主动防护技术在广西河百高速公路高边坡危石处治中的应用

秦伟峰

（湖南交通国际经济工程合作有限公司，湖南长沙 410000）

0 引言

岩溶地貌在我国西南地区分布广泛，受可溶岩山区环境水对可溶性岩石的长期侵蚀、沉积及重力与其他环境因素作用导致的为熔岩崩解、堆积，造成岩溶地区孤峰林立的地形地貌特征，危岩落石灾害频发，给沿线道路、隧道施工带来巨大的安全隐患。在公路工程设计阶段，对岩溶地区的巨型、大型危岩体，宜优先选择避让设计，若无法避开，应做好危岩体的清除、加固。

对岩溶地貌区危岩体，多采用圬工结构处治、防护，但此类结构难以发挥材料强度，受崩塌落石集中荷载、高冲击荷载作用，结构易发生破坏，导致结构防护作用丧失。SNS 柔性主动防护系统以钢绳网作为主要防护结构，具有强度高、抗集中荷载性能好的特点，可有效应对岩溶地区危岩体崩塌造成的高冲击荷载，且在防护系统中可构造人工绿化，对沿线整体景观的美观性影响较小，具有良好的工程效益和环保效益。基于此，结合广西河百高速公路高边坡危石处治实例，对SNS 柔性主动防护技术的应用展开研究，对同类地质灾害治理施工具有较强的借鉴意义。

1 工程概况

广西河百高速公路工程，线路需穿越境内岩溶地貌区，沿线地貌以岩溶地貌发育为主，局部为峰从谷地。以施工段落K93+500—K93+750 左侧高边坡为例，该高边坡位于岩溶（溶蚀）峰林洼地地貌单元，地形起伏较大，其中洼地地形较平坦，相对高差较小，峰林山体陡峻，坡度一般30～50，局部近似直立。该路堑边坡场地中风化石灰岩产状180∠13，节理较发育。岩层面与节理面均稳定，岩层面与各节理面、各节理面之间切割体均稳定，边坡总体稳定性好。受地质构造、风化、溶蚀作用，两侧山体结构面呈裂隙发育，岩体破碎严重，受长期环境作用及施工扰动影响，易从母岩脱落，造成岩体崩塌、落石等灾害，影响道路施工及后期运营安全。设计采用SNS 柔性主动防护系统，对道路两侧高边坡进行防护处理。

2 SNS 柔性主动防护网施工技术

2.1 施工工艺流程

施工工艺流程图，如图1所示。

图1 SNS 柔性主动防护网施工流程

2.2 坡面清理

正式进行坡面防护施工前，应根据坡面施工区域的工况特点，合理确定是否需要采取坡面清理措施。若出现以下两种情况，应做好坡面清理：其一，坡面施工区域、施工人员活动区域，存在影响施工安全的浮土和浮石时，应做好坡面清理，避免造成浮土、浮石崩落等灾害；其二，坡面存在危石，在施工期间、道路运营期间可能受多种因素作用造成崩塌灾害时，应做好危石清理，避免危石崩塌造成施工安全隐患，或造成防护系统破坏，影响道路运营安全。

2.3 测量放样

根据施工图纸确定的锚孔布设位置信息，准确测放出孔位，结合施工场地的地质条件，合理微调锚杆孔位，保证锚杆锚固的固结性。但应注意孔位调整距离一般不得超过原孔位0.3m 的范围，以保证防护系统整体受力结构的性能。孔位宜优先设置在低凹处；若孔位因布设间距限制，无法布置在低凹处，则应尽量紧贴坡面布置。若以上都无法满足，则在孔位处开凿深度略大于在锚杆外露环套长度的凹坑，该工程凹坑开凿尺寸见表1。

表1 凹坑的尺寸

2.4 钻孔施工

锚杆孔位布设完毕后，应结合设计要求对锚孔整体布设间距进行检查，确保锚杆锚固后，可有效分散系统应力，保证系统的防护性能。待验收合格后，应根据锚孔设计钻设深度、孔径要求，结合作业面岩土结构特点，合理确定钻机、钻头的类型、规格，确保钻孔施工顺利进行。锚孔钻设流程及要求如下：其一，钻机就位。根据钻孔位置，严格按照钻机安装要求，将钻机安装就位。安装完毕后，检查钻机安装的稳固性，避免钻孔过程中钻机松动，造成孔位偏差。其二，根据该工程锚杆杆径，确定锚孔孔径70mm，钻孔深度应略大于锚杆长度约5～10cm。其三，在钻孔过程中，技术人员应做好现场管理，确保钻孔施工工序满足工艺要求，保证钻孔施工安全及钻孔质量。其四，钻孔施工完毕后，应严格按照清孔施工要求，及时清理孔内杂物、保证孔内干净、干燥，同时应做好孔周杂物的清理，避免杂物、石屑掉入孔内。其五，对钻孔作业受限的孔位，可在周围钻设两个孔径不小于Φ35 的锚孔，将构成锚杆的两股钢绳布设为人字形，夹角控制在15～30，以实现同样的锚固效果。

