(hù)，但此類結(jié)構(gòu)難以發(fā)揮材料強(qiáng)度，受崩塌落石集中荷載、高沖擊荷載作用，結(jié)構(gòu)易發(fā)生破壞，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)防護(hù)作用喪失。SNS 柔性主動防護(hù)系統(tǒng)以鋼繩網(wǎng)作為主要防護(hù)結(jié)構(gòu)，具有強(qiáng)度高、抗集中荷載性能好的特點，可有效應(yīng)對巖溶地區(qū)危巖體崩塌造成的高沖擊荷載，且在防護(hù)系統(tǒng)中可構(gòu)造人工綠化，對沿線整體景觀的美觀性影響較小，具有良好的工程效益和環(huán)保效益。基于此，結(jié)合廣西河百高速公路高邊坡危石處治實例，對SNS 柔性主動防護(hù)技術(shù)的應(yīng)用展開研究，對同類地質(zhì)災(zāi)害治理施工具有較強(qiáng)的借鑒意義。

1 工程概況

廣西河百高速公路工程，線路需穿越境內(nèi)巖溶地貌區(qū)，沿線地貌以巖溶地貌發(fā)育為主，局部為峰從谷地。以施工段落K93+500—K93+750 左側(cè)高邊坡為例，該高邊坡位于巖溶（溶蝕）峰林洼地地貌單元，地形起伏較大，其中洼地地形較平坦，相對高差較小，峰林山體陡峻，坡度一般30～50，局部近似直立。該路塹邊坡場地中風(fēng)化石灰?guī)r產(chǎn)狀180∠13，節(jié)理較發(fā)育。巖層面與節(jié)理面均穩(wěn)定，巖層面與各節(jié)理面、各節(jié)理面之間切割體均穩(wěn)定，邊坡總體穩(wěn)定性好。受地質(zhì)構(gòu)造、風(fēng)化、溶蝕作用，兩側(cè)山體結(jié)構(gòu)面呈裂隙發(fā)育，巖體破碎嚴(yán)重，受長期環(huán)境作用及施工擾動影響，易從母巖脫落，造成巖體崩塌、落石等災(zāi)害，影響道路施工及后期運(yùn)營安全。設(shè)計采用SNS 柔性主動防護(hù)系統(tǒng)，對道路兩側(cè)高邊坡進(jìn)行防護(hù)處理。

2 SNS 柔性主動防護(hù)網(wǎng)施工技術(shù)

2.1 施工工藝流程

施工工藝流程圖，如圖1所示。

圖1 SNS 柔性主動防護(hù)網(wǎng)施工流程

2.2 坡面清理

正式進(jìn)行坡面防護(hù)施工前，應(yīng)根據(jù)坡面施工區(qū)域的工況特點，合理確定是否需要采取坡面清理措施。若出現(xiàn)以下兩種情況，應(yīng)做好坡面清理：其一，坡面施工區(qū)域、施工人員活動區(qū)域，存在影響施工安全的浮土和浮石時，應(yīng)做好坡面清理，避免造成浮土、浮石崩落等災(zāi)害；其二，坡面存在危石，在施工期間、道路運(yùn)營期間可能受多種因素作用造成崩塌災(zāi)害時，應(yīng)做好危石清理，避免危石崩塌造成施工安全隱患，或造成防護(hù)系統(tǒng)破壞，影響道路運(yùn)營安全。

2.3 測量放樣

根據(jù)施工圖紙確定的錨孔布設(shè)位置信息，準(zhǔn)確測放出孔位，結(jié)合施工場地的地質(zhì)條件，合理微調(diào)錨桿孔位，保證錨桿錨固的固結(jié)性。但應(yīng)注意孔位調(diào)整距離一般不得超過原孔位0.3m 的范圍，以保證防護(hù)系統(tǒng)整體受力結(jié)構(gòu)的性能?？孜灰藘?yōu)先設(shè)置在低凹處；若孔位因布設(shè)間距限制，無法布置在低凹處，則應(yīng)盡量緊貼坡面布置。若以上都無法滿足，則在孔位處開鑿深度略大于在錨桿外露環(huán)套長度的凹坑，該工程凹坑開鑿尺寸見表1。

