浅谈高寒山区脆弱生态无植被边坡防护施工工艺

付庭 王孟云 伊帕丽亚·阿布都维力

中建新疆建工（集团）有限公司 新疆 乌鲁木齐 830000

1 施工环境条件

甘肃S232项目地处青藏高原与西北黄土高原交汇地带，地势南高北低，最高点为卡加沙格山，海拔4138m，最低点为德乌鲁河流域，海拔2929m；项目区地处青藏高原、黄土高原和秦岭山脉的交汇地带，高山和高中山区广泛有基岩裂隙水存在，项目气候属于温带大陆性半干旱季风气候，四季不明，冬长无夏，春秋相连，冬无严寒，夏季温凉，无霜期段，日照丰富。降水较少，分布不均，雨季来的较迟，易发生干旱。因地形复杂，气候变化大，春季回暖慢，多连阴雨雪；夏季短而凉爽，多大暴雨、冰雹，秋季降温迅速，多连阴雨；冬季漫长而干燥[1]。

项目地形起伏不大。地层岩性为第四系全新统腐殖土，灰黑色，主要成分为粉土，结构松散，含大量植物根系；土质不均匀，颗粒以粉粒为主，项目地质构造及地貌复杂，相对高差大，不良地址路段主要与沿线低高山区，主要为滑坡。岩堆和岩石。在路基边坡主动防护网施工过程中容易出现边坡滑移、坍塌，岩石岩石崩塌、滚落、爆飞石，等安全隐患。

2 施工存在问题分析

针对高海拔地址条件差、草原植被生态脆弱环境下路基边坡防护施工存在以下病害：①路基边坡主要以粉土、腐殖土、局部含有植物根系的黑黏土为主，路基边坡开挖及刷坡施工过程中易产生边坡滑移、坍塌等问题；②路基边坡施工后，如果不及时进行边坡防护工程施工，成型边坡长时间暴露，经过雨水冲刷，容易产生路基边坡坍塌等问题；③路基边坡出沿线风化松散岩石居多，岩石不稳定，容易造成落石塌方。

3 无植被边坡防护施工工艺

3.1 施工流程

具体施工流程，坡顶钻孔→锚固锚杆→边坡清理→测量放样→钻锚杆孔→报监理单位验收→安装支撑绳（安装纵向、横向支撑绳，孔深、孔径报监理单位验收，高压气清孔、放锚杆、注浆）→挂格栅网缝合→报监理单位验收→挂格栅网缝合→报监理单位验收→格栅网与铁丝网缝合→张拉网。

3.2 工艺原理

主动防护网防护系统的优点主要在于其能最快速地将其对整个工程环境造成的破坏影响和程度均降至了一个安全最优的低点。其所在需要防护工程的区域范围内，同时也都需要采取各种迅速有效、最合理的且又相对安全可靠的支撑式措施，才能更有效和可靠地保持在整个被防护的工程土体岩体基础环境情况下，工程的安全整体环境相对安全稳定和坚实及安全钢稳固。材料在实际使用及结构处理上主要是一种采用了高强度钢丝绳作为主动的支撑防护网系统结构材料。其中钢丝绳作为最为主要采用的一种主动的支撑与保护材料，其由于材料的自身特点的这种特殊性，以及制造方面采用的工艺技术，即防腐处理材料及防锈处理技术，决定和保证了主动安全防护网系统的长期稳定超高的工作寿命。

主动防护网是以钢丝网绳为支撑其的骨架主体的防护系统，并辅以所需的锚杆、支撑钢绳、缝合网绳、钢绳锚杆、绳卡扎丝、格栅网绳等多种辅助防护结构配件等组成，主动防护网是一种以保护紧固坡坡面岩石安全的一种主动防御方式，有效实施并综合用于防治坡面岩石发生崩塌、滚落、爆飞石流及石砾的垂落破坏等的一系列地址工程的危害，主动防护网系统的被动防护系统特点与地面喷播植草系统很相似，充分全面而又有效合理的安排，发挥出了主动防护网系统的重要作用，对整个地面系统都具有了综合防御、主动防护网体系强大的综合支撑能力，

