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摘要：随着高边坡高速公路的运营, 上边坡的防护问题愈来愈突出。本文实例介绍SNS 系统在上边坡防护工程的应用, 阐述了SNS 系统作为一种新型边坡柔性防护系统处理上边坡防护的优点以及使用效果。
关键词：SNS 系统；高速公路；上边坡；防护
SN S边坡柔性主动防护系统在防护整体稳定边坡,但含风化破碎岩质和泥石边坡中,效果较好,在已经通车的高速公路进行边坡防护更加具有优越性。主要原因是该系统施工简便,对已经通车的高速公路正常行车影响最小,经济优越性明显,系统具有局部受荷,整体防护的功能,从而能承受较大的荷载并降低单根锚杆的锚固力要求,防护针对性强、适用性强、防护效果好,具有较高的推广和应用价值。
一、SNS 防护系统简述
SNS ( safety netting system) 系统以高强度柔性网作为主要构成部分, 并以覆盖( 主动系统) 和拦截( 被动系统) 两大基本类型来防治各类斜坡坡面崩塌落石、风化剥落等地质灾害和雪崩、岸坡冲刷、爆破飞石、坠物等危害的新型柔性防护系统, 由瑞士布鲁克集团研制开发和应用。该系统自1995 年引入我国, 已经应用高速公路路堑边坡的防护, 解决了传统边坡防治措施难以解决的大量难题, 其可靠的安全保障性、施工的快速标准化和利于环保等综合技术经济优势及其新颖而巧妙的防护观念和设计思路, 突出体现了SNS 防护系统作为边坡防护的优势。SNS 系统分主动防护系统和被动防护系统两大类。主动防护系统( 包括GAR1、GAR2、GPS1、GPS2、GER1、GER2、GTC) 是用以钢丝绳为主的各类柔性网覆盖或包裹在需防护的斜坡或危石上, 以限制坡面岩土体的风化剥落以及危岩崩塌; 被动防护系统( 包括RX、AX、CX、ROCCO) 是将落石控制在一定范围内运动。SNS 主动防护系统通过锚杆和支撑绳固定钢绳或格栅网覆盖在具有潜在地质灾害的坡面上, 实现防护作用。系统的传力过程为: 柔性网→缝合绳→支撑绳→锚杆→稳定土层。
二、工程概况
某高速公路沿途所经过的线路, 有“四高一多两复杂”之称, 即高挡墙、高边坡、高路堤、高桥墩、多隧道、结构复杂、地质复杂。通车以来, 上边坡防护出现过几次险情, 给高速公路的正常运行带来了极大隐患。浙江沪杭甬高速公路有限公司非常重视上边坡的防护, 通过专家咨询及论证会等各种方式,确定采用GPS2 型主动防护系统对上边坡进行加固, 本次防护地点为高速公路K42+500 左、K43+150 左、K46+200 左、K49+200 左不同高度、不同地质的上边坡2.5 万m2。
三、施工工艺及验收标准GPS2 型主动防护系统
1、施工工艺。( 1) 清除坡面防护区域内威胁施工安全的浮土及浮石, 对不利于施工安装和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。(2) 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; 对非低凹处或不能够满足系统安装后尽可能紧贴坡面的锚杆孔( SNS 系统连续悬空面积不得大于5m2, 大于5m2 时, 增设长度不小于0.5m 的局部锚杆, 该锚杆采用直径不小于φ12 的带弯钩的钢筋锚杆或直径不小于φ12 的双股钢绳锚杆) , 应在每一个孔位处凿一深度不小于锚杆外露环套长度的凹坑, 口径20cm, 深20cm。(3) 按设计深度钻凿锚杆孔并清孔。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆锚杆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, 形成人字形锚杆, 两股钢绳间夹角为15～30°, 以达到同样的锚固效果; 当局部孔位因地层松散或破碎不能成孔时, 可以采用断面尺寸不小于0.4m×0.4m 的C15 混凝土基础置换不能成孔的岩土段。(4) 注浆并插入锚杆, 确保砂浆饱满, 在进行下道工序前砂浆强度必须达到设计强度的70%以上。( 5) 安装纵横向支撑绳, 张拉紧后两端各用2～4 个( 支撑绳长度小于15m 时为2 个, 大于30m 时为4 个,期间为3 个) 绳卡与锚杆外露环套固定连接。( 6) 从上向下铺挂格栅网, 格栅网间重叠宽度不小于5cm, 两张格栅网的缝合以及格栅网与支撑绳间用φ1.5 铁丝进行扎结, 当坡度小于450 时, 扎结点间距不得大于2m, 当坡度大于450 时, 扎结点间距不得大于1m。( 7) 从上向下铺设钢绳网并缝合, 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, 缝合绳的两端各用两个绳卡与网绳进行固定联结。
2、施工应注意事项。( 1) SNS 系统连续悬空面积不得大于5m2。( 2) 锚杆孔深必须达到设计深度, 锚杆必须进行拉拔试验并满足设计要求。(3) 成网的钢丝绳不得有断丝、脱丝现象。每张网不得出现3 个以上接头, 即不得用3 根以上( 含3 根) 的钢丝绳编制。(4) 绳卡和接头套管均用机械挤压, 表面不得有破裂和明显损伤, 不得损伤钢丝绳的镀锌层。(5) 格栅网间重叠宽度不小于5cm。
3、实际使用效果。本次已完成的K43+150 上边坡, 在9 月11 日的“卡努”台风中经受了考验。由于“卡努”台风正面袭击嵊州, 30h 内连续下了大暴雨, K43+150 左有2 块分别重达1t 和2t 的石快滚落, 但被SNS 主动防护网兜住,避免了石块滚入高速公路而造成的行车安全事故发生,证明该防护网已起到了作用。
结语：
1、充分利用柔性材料的易铺展性和高防冲击性能, 通过系统的开发和大量的现场试验, 形成了适应各类坡面地质灾害防护的系统化技术, 通过定型化的均衡设计实现了系统产品的标准化和最优化, 并便于工程质量控制和工程量的准确计量。
2、充分利用高强金属材料的轻质和易加工特点来实现系统的轻型化, 部件生产的工厂化和积木式部件安装, 以尽可能简单的机具、最短的工期和最少的劳动力来实现施工安装和维护的简单快速化, 从而解决山区复杂地形条件下传统防护措施施工困难、进展缓慢的长期难题
3、充分利用系统的柔性和施工布置的灵活性来最大限度地适应各种复杂地地形地貌环境, 避免或尽可能降低因开挖所造成地环境破坏和对边坡稳定性地危害,以及对其作业和周边建筑物正常运营地干扰, 可以同步或超前于土石方主体开挖工程施工, 即实现了逆作法施工或平行作业。
4、充分利用系统地开放性来减小系统地视觉干扰和保护原有植被及其生长条件, 并给实施人工绿化提供了可能, 以充分利用植物根系地护坡加固作用和绿化植物地环境绿化美化功能, 将工程治理与环境保护和改造融为一体。
5、充分利用技术成熟、性价比良好的金属涂层防腐技术, 采用热镀锌的钢丝绳和钢丝或锌铝合金涂层钢丝来确保系统较长的防腐寿命, 前者一般可达30～50年, 后者可达上百年, 必要时只需要更换少量部件即能延长使用寿命。
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论文作者:余东
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第14期
论文发表时间:2017/10/10
标签：防护论文; 系统论文; 锚杆论文; 高速公路论文; 柔性论文; 格栅论文; 充分利用论文; 《建筑学研究前沿》2017年第14期论文;