表1 凹坑的尺寸

2.4 鉆孔施工

錨桿孔位布設(shè)完畢后，應(yīng)結(jié)合設(shè)計要求對錨孔整體布設(shè)間距進(jìn)行檢查，確保錨桿錨固后，可有效分散系統(tǒng)應(yīng)力，保證系統(tǒng)的防護(hù)性能。待驗收合格后，應(yīng)根據(jù)錨孔設(shè)計鉆設(shè)深度、孔徑要求，結(jié)合作業(yè)面巖土結(jié)構(gòu)特點，合理確定鉆機(jī)、鉆頭的類型、規(guī)格，確保鉆孔施工順利進(jìn)行。錨孔鉆設(shè)流程及要求如下：其一，鉆機(jī)就位。根據(jù)鉆孔位置，嚴(yán)格按照鉆機(jī)安裝要求，將鉆機(jī)安裝就位。安裝完畢后，檢查鉆機(jī)安裝的穩(wěn)固性，避免鉆孔過程中鉆機(jī)松動，造成孔位偏差。其二，根據(jù)該工程錨桿桿徑，確定錨孔孔徑70mm，鉆孔深度應(yīng)略大于錨桿長度約5～10cm。其三，在鉆孔過程中，技術(shù)人員應(yīng)做好現(xiàn)場管理，確保鉆孔施工工序滿足工藝要求，保證鉆孔施工安全及鉆孔質(zhì)量。其四，鉆孔施工完畢后，應(yīng)嚴(yán)格按照清孔施工要求，及時清理孔內(nèi)雜物、保證孔內(nèi)干凈、干燥，同時應(yīng)做好孔周雜物的清理，避免雜物、石屑掉入孔內(nèi)。其五，對鉆孔作業(yè)受限的孔位，可在周圍鉆設(shè)兩個孔徑不小于Φ35 的錨孔，將構(gòu)成錨桿的兩股鋼繩布設(shè)為人字形，夾角控制在15～30，以實現(xiàn)同樣的錨固效果。

2.5 錨桿的安裝和注漿

該工程錨桿由2 根直徑16mm 的鋼絲繩制作而成，錨桿與水平面下傾夾角約150。為保證錨桿錨固的穩(wěn)固性，需對錨桿采取注漿加固措施。該工程所用注漿砂漿為全黏結(jié)M30 砂漿。在施工過程中，應(yīng)保證錨桿深入錨孔長度符合設(shè)計要求。在邊坡施工過程中，受爆破施工擾動，部分邊坡節(jié)理、裂隙處填充物脫落，導(dǎo)致裂隙處于開口的狀態(tài)。在用手持風(fēng)動鑿巖機(jī)進(jìn)行鉆孔施工時，易出現(xiàn)卡鉆的問題，對施工安全、施工進(jìn)度造成不利影響，對此類孔位改用直徑16mm 的自鎖錨桿。

在錨桿安裝過程中，及安裝完畢后注漿施工前，應(yīng)注意保護(hù)鉆孔，避免孔周雜物、石屑掉入孔內(nèi)，影響注漿施工質(zhì)量。注漿砂漿應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計配比拌制，主要技術(shù)要求見表2。灌注施工期間，灌注砂漿攪拌應(yīng)遵循“隨拌隨用”原則，避免停置時間過長，造成砂漿凝固、離析，影響砂漿使用性能。

表2 水泥砂漿的主要技術(shù)要求

注漿施工工藝流程及要求如下：其一，注漿施工前，復(fù)檢錨桿安裝質(zhì)量，確保錨桿安裝深度符合設(shè)計要求，錨桿外露環(huán)套頂端在地表以下；其二，將注漿導(dǎo)管深入孔底，在注漿過程中，根據(jù)注漿液面深度，緩慢提升導(dǎo)管，確保導(dǎo)管處于液面以下合理的深度，保證注漿飽滿；其三，在施工過程中，注意監(jiān)控注漿的施工情況，發(fā)現(xiàn)漏漿問題，及時采取封堵措施，并采用間歇注漿法，進(jìn)行多次注漿，保證注漿質(zhì)量；其四，間歇注漿期間，應(yīng)注意控制注漿的間歇時間，同時應(yīng)確保每次注漿都將注漿管深入前次注漿液面，保證注漿飽滿；其五，注漿至孔口溢出濃漿，停止注漿，避免注漿超出環(huán)套段；其六，注漿完畢后，應(yīng)注意關(guān)注砂漿收縮情況，及時補(bǔ)漿，注漿養(yǎng)護(hù)3d 后，即可開始下一道工序施工。