主动防护网一般主要由钢丝绳、支撑绳、缝合绳、钢绳锚干、绳卡（Φ8）、绳卡（Φ15）、扎丝、格栅网等主要支撑连接构件连接而来组成，钢丝绳网层一般只与格栅网通过主要由钢丝绳锚杆等部件进行的支撑连接而固定，或仅能通过用一根钢丝绳来支撑连接的绳卡等零部件进行支撑的连接固定，以此表示这种联接方式实际上是，将一根钢丝绳网层作为主动安全防御网系统结构中，由一个最基本而主要的支撑和结构部件而进行构成的这样一种柔性安全防护网层，覆盖并充分保护了一些可能具有较大危险高度的，或一些潜在高度的和可能会有发生的较严重，抑或次生地质灾害可能性和相对危险较大的较高坡面地形构造基础上，从而能够达到并能充分有效地满足了我们国家对其所应有的最基本的安全保障需求和其主要防护的安全目的。

主动安全防护系统的安装方式简图说明：级横交错连接的Φ16跳横向支撑绳与一个4.5×4.5m宽的正方形模式网格（边沿局部根据需要有时为4.5×2.5m）和在网格范围内所布置好的锚杆相垂直交错连接固结，并连接在由一组可预先通过自动方式进行预张拉的跳横向支撑绳和所需要提供的支撑所共同构成的矩形网格上。每个矩形网格边长分别是4.5×高4.5m宽（或4.5×2.5m），在每个矩形网格框内与四周各均可再分别先铺设上一张D0/08/300/4×高4m长（或4×2m）型钢丝绳后进行二次预满。每张型钢丝绳网框与其四周各支撑绳间都先用缝合型绳网框缝合好后，才能进行再一次联结，连接起来并能再一次重新进行上一次的预满拉紧张紧。该型绳网的预满张拉钢丝绳的工艺性能处理技术与钢丝绳系统的设计工艺均要求能确保并能使整个钢丝绳系统寿命的始终质量均能有所的保证。对崩岩与断陷发面的岩层都将被施以一个有了一定压力幅度的、高度的、均匀的向内预紧的压力，从而还将会大大的有利于保持和提高了表层岩士体结构的一种相对稳定的稳定性，尽可能多地达到了大地应力的平衡阻止，消除了为尽可能避免由于崩裂塌落石灾害后果可能导致新的和重复出现的再损伤害事件的发生，并为能进一步有效保证安全运行，而必须将小部分落石活动区域限制为容许在仅有的一定限度内的空向范围内进行自由的运动。同时，在钢绳网架的作用情况下也可考虑通过铺设小期锁止不动的S0/2.2/50型格栅网，以达到最有效的程度的阻止小期尺寸岩块的违塌落[2]。

3.3 施工工艺参数

3.3.1 钢丝绳：钢丝绳采用镀锌钢丝强度系数一般不需达到小于标准1770MPa或以上标准的镀锌超高钢丝强度绳。

3.3.2 钢绞线锚杆：单根Φ16钢绞线杆从中点弯折成双股并各在其中一端上留置一个环套，环套内嵌置一个鸡心环。

3.3.3 支撑绳：纵向支撑绳一般也均都采用Φ16型钢丝绳，横向支撑绳一般也均一般也都是采用Φ16型钢丝绳。

3.3.4 格栅网：采用拉力强度值不得低于450MPa，镀锌模量一般为密度不少高于220g/m2以上的热镀锌Φ2.2无纽结编制，网孔网尺寸规格通常尺寸为20×20mm，网块规格尺寸一般尺寸为2.25×10.2m。

3.3.5 钢丝绳网：均是系采用每Φ长在8m左右以上的菱形钢丝绳网块进行加工所编制，菱形网块规格编号分别是孔边长尺寸规格一般规格都约为边长300mm，成品网块规格一般是4m×长4m或边长为4m×高2m。编结丝网时对所编必须同时套用的两根十字卡扣丝网的连接钢丝材质、结构尺寸要求和连接钢丝的压铆及接扎处理工艺上都规定必须首先要采取措施保证并使对其钢丝绳产生最大抗错套动作用的最大拉力（两根相互交叉的钢丝绳，在交叉结点处用十字卡扣固定后，使其中一根钢丝绳沿受力方向滑出的最大拉力）分别达到不得为过或小于5kN和为过和大于8kN，抗错脱落作用的最小拉力值（其中两根及其以上两根相互垂直平行地交叉相连接的钢丝绳，在与其的交叉面连接的结点处用十字卡扣丝固定连接后，使该两根钢丝绳在沿与其的交叉面法线方向上所发生的分离最大拉力）不得小于10kN。

