宋旭东
(中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司, 成都 610000)
在公路边坡防护网里面,主动防护网主要通过利用钢丝绳网进行包覆山体,同时采用钢筋锚杆锚固山体,能够有效对存在滑塌、落石风险的公路斜坡实现坡面加固,降低滚石滑落力度的综合性围岩防护技术。
SNS 主动防护网和其他支挡防护形式、喷锚防护形式等传统工艺比较起来,具有很多明显的优势和特点:
该技术属于柔性防护技术类型,主体钢丝绳网结构本身有着弯曲韧性程度高、绳网抗顶破性能好、覆裹铺展范围广等实际优点,这些优异特性让主动防护网消除了传统刚性防护设施内部裂变发现滞后的严重弊端,将主动防护网应力聚变风险系数降到最低程度,切实增强了公路边坡防护设施的安全可靠。
主动防护网在安放设置过程中能够基本保留当地受防护公路边坡山体的原始地质地貌和植被种植情况,同时能够促进客土喷播等边坡绿化技术的同步开展,让有效的主动防护网工艺可以实现稳固公路边坡岩体和美化山体自然环境的双重作用。
SNS 主动防护网经过AB 级以上的严格热浸镀锌技术开展防腐处理工作,让主动防护网具有抵抗地质、气候等各种自然环境侵蚀破坏的能力。另外,主动防护网采用铝制接头套管编网的方式,可以具有很好的抗顶破能力,能够满足公路边坡山体环境的负面影响,各方面性能明显优于传统防护工艺,极大增加了防护使用寿命,有效防护使用寿命能够达到30~50 年之间。
由于主动防护网自身良好的柔韧弯曲性和方便的装配式作业方式,能够有效适应当地不同公路边坡山体环境条件。不必对公路边坡山体原貌实施削坡开挖清整工作,也不用采用围岩体开展人工挪移清除工作,只需要按照公路边坡原有坡体地形情况,灵活运用钢丝网和锚杆扣件实现坡体包覆锚固工作。主动防护网随坡就势的优异柔性装配特点有效减少外界自然环境条件影响,积极维护了当地山体自然地质原貌和原始自然环境,有着优异的自然环境适应性。
主动防护网施工作业过程不需要那些大型机械设备实施开挖移运土方工作,只需少量的操作工作人员在山坡位置开展钻眼覆网锚固工作,施工设备的轻便化、操作人员的精简化、安装装配及固定施工材料的成品化让主动防护网包覆过程十分简便快捷,施工效率特别高。
主动防护网自身在锚杆部分的锚固作用、钢绳部分的预张拉伸固定作用和绳网部分的包络覆盖作用下,给公路边坡山体部分直接施加固位全应力,产生对整个边坡山体的连续支撑作用。同时,通过钢绳预张拉操作作业进一步提高绳网对山坡坡面部分的包裹应力,实现山体坡面部分松散岩块能够被牢牢限定在防护网绳网与山体坡面之间相贴的空隙范围里面,实现阻止坡面碎石产品下滑塌落的趋势,从而实现公路边坡预防性防护作用。
边坡松散石块的下滑作用力可以在绳网自身张拉应力和锚固应力的作用下进行有效的消解、分化,降低了松散石块单点应力超过极限状态的下滑风险,增加防护系统的自身承受能力。同时由于主动防护网自身柔性开放的防护系统结构能够让坡面水进行自由泄流,避免雨水存积情况下渗造成山坡坡体软化情况的出现,有效减少了山坡边坡因为受水侵蚀出现失稳滑塌情况的机率。
防护网开放的网眼结构能够为边坡植物防护作业的开展提供了足够的应用空间,促进坡面植物产生生根固土作用,满足整个防护体系的可靠稳定性,实现公路边坡防灾、环保的双重作用。
