摘要：本文阐述了危岩体高边坡防护设计方案、SNS主动柔性防护网及RXI-075型被动防护网施工工艺、施工过程中质量控制要点和注意事项。
关键词：高边坡 主、被动防护网 施工 质量控制
一、工程概况
建兴料场东南侧边坡陡峭，坡面凹凸不平，坡面岩体破碎，边坡最大高度约56m，长度约220m，该坡面裸露岩层为顺向节理裂隙较发育，危石体坡面较多破碎块石，极易掉落；南侧边坡土质覆盖层较厚，下部岩层较破碎，易掉块。
边坡防护设计方案为主、被动防护网结合，危石体坡面挂主动柔性防护网防护，由菱形钢绳网、支撑绳、钢丝格栅、钢丝绳锚杆等组成。锚杆：φ16钢丝绳锚杆，长度2m；抗拔力不小于50KN。支撑绳：φ16横向支撑绳与φ12纵向支撑绳。双层网：钢丝绳网（DO/08/300）与格栅网（SO/2.2/50）。缝合绳：φ8钢丝绳。系统以纵横分布的φ12、φ16支撑绳与4.5m×4.5m模式布置锚杆相连接，网格内铺设4m×4m的DO/08/300钢绳网，钢绳网与支撑绳间用缝合绳缝合连接，钢绳下铺设一层SO/2.2/50格栅网。
边坡顶部及两侧外沿设计方案为RXI-075型柔性防护网防护，防护网采用锚杆、钢柱、支撑绳和拉锚绳等固定方式将钢丝绳网在坡面上形成栅栏形式的拦石网，从而实现拦截飞石、落石的一种边坡柔性防护系统,其功能是拦截和堆存坡面落石。
二、施工质量控制要点
1、主动防护网施工
GPS2型SNS主动柔性防护网施工工艺：
设置安全绳锚杆→清理坡面→放线测量确定锚杆孔位→钻孔并清孔→安装锚杆并注浆→安装纵横向支撑绳→铺挂格栅网→铺设钢绳网(为保证施工安全，采用分块边坡清理，分块挂网施工)。
（1）设置安全绳锚杆
为保证施工人员设备安全，施工人员在坡面施工需悬挂安全绳。安全绳采用φ16mm的聚酯复丝绳索。手风钻等机械设备采用φ12mm的尼龙绳吊至工作面。在坡顶上部设置配重块固定安全绳，配重块规格为0.7m×0.7m×1m（长×宽×高）埋至在距开口线5m以外开挖的基槽中，中心位置预埋Φ20钢筋锚杆，具体作法详见图1、图2。配重块位置尽量与固定防护网锚杆孔位对应。当开口线外为岩石基础时，布置Φ20钢筋锚杆作为安全绳固定点，锚杆锚固长度为2m，具体作法详见图3。边坡施工中必须采用双保险，安全绳应分开固定在不同的配重块或岩石锚杆上，一个配重块或岩石锚杆只允许固定一根安全绳。
图1：配重块 图2：预埋锚杆图
图3：岩石基础锚杆
①安全绳验算：
安全绳采用聚酯复丝绳索,能承受3.1t的重量；施工人员加上机械设备总重量约100kg；取8倍的安全系数则安全绳承受800kg的力就满足要求。所以安全绳符合要求。
②配重块验算：
配重块为C25混凝土浇筑的尺寸为0.7m×0.7m×1m的混凝土柱子，所以配重块的总重量为G1=0.7m×0.7m×1m×2.2t/m3=1.078t（2.2t/m3为混凝土单重）。其中施工人员重量G2约80kg，安全系数取8；故8G2＜G1，配重块符合要求。
预埋锚杆选用Φ20的钢筋，其中Φ20的钢筋承受拉力F=?y.A=300 N/mm 2×π×102=94KN=9.4t(?y—普通钢筋的抗拉强度设计值；HPB335级钢筋为300 N/mm 2)＞8G2，所以预埋锚杆选用的钢筋满足要求。
当计算中充分利用钢筋的抗拉强度时，受拉钢筋的锚固应符合下列要求：
③基本锚固长度应按下列公式计算：
普通钢筋 Lab＝α×（?y/?t）×d 系数α取0.14；式中：
Lab—受拉钢筋基本锚固长度；
?y—普通钢筋的抗拉强度设计值；HPB335级钢筋为300 N/mm 2；
?t—混凝土轴心抗拉强度设计值；C25混凝土为1.27 N/mm2；
所以 Lab＝0.14（300/1.27×16mm=530mm；
本工程预埋锚杆锚固长度为800mm＞Lab=530mm；故满足要求。
