柔性防护系统在高速公路边坡防护中的应用

李 超

陕西省高速公路建设集团公司西延分公司，陕西西安 710016

随着社会经济的不断发展，高速公路建设事业有了很大发展。近年来，高速公路工程数量与建设规模都有了较大提升，人们对高速公路的安全性和可靠性也提出了更高的要求。在高速公路运营过程中，由于各处水文、地质等条件存在较大差异，给高速公路的养护工作带来困扰，而柔性防护系统以高强度柔性网为主要组成，可避免边坡损毁，出现崩塌落石、风化剥落、雪崩、爆破飞石等危害，目前在高速公路的边坡养护施工中得到广泛应用，极大的确保了高速公路运营过程中的安全性、可靠性。

1 柔性防护系统的工作原理、分类及稳定性分析

1.1 柔性防护系统的工作原理

SNS主动柔性防护系统在工作原理上与喷锚和土钉墙等面层护坡体系具有一定的相似之处，然而，由于柔性防护系统具有柔性特点，能够将施加在系统上的荷载均匀传递到四周，实现整个系统防护能力的充分发挥，在这种情况下，柔性防护系统的荷载能力得到了有效提升，并且对单根锚杆的锚固力要求有了一定程度上的降低。同时，开放性是SNS柔性防护系统的特性之一，因此，这一系统能够实现地下水的自由排放，防止地下水压升高，导致边坡出现失稳现象。除此之外，柔性防护系统对坡面的形态特征也没有特殊要求，对于坡面原本的地貌形态和植被生产条件不会造成破坏，不仅使得边坡系统生态性得到了维护，而且有利于后续人工坡面绿化工作的顺利开展，实现绿色植物的开放生长，充分发挥植物根系对土壤的固定作用，将植物固土与边坡防护系统有机结合起来，大大减少了坡面的破坏和水土流失。

1.2 柔性防护系统的分类

按照使用功能的不同，SNS柔性防护系统可以分为两种类型：主动防护和被动防护。主动防护就是在路基边坡坡面上覆盖、包裹柔性防护网，对坡面的松散、崩塌、岩石滑落、土体变形等现象进行一定的约束，或者将岩石滑落控制在一定范围内，防止岩石滑落到高速公路上，威胁行车安全。主动防护在陡崖、悬崖、陡坡等坡面防护应用较为普遍。被动防护则是将钢丝绳网和菱形格网组成复合防护网设立在斜坡上，形成栅栏的形式，从而对滑落的岩石进行拦截，因此确保高速公路运行的安全性与可靠性。

1.3 柔性防护系统的稳定性分析

柔性防护系统主要用于以下地质灾害多发区的加固与防护，如坡面崩塌、危岩、落石、风化剥落塌落地区等。使用系统锚杆进行对边坡进行固定是柔性防护系统的主要特点。根据柔性网的不同，在对柔性网进行预张拉时，可以采用支撑绳、缝合张拉或预应力锚杆等多种形式，以此实现对整个边坡的连续支撑。柔性网的预张拉系统必须尽可能与边坡坡面贴近，以此实现对局部岩体的抑制作用，或者形成对局部岩体破坏后的束缚预应力，从而对边坡进行主动加固。

2 柔性防护系统在高速公路边坡防护中的应用

2.1 柔性防护系统的应用范围

SNS柔性防护系统主要在山区高速公路路堑边坡的防护中应用较多，特别是沟壑纵横相对高差较大或坡度较大的路堑。一般来说，这类路堑边坡大多由岩石（同种或不同种）组成，坡面的整体性状况较差，甚至存在岩体松动、破坏和坍塌的可能，在这种情况下，防护墙只能在部分稳定性较强的区域使用，其他区域则需要用到SNS柔性网防护系统，以此实现对这类路堑边坡的大面积防护，对落石和落物进行拦截，避免高速公路运行的安全隐患。

2.2 柔性防护技术的施工特点

在高速公路建设过程中，柔性防护系统属于现阶段最为先进的边坡防护施工技术，它在对高速公路边坡岩石进行拦截时，使用的是柔性防护网，这样可以有效防止岩石滑落带来的破坏作用。与传统边坡防护施工方法不同，柔性防护系统刚性较强，并且施工工艺简单、成本投入也比较低。同时，柔性防护系统的主要构件都具备优良的质量，能够实现柔性防护系统在使用过程中稳定性的有效保障，以此实现理想的防护效果。除此之外，利用柔性防护系统进行高速公路边坡防护施工，能够大大提升高速公路建设与运行的安全性，实现资源在最大程度上的节约，减少了公路建设成本的投入，增加建筑施工企业的经济效益。在使用进行柔性防护系统的施工时，许多施工企业都会在正式投入使用前进行现场试验，从而保证其防护效果能够达到施工与使用要求，从而实现高速公路建设质量的有效提升。