3.5 施工要点

3.5.1 坡面清理：为了可进一步有效保证在整个施工范围内在施工过程中产生的坡面结构的整体稳定，及保护人员自身安全，在正式施工启动前首先需充分清理施工范围内主动安全防护网区域浮土物及浮石，清理方式，从防护区域顶部开始向主动防护网底部和两侧进行清理，清理采用长臂挖掘机进行清理及修坡，必须将凸出岩石及散落碎石清理干净，长臂挖掘机作业时，考虑到有随时落石的危险，在施工区域前50m处，放至安全警示牌拉警戒线，并由专人指挥交通，长臂挖掘机停止作业后10min，车辆均可通行。

3.5.2 钻钢丝绳锚杆孔。 坡面清理完成后，进行钻钢丝绳锚杆孔施工，具体施工流程为：

测量放样：根据钻孔的现场及其周围的地形条件情况孔的内径大小可能不同，钻孔间距一般均可按照允许偏差0.3m左右的钻孔间隙适当调整，并保证要尽可能在钻孔现场或每钻开一孔的位处，凿出个一定长度的深度但也不大应当是小于原孔锚杆孔的外壁承露长度和环套长度的圆形凹坑，一般的钻孔口径也可为20mm，深15mm。

复核：测量人员对需要锚杆钻孔的孔点位及口径深度进行测量复核，确保需要锚杆钻孔位置的准确性及防护面积是否达到设计要求。

钻孔：按原设计图纸中要求深度进行钻孔，需要特别重点注意锚杆的外露及完成面，注意环套顶端应不得过高探出原地面，钻凿的锚杆孔深应保证比原设计图纸中要求的锚杆长度长5cm以上，孔径采用Φ130mm。

清孔：钻孔完毕后，采用高压气进行清孔，保持孔干净，需施工人员复测钻孔深度，确保锚杆顺利安装进位。

锚杆注浆：锚杆在进行注浆时，需要重点注意锚杆外露完成面，注意环套顶端不得高出原地面，环套端不得进行注浆，确保支撑绳张拉完成后，尽可能是紧密均匀的紧贴原地面，采用M30的水泥砂浆，在孔内注浆时应确保孔内应确保浆液饱满，在进行下导工序前注浆体养护期要保证72h，凝结时间未达到要求，严禁进行下道工序。

3.5.3 安装横向支撑绳。主动防护网张拉紧后两端分别用2到4个（支撑绳当长度小于15m时用2个，大于30m时用4个，15m到30m之间为3个）绳卡与锚环外露锚环套固定连接。

主动防护网的安装顺序为，从顶部向底部铺挂格栅网，格栅网之间重叠宽度不能低于5cm。

3.5.4 挂网缝合。主动防护网的挂网是由上向下垂直铺设钢绳网并进行缝合。缝合网绳材料一般为Φ8的钢绳，每张钢绳网上均另用一根31m（最小不低于27m）的缝合绳网，与支撑钢绳网及其上四周的支撑钢绳网来进行交叉缝合连接及固定处理，并同时进行预拉压或张拉，缝合后绳网的左右或两端要分别或各端要同时用两个绳卡网绳来交叉分别缝合，进行交叉固定连接处理及联结[3]。

4 结束语

本次高超海拔路基边坡主动防护网设计施工的工艺经验探讨，是以甘肃省的S232线达板至合作公路工程新营关口板至合作段工程一期工程项目建设为载体，攻克了在高海拔边坡施工严酷的自然环境条件下，如何有效保证路基边坡挡泥墙的施工与工艺、路基边坡主动防护网，如何有效保证路基稳定。通过长期实施与实践和摸索，不仅可为本工程在缩短设计工期、减少施工成本、保障现场施工环境安全、提高现场施工管理质量等创造一个良好的生产条件同时产生良好的社会效益。形成了在高海拔施工环境下路基边坡挡墙防护施工的关键技术，将使公司在公路工程项目中形成独特的技术优势，进一步巩固和拓展公司在公路工程方面的市场占有率。