④岩石地基锚杆锚固长度验算；
根据锚固长度 La＞KNt/πDfmgψ
其中：K-锚杆体的抗拔安全系数，取1.8；
Nt-锚杆轴线拉力，取Φ20钢筋的抗拉力94KN；
D-锚杆钻孔直径；
fmg-锚固段注浆体与地层间的粘结强度标准值，取0.8；
Ψ-锚固长度对粘结强度的影响，取1.2
故La＞KNt/πDfmgψ=1.8×94000÷（3.14×50×0.8×1.2）1122.7mm，所以锚杆锚固长度2000mm符合要求。
⑤清理坡面
边坡清理按照10m×10m的分块进行，清除坡面防护区域内的浮土及浮石，对不利于施工安装和影响系统安装后正常功能发挥的局部地形(局部堆积体和凸起体等)进行适当修整。清理时下方工作人员需撤离至安全地带，清理时有局部大块危石，不能清理，应进行标记，施工中固定锚杆钻孔工序避免在此施工，后期采用随机锚杆进行锚固。
⑥放线测量确定锚杆孔位
放线测量确定锚杆孔位(根据地形条件,孔间距可有0.3m的调整量)，在孔间距允许的调整量范围内，尽可能在低凹处选定锚杆孔位；一般连续悬空面积不得大于5m2，否则宜增设长度不小于0.5m的局部锚杆，该锚杆可采用直径不小于φ12的带弯钩的钢筋锚杆或直径不小于2φ12的双股钢绳锚杆。对非低凹处或不能满足系统安装后尽可能紧贴坡面的锚杆孔，应在每一孔位处凿一深度不小于锚杆外露环套长度的凹坑，一般口径0.2m，深0.2m。
⑦钻孔并清孔
按设计深度钻凿锚杆孔并清孔，孔深应大于设计锚杆长度5cm～10cm，孔径不小于φ42；当受凿岩设备限制时，构成每根锚杆的两股钢绳可分别锚入两个孔径不小于φ35的锚孔内，人形字形锚杆，两股钢绳间夹角为15°～30°，以达到同样的锚固效果。
⑧安装锚杆并注浆
锚杆杆件采用φ16钢丝绳，外露端头弯成环形。锚杆尾端防腐采用刷漆、涂油等防腐措施处理。安装锚杆体前再次认真核对锚孔编号，确认无误后再用高压风吹孔，人工缓慢将锚杆体放入孔内，用钢尺量测孔外露出的锚杆长度，计算孔内锚杆长度，确保锚固长度。
注浆采用标号M25的水泥砂浆，严格按照配合比执行。压浆前插入锚杆，自上而下式，在封闭孔口后实施，每孔一次性注浆，为确保注浆压力，必须采用与钻孔孔径一致的浆塞。在规定的压力下，压浆量小于1L/min时稳压1分钟，若压力不下降或压力下降不超过5%,则正常止浆。压浆过程中，若漏浆现象严重，可采用浓浆封底，对于变形过大不能正常止浆的情况可采用2-3小时的间隙注浆，若仍不能抑制变形，可三天后进行复注。在进行下一道工序前注浆体养护不少于三天。
⑨安装纵横向支撑绳
安装纵横向支撑绳，张拉紧后两端各用3个绳卡与锚杆外露环套固定连接。
钢丝绳材质强度不宜低于1770Mpa的高强度钢芯钢丝绳；热镀锌防腐处理等级不低于AB级。钢丝绳公称直径选用12mm、16mm；必须采用镀锌量大于150g/㎡的热镀锌钢丝绳网。
⑩铺挂格栅网
铺挂格栅网时，格栅网间重叠宽度不小于5cm，两张格栅网间以及必要时格栅网与支撑绳间用φ1.5铁丝进行扎结，当坡度小于45°时，扎结点间距一般不得大于2m，当坡度大于45°时，扎结点间距一般不得大于1m。
钢丝绳材质强度不宜低于1770Mpa的高强度钢芯钢丝绳；热镀锌防腐处理等级不低于AB级。钢丝绳公称直径选用12mm、16mm；必须采用镀锌量大于150g/㎡的热镀锌钢丝绳网。
⑩铺挂格栅网
铺挂格栅网时，格栅网间重叠宽度不小于5cm，两张格栅网间以及必要时格栅网与支撑绳间用φ1.5铁丝进行扎结，当坡度小于45°时，扎结点间距一般不得大于2m，当坡度大于45°时，扎结点间距一般不得大于1m。
铺设钢绳网
从上向下铺设环保网并缝合，缝合绳为φ8钢绳，每张钢绳网均用一根长约31m(或27m)的缝合绳与四周支撑绳进行缝合并预张拉，缝合绳两端各用两个绳卡与网绳进行固定联结。