在通常情况下，高速公路边坡防护施工中的柔性防护系统具有施工技术复杂的特征，在工程项目的规划、设计、施工和技术上都有一定的要求。因此，在进行柔性防护系统的施工时，应当尽量选择专业水平较高的施工队伍，使得柔性防护系统能够真正发挥其防护功能。柔性防护系统在国内引进时间较短，发展起步较晚，但是，由于这项技术稳定性较强，在高速公路建设中的使用也越来越普遍，并取得了良好的施工效果，在一定程度上也促进了柔性防护技术的发展与进步。

2.3 柔性防护系统的施工工艺和施工方法

（1）对于边坡坡面防护区域内部影响施工安全的覆土、悬石等进行清除，适当调整局部堆积物和凸起物，避免其对柔性防护系统安装和正常使用造成影响。

（2）在进行放线测量之前，首先要结合地形条件，对锚杆孔位进行确定，在允许调整孔间距的范围内，尽量将锚杆孔位设置在低洼处；如果出现在系统安装后无法与坡面紧贴的锚杆孔。则需要在各个空位凿除凹坑，凹坑深度需要大于锚杆外露环套的长度，一般口径20cm，深20cm；锚杆孔的连续悬空面积需要控制在5m2内，如果超过这个面积，则需要使用φ16的双股钢绳锚杆，长度2m为宜。

（3）在进行锚杆孔的钻凿时，必须根据设计要求确定钻凿深度，然后还要对孔洞进行清理。孔深需要高出锚杆设计长度的5～10cm左右，孔径大小需要控制在φ42及以上；如果存在凿岩设备无法满足施工要求的情况，可以使用人字形锚杆，即在两个孔径不小于φ35的锚孔内分别锚入构成每根锚杆的两股钢绳，两股钢绳之间的夹角应控制在15～30°，从而实现锚固效果；如果因为岩层松散、破碎而导致某些区域的孔位不能成孔是，可以对不能成孔的岩土段进行替换，替换材料需要选用断面尺寸在0.4×0.4m及以上的C15混凝土基础。

（4）在孔洞钻凿完成后，就要开始注浆和锚杆插入工作。浆液的配制需要满足以下要求：水泥砂浆标号不低于M20，灰砂比最好控制在1∶1～1∶2，采用水灰比在0.45～0.50之间的水泥砂浆或水灰比在0.45～0.5之间的纯水泥砂浆。为保证浆液的饱满，最好采用425号普通硅酸盐水泥，中细砂粒径控制在3mm内；做好注浆体的养护工作，在开展下一工序前，养护时间要保持在3d以上。

（5）对纵向支撑绳进行安装，在支撑绳张拉紧后，还要使用2～4个绳卡固定连接支撑绳与锚杆外露环套。绳卡数量的选择应结合支撑绳长度，如果支撑绳长度在15cm内，选择的绳卡数量为2，如果支撑绳长度超过30cm，选择的绳卡数量为3。

（6）格栅网的铺设。在铺设格栅网时，需要按照从上至下的顺序，并将格栅网之间的重叠宽度控制在20cm以内，如有必要，还要使用1.5号铁丝对两张格栅网、格栅网与支撑绳之间进行扎结固定。如果边坡坡度不超过45°，扎结点之间的距离不能超过2m；如果边坡坡度超过45°，扎结点之间的距离不能超过1m。

（7）钢绳网与缝合。在进行钢绳网的铺设时，也要按照从上至下的顺序，采取中φ8钢绳作为缝合绳，使用长度在30m或27m的缝合绳将各个钢绳网与四周的支撑绳缝合起来，并做好预张拉工作。使用绳卡固定并连结缝合绳两头与网绳。

3 结语

综上所述，在高速公路施工过程中，边坡防护处理一直是一个难题，许多工程技术人员研究并创造出混凝土护坡、锚固、浆砌片石拦石墙和简易钢结构栅栏等工程防护措施，然而，由于边坡坡面的破坏具有随机性、复杂性和多发性等特点，并且极易受到地形、地貌和地质条件影响，难以取得良好的防护效果。SNS边坡柔性防护系统实现了对柔性材料易铺展性和高防冲击性能的充分利用，能够对各种坡面地质灾害进行有效防护，并具备施工工艺简单、成本较低等优良特性，在高速公路边坡防护施工中的应用越来越普遍。在进行柔性防护系统施工过程中，施工人员和技术人员必须严格按照相关标准和施工工序开展施工工作，对于施工中的细节部分进行注意，提升柔性防护系统施工质量，确保柔性防护系统能够充分发挥其防护功能，提升高速公路建设和运行的安全性、可靠性。

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