清除整理公路边坡防护坡面上能够阻碍防护网安装施工作业的覆土及活石;按照图纸开展实地测定锚杆安设位置的孔位工作,并在能够满足孔间距位置条件下,尽可能优先选在坡体低凹处;实现锚孔钻进工作和孔洞清理作业,保证孔深尺寸符合相应的设计要求;开展注浆工作并插入相应锚杆;实施支撑绳安装装配和预张拉伸操作作业,采用绳卡结构固定联结在防护网环套上;在坡体从上而下开展铺挂钢丝网作业;同步完成防护网缝合绳安装装配、拉伸紧固操作作业。
本防护工程位于某省国道的高边坡,边坡所在具体位置的自然山坡高度达到60m,在半山腰位置开展向下开挖作业,产生实际高度35m 左右的人工开挖陡边坡,坡体坡度达到1:0.15~1:0.3 之间。从坡体开挖面的裸露基岩部分能够看出,坡体岩体呈现块状构造,岩体节理出现裂隙发育,内部结构松散,岩体容易破碎,边坡围岩稳定性十分差,岩石部分遇水风化现象极其严重,公路边坡坡面危石或潜在落石等情况比比皆是,对当地国道公路行车安全存在直接威胁,有着重大事故安全隐患,因此立即开展该公路边坡治理工作。
在传统的石质路堑高边坡坡体防护工程中,经常采用挡墙、护面墙等形式进行边坡防护,这些措施都属于边坡刚性防护。这些防护措施施工工程量大,在高边坡位置开展施工存在困难,防护工程造价较高。在防护方案具体选取过程里面,论证了公路边坡浆砌片石护面墙方式、挂网喷浆方式及拦截防护方式等措施,但由于下面因素没有进行采用:
(1)公路路线右侧存在约50m 高度的山峰十分陡峭,左侧存在宽度为20~30m 左右的陡岸河流,公路路基宽度大约有12m。如果考虑采用浆砌片石护面墙方式,需要继续进行开挖爆破作业,施工工程量过于巨大,工程造价成本太高;
(2)由于公路边坡高陡同时表面凹凸不平,如果采用砌片石一坡上顶的方式,砌体的自身可靠稳定性很难保证;
(3)如果采用挂网喷浆方式,喷浆体由于受到坡体上方危岩部分荷载作用导致岩体变形,产生喷浆面出现变形破坏情况,丧失应有的防护功能;
(4)由于公路坡体部分紧临公路路线,山体坡面危石或潜在落石等现象十分严重。如果采用拦截防护方式,对于拦截结构的防护要求能力很大,然而施工现场山体坡面没有可以实现落实拦截的足够位置。
基于上述分析论证,确定采取在公路边坡周边稳定基岩位置安放设置锚杆,采用柔性网实施连续铺挂和张紧作业,从而实现公路边坡“包裹”式加固作业的柔性防护技术。此防护技术施工过程干扰小、环境景观和自然环保作用明显、施工工期短,工程造价合理。按照当地现场实际情况,最终选择SNS 柔性主动防护公路边坡系统GPS2 型建设方案。
清除公路边坡坡面的松动岩石之后,利用纵横交错的Φ16 直径横向支撑绳和Φ12 直径纵向支撑绳构成完整正方形进行锚杆之间联结作业,开展预张拉操作,支撑绳相互之间构成的长宽为4.5 m ×4.5m 的正方形网格,网格里面铺设一张对应的钢丝绳网。这种预张拉工艺可以向公路边坡坡面增加法向预紧压力,实现边坡表层岩土体的可靠稳定。
SNS 柔性主动防护网技术已经经受住了该国道水毁的严酷考验,并且能够罩住了原本正要滑落到山坡下方国道公路上的松散石块,确保国道正常运营和保护人民生命财产安全。同时,实现了缩短施工周期、减少施工工程造价、绿化公路边坡、将边坡工程治理与自然环境保护有机融合的目的。
综上所述,从SNS 柔性主动防护网具体应用在公路边坡防护工程效果来看,其在公路边坡灾害防治里面有着较大的实用价值。