2、被动防护网施工
RXI-075型柔性防护网施工工艺：
测量定位→钢柱基础及锚杆锚固施工→锚杆安装→基座安装→钢柱及上拉、侧拉锚绳安装→支撑绳施工→钢丝绳网安装→格栅网安装。
（1）测量定位。施工前应按施工图并结合现场地形对钢柱和锚杆基础进行测量定位。如果地形起伏较大，系统布置难以沿同一等高线呈直线水平布置时，柱间距可按设计间距缩到20%（不超过20%），如果地形较平整规则，钢柱间距可以为设计的柱间距加宽到20%（不超过20%）。
（2）钢柱基础及锚杆锚固施工。当基础位置覆盖层厚度大于基础深度时，基础尺寸按施工图所示的图示采用，若基础地质条件较差，可加大混凝土基础尺寸。
当基础位置基岩裸露或覆盖层很薄时，直接钻凿锚杆孔，其锚杆尺寸方位参考施工图；钢柱混凝土基础地脚螺栓锚杆孔径不小于Φ42，基础顶面采用10cm厚C20细石混凝土或M20水泥砂浆抹平；拉锚绳锚杆孔径不小于Φ42。
当基础位置覆盖层厚度小于基础深度时，覆盖层部分用混凝土置换，下部直接钻凿锚杆孔，形成复合基础，锚杆及锚杆孔规格与岩石基础相同。
混凝土基础采用人工开挖，严禁采用爆破作业。
钢柱混凝土基础高度超过500mm时，基础内需设置Φ12钢筋笼，钢筋保护层厚度不小于30mm；拉锚绳锚杆基础采用C20混凝土；钻孔注浆锚杆采用M30水泥砂浆或纯水泥浆。
钢柱地脚螺栓锚杆为长度1m，直径25mm的螺纹钢筋（厂家配套），并配置相应垫片和螺母；同时在钢柱工字钢两侧内腔设计加焊抗弯加强斜筋。
锚杆锚固分为A类锚固和B类锚固两种：A类锚固：钢柱基础及锚杆孔眼钻凿地层处于稳定基岩或覆盖层很薄，可直接钻凿锚杆孔眼，然后采用M30水泥砂浆或纯水泥浆锚固；B类锚固：土质地层时，需挖基座坑和锚杆坑，以提高锚固强度。
（3）锚杆安装。锚杆安装的注意事项：
①钢筋锚杆使用前应平直、除锈、除油；钢绳锚杆应除油。②基坑混凝土按实验室配合比拌制。锚孔砂浆水灰比宜为0.45-0.5,水泥：砂为1：1-1.2（重量比），水泥标号要大于32.5级。③基坑混凝土浇筑要振捣密实。混凝土基础亦可在灌注基础混凝土后钻孔安装锚杆。④钢绳锚杆应在杆体插入孔内后再注浆，当锚孔长度大于3m时，宜采用机械注浆。⑤杆体插入孔内长度不应小于设计规定的95%。⑥锚杆安装后，三天内不得悬挂重物或进入下道工序。
（4）基座安装。在安装基座时，首先注意基座的安装方向，然后将基座套入地脚螺栓，用水平尺测量基座的水平度，若不平整用水泥砂浆垫平，待砂浆凝固能受力时将螺帽拧紧，确保基座底与混凝土完全接触，基座的各个方向水平误差允许在5o范围内。基座安装一般不应高出地面10cm，以使下支撑绳尽可能紧贴地面，但亦不可能太深，以免防护网防护高度降低或基座坑积水。
（5）钢柱及上拉、侧拉锚绳安装。将钢柱顺坡向向上放置并使钢柱底部位于基座处；将上拉绳的挂环挂于钢柱顶端挂座上，然后将拉绳的另一端与对应的上拉锚杆环套连接并用绳卡暂时固定；将钢柱缓慢抬起并对准基座，然后将钢柱底部插入基座中，最后插入连接螺杆并拧紧；通过上拉锚绳来按设计方位调整好钢柱的方位，拉紧上拉锚绳并用绳卡固定。侧拉锚绳的安装：安装方法同上拉锚绳，在上拉锚绳安装好后进行。
（6）支撑绳施工。将第一根上支撑绳的挂环挂于端柱的顶部挂座上(分段安装时为每一段的起始钢柱)的底部,然后沿平行与系统走向的方向上调支撑绳并放置于钢柱顶部挂座的内侧，并将减压环调节就位(距钢柱50cm,同一根支撑绳上每一跨的减压环相对于钢柱对称布置)；第二根钢柱处，用绳卡将支撑绳固定于钢柱顶部挂座的外侧(仅用30%标准紧固力)，在第三根钢柱处，将支撑绳放在钢柱顶部挂座的内侧，如此相间安装支撑绳在钢柱顶端挂座的外侧和内侧，直到本段最后一根钢柱并向下绕至该钢柱基座的挂座上，再用绳卡暂时固定；再次调整减压环位置，当确信减压环全部正确就位后拉紧支撑绳并用绳卡固定；第二根上支撑绳和第一根的安装方法相同，只不过是从第一根支撑绳的最后一根钢柱向第一根钢柱的方向反向安装而已，且减压环位于同一跨的另侧；距减压环的40cm处用一个绳卡将两根上部支撑绳相互联结(仅用30%标准紧固力)。下支撑绳安装类同于上支撑绳的安装。