2.6 支撐繩的安裝

注漿養(yǎng)護(hù)至設(shè)計強(qiáng)度，即可開始支撐繩的安裝施工。支撐繩按縱橫兩個方向安裝，張拉緊固后，兩端用Φ6mm 的繩卡與錨桿外露環(huán)固定連接。對于長度不足30cm 的支撐繩，固定繩卡個數(shù)不得低于3 個；對于長度超過30cm 的支撐繩，固定繩卡個數(shù)不得低于4個，保證支撐繩與錨桿外露環(huán)連接穩(wěn)固。

2.7 格柵網(wǎng)與鋼繩網(wǎng)的鋪設(shè)

支撐繩安裝完畢后，將格柵網(wǎng)按照從上至下的順序進(jìn)行鋪設(shè)安裝。該工程采用的格柵網(wǎng)SO/2.2/50，是直徑2.2mm 的低碳鋼絲網(wǎng)。應(yīng)注意格柵網(wǎng)與周圍格柵網(wǎng)重貼寬度不得小于5cm，格柵網(wǎng)間用Φ1.2 鐵絲按1m 間距進(jìn)行扎結(jié)。

鋪設(shè)格柵網(wǎng)的同時，將鋼繩網(wǎng)從最頂端支撐繩處向下鋪設(shè)，與支撐繩采用縫合連接，形成防護(hù)系統(tǒng)。該工程采用鋼繩網(wǎng)規(guī)格為DO/08/300，是直徑為8mm的鋼絲繩網(wǎng)。采用Φ8 鋼繩，將鋼繩網(wǎng)與四周支撐繩縫合并張拉；張拉完畢后，將縫合繩兩端用繩卡與網(wǎng)繩連接穩(wěn)固。

在坡頂位置，縱向布設(shè)三排鋼繩錨桿，布設(shè)間距3m，錨桿長5m。SNS 柔性主動防護(hù)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)布置及縫合圖如圖2所示。

圖2 SNS 柔性主動防護(hù)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)布置及縫合

3 結(jié)論

以廣西河百高速公路工程為例，結(jié)合巖溶地貌特點及線路具體工況，研究了SNS 柔性主動防護(hù)系統(tǒng)在巖溶地貌危巖體防護(hù)工況下的應(yīng)用，結(jié)論如下：

其一，錨孔孔位測放完畢后，應(yīng)根據(jù)場地的實際條件，合理調(diào)整孔位位置，優(yōu)先將孔位設(shè)置于低凹處或緊貼坡面處，但應(yīng)注意調(diào)整距離一般不得超過原孔位0.3m 的范圍，保證整體孔位布設(shè)間距滿足防護(hù)體系的要求。

其二，應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行鉆孔、清孔施工，同時做好孔周清理，避免孔周雜物掉入孔內(nèi)，以保持孔內(nèi)干凈、干燥；針對無法實施鉆孔的孔位，可根據(jù)孔位處的實際情況，合理鉆設(shè)兩個較小孔徑的錨孔，將構(gòu)成錨桿的兩股鋼繩布設(shè)為人字形，以達(dá)到同等的錨固效果，保證防護(hù)體系整體的受力性能。

其三，SNS 柔性主動防護(hù)系統(tǒng)在危石體防護(hù)工況下，適用性良好，可有效應(yīng)對集中荷載、高沖擊荷載防護(hù)的要求，充分發(fā)揮了材料的強(qiáng)度性能，可形成對道路的長期防護(hù)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)圬工防護(hù)結(jié)構(gòu)的不足，具有工藝簡單、工期短、美觀性高等特點，工程效益、環(huán)保效益顯著，可在同類工程中推廣應(yīng)用。