2.5 锚杆的安装和注浆

该工程锚杆由2 根直径16mm 的钢丝绳制作而成，锚杆与水平面下倾夹角约150。为保证锚杆锚固的稳固性，需对锚杆采取注浆加固措施。该工程所用注浆砂浆为全黏结M30 砂浆。在施工过程中，应保证锚杆深入锚孔长度符合设计要求。在边坡施工过程中，受爆破施工扰动，部分边坡节理、裂隙处填充物脱落，导致裂隙处于开口的状态。在用手持风动凿岩机进行钻孔施工时，易出现卡钻的问题，对施工安全、施工进度造成不利影响，对此类孔位改用直径16mm 的自锁锚杆。

在锚杆安装过程中，及安装完毕后注浆施工前，应注意保护钻孔，避免孔周杂物、石屑掉入孔内，影响注浆施工质量。注浆砂浆应严格按照设计配比拌制，主要技术要求见表2。灌注施工期间，灌注砂浆搅拌应遵循“随拌随用”原则，避免停置时间过长，造成砂浆凝固、离析，影响砂浆使用性能。

表2 水泥砂浆的主要技术要求

注浆施工工艺流程及要求如下：其一，注浆施工前，复检锚杆安装质量，确保锚杆安装深度符合设计要求，锚杆外露环套顶端在地表以下；其二，将注浆导管深入孔底，在注浆过程中，根据注浆液面深度，缓慢提升导管，确保导管处于液面以下合理的深度，保证注浆饱满；其三，在施工过程中，注意监控注浆的施工情况，发现漏浆问题，及时采取封堵措施，并采用间歇注浆法，进行多次注浆，保证注浆质量；其四，间歇注浆期间，应注意控制注浆的间歇时间，同时应确保每次注浆都将注浆管深入前次注浆液面，保证注浆饱满；其五，注浆至孔口溢出浓浆，停止注浆，避免注浆超出环套段；其六，注浆完毕后，应注意关注砂浆收缩情况，及时补浆，注浆养护3d 后，即可开始下一道工序施工。

2.6 支撑绳的安装

注浆养护至设计强度，即可开始支撑绳的安装施工。支撑绳按纵横两个方向安装，张拉紧固后，两端用Φ6mm 的绳卡与锚杆外露环固定连接。对于长度不足30cm 的支撑绳，固定绳卡个数不得低于3 个；对于长度超过30cm 的支撑绳，固定绳卡个数不得低于4个，保证支撑绳与锚杆外露环连接稳固。

2.7 格栅网与钢绳网的铺设

支撑绳安装完毕后，将格栅网按照从上至下的顺序进行铺设安装。该工程采用的格栅网SO/2.2/50，是直径2.2mm 的低碳钢丝网。应注意格栅网与周围格栅网重贴宽度不得小于5cm，格栅网间用Φ1.2 铁丝按1m 间距进行扎结。

铺设格栅网的同时，将钢绳网从最顶端支撑绳处向下铺设，与支撑绳采用缝合连接，形成防护系统。该工程采用钢绳网规格为DO/08/300，是直径为8mm的钢丝绳网。采用Φ8 钢绳，将钢绳网与四周支撑绳缝合并张拉；张拉完毕后，将缝合绳两端用绳卡与网绳连接稳固。

在坡顶位置，纵向布设三排钢绳锚杆，布设间距3m，锚杆长5m。SNS 柔性主动防护网标准布置及缝合图如图2所示。

图2 SNS 柔性主动防护网标准布置及缝合

3 结论

以广西河百高速公路工程为例，结合岩溶地貌特点及线路具体工况，研究了SNS 柔性主动防护系统在岩溶地貌危岩体防护工况下的应用，结论如下：

其一，锚孔孔位测放完毕后，应根据场地的实际条件，合理调整孔位位置，优先将孔位设置于低凹处或紧贴坡面处，但应注意调整距离一般不得超过原孔位0.3m 的范围，保证整体孔位布设间距满足防护体系的要求。

其二，应严格按照相关规范要求进行钻孔、清孔施工，同时做好孔周清理，避免孔周杂物掉入孔内，以保持孔内干净、干燥；针对无法实施钻孔的孔位，可根据孔位处的实际情况，合理钻设两个较小孔径的锚孔，将构成锚杆的两股钢绳布设为人字形，以达到同等的锚固效果，保证防护体系整体的受力性能。

其三，SNS 柔性主动防护系统在危石体防护工况下，适用性良好，可有效应对集中荷载、高冲击荷载防护的要求，充分发挥了材料的强度性能，可形成对道路的长期防护，弥补了传统圬工防护结构的不足，具有工艺简单、工期短、美观性高等特点，工程效益、环保效益显著，可在同类工程中推广应用。