（7）环形网安装。用一根多余的起吊钢绳穿过环形网上缘网孔（同一跨内两张网同时起吊），一端固定在一根临近钢柱的顶端，另一端通过另一根钢柱挂座绕到其基座并暂时固定；用紧绳器将起吊绳拉紧，直到环形网上升到上支撑绳的水平为止，再用多余的绳卡将网与上支撑绳暂时进行松动联结，同时也可将网与下支撑绳暂时联结以确保缝合时的更为安全，此后起吊绳可以松开抽出；重复上述步骤直到全部环形网暂时挂到上支撑绳上为止，并侧向移动环形网使其位于正确位置；将缝合绳按单张网周边长的1.3倍截断，并在其中点作上标记；环形网的缝合：从系统的一端开始，先将缝合绳中点固定在每一张网的上缘中点处支撑绳上，从中点开始用一半缝合绳向左逐步将网与两根支撑缠绕在一起，直到用绳卡将两根支撑绳联结在一起的地方后，用缝合绳将网与不带减压环的一根支撑缠绕在一起，当到达柱顶挂座时，将缝合绳从挂座的前侧穿过（不能缠绕到挂座）上，转向下继续重复上述步骤直到基座挂座，同样从挂座的前侧穿过并继续转向右缠绕不带减压环的一根下支撑绳直到联结两根支撑绳的绳卡之外，从这里开始又用缝合绳将网与两根下支撑绳缠绕在一起，直到跨越环形网下缘中点1m为止，最后用绳卡将缝合绳与环形网固定在一起，绳卡应放在离缝合绳末端约0.5m的地方，缝合绳的另一半从网上缘中点开始向右缝合，直到与另一张网交界的地方转向下将两张网缝合在一起，当到达下支撑绳时转向该张网并与两根支撑绳缠绕在一起，最后使左右侧的缝合绳端头重叠1.0m。
（8）格栅网安装。格栅铺挂在环形网的内侧，并应叠盖环形网上缘，用扎丝固定到网上；格栅底部应沿斜坡向上敷设约0.5m，并为使下支撑绳与地面间不留缝隙，用一些石块将格栅底部压住；每张格栅间叠盖约10m；用扎丝将格栅固定到网上，扎结间距不大于1m。另外，防护网每隔50m设置一处Ф16中间加固拉锚绳。
3、施工注意事项
（1）主、被动防护网进场后，必须要有相关的材料质量证明、合格证、产品质量说明书，并按规定频率进行抽查并送权威部门进行检验，产品质量符合设计要求才能进行施工。
（2）施工前必须对坡面施工范围进行全面的清理坡面浮土、松动块石。
（3）施工作业前，应对安全装置、安全绳必须进行班前检查，确保稳定、牢固、无破损，并严禁上下交叉施工作业。
（4）砂浆锚杆严格按照设计标号、配合比执行，按设计规范要求的压力进行孔内注浆、饱满，在进行下一道工序前锚杆注浆养护不少于3天。
边坡防护网图1
边坡防护网图2
三、结束语
总之，控制好高边坡主、被动防护网工程施工质量，最主要的有以下几点：(1) 建立完善的施工质量管理体系是有效控制施工质量的重要保障。(2) 加强对施工材料的质量控制及管理是工程施工质量重要保证。(3) 加强对施工人员的培养和管理是施工质量控制的有效措施。（4）合理的施工设计方案是施工质量控制的重要措施。（5）严格进行工程质量验收是控制施工质量的关键环节。采取有效措施对保证工程施工质量具有重要作用。
参考文献:
1、《制绳用钢丝》YB/T 5343-2009；
2、《铁路沿线斜坡柔性安全防护网》TB/T 3089-2004；
3、《铁路路基工程施工质量验收标准》TB/10414-2003；
论文作者:林贞如
论文发表刊物:《防护工程》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/15
标签：锚杆论文; 锚固论文; 格栅论文; 基座论文; 钢筋论文; 钢丝绳论文; 基础论文; 《防护工程》2018年第31期论文;