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【摘 要】 本文通过实例介绍了SNS柔性防护系统在地质构造发育,环境地质条件复杂的山区高速边坡防护工程中的应用,体现了SNS柔性防护系统具有施工快捷、方便、环保、美观等独特优势,解决了在山区复杂环境地质条件下传统防护措施施工困难、进展缓慢等难题,又使边坡防护与周边自然景观相协调。
【关键词】 山区高速公路;边坡防护;SNS柔性防护系统
近年来,随着高速公路的迅猛发展,各种工程建设中因山区地形地貌复杂、工程地质条件差等导致高边坡失稳,进而滑坡等事件已屡见不鲜,造成了较大的经济损失和人身伤亡。本文介绍的某高速公路因地处山区高速,沿线形成了大量的高边坡,坡面设计采用护面墙、框格植草等防护形式。由于通车年限久远,大量坡面岩石松动较多,致使坡面防护难度加大,给通车安全带来较大隐患。为了寻求一种既快捷、又经济,同时又不会影响正常营运通车的防护方式,对部分路段的边坡进行了设计优化,采用SNS新型柔性防护技术,以缓解施工难度,同时取得了良好的经济效益和社会效益。
1 SNS柔性防护技术优点
SNS柔性防护网是以高强度柔性防护网(钢丝绳、环形网、高强度钢丝格栅)作为主要构成部分,并以覆盖(主动防护)和拦截(被动防护)两大基本类型来防治各类边坡崩塌落石、风化、剥落等地质灾害,爆破飞石、坠物等危害的新型柔性防护系统。该系统技术已成功应用于国内铁路、公路、市政工程等的上千个边坡,解决了传统边坡防治措施难以解决的难题。为此,在我國边坡防治领域得到了大力推广和广泛应用,具有独特的技术创新优势。
1.1充分利用柔性材料的易铺展性和高防冲击力,最大限度地适应各种复杂地形地貌环境,避免或降低因开挖所造成的环境破坏和对边坡稳定性的危害,从而达到最佳技术、经济、安全和社会效益。
1.2与传统的典型的圬工结构相比,SNS系统不仅拥有以圬工为代表的传统方法的防治功能,同时它又发挥了其轻型化、柔性化的防护体系特征,从而解决了山区复杂地形地貌条件下传统防护措施施工难度困难,进度缓慢的长期难题。
1.3由于系统本身具有开放性,施工又便捷,在减少视觉干扰的同时,又保护了原有植被及其生长条件,使工程治理和环境改造达到和谐。
2 SNS主动柔性系统原理
SNS主动防护系统按主要构成分为钢绳网、普通钢丝格栅和高强度钢丝格栅三类。前两者通过钢丝绳锚杆或者支撑绳固定方式,后者通过锚杆锚固装置将柔性网覆盖在需防护的坡面上,从而抑制局部岩体移动,或在局部岩体风化剥落、破坏后将其裹缚于原位附近的预应力,从而实现其主动防护的功能。该系统在施工工艺上为确保其尽可能紧贴坡面,锚杆孔口应开凿孔口凹坑。
3 SNS主动防护系统构成
SNS主动柔性网设计采用GQS型主动防护系统(其主要构成Q/280QUAROX绞索网+SO/2.2/50铁丝格栅+4.5m间距系统锚固+纵横向支撑绳)、GTS型、GSS2A型及GSR2A型主动防护系统4种型式。
①GQS型系统构成:纵横交错的φ16横向支撑绳和φ16纵向支撑绳与4.5m×4.5m正方形模式布置的锚杆相连接并进行预张拉,支撑绳构成的每个4.5m×4.5m挂网单元内铺设一张4×4m的Q280型QUAROX绞索网,每张网与四周支撑绳间用缝合绳缝合连接并拉紧,该预张拉工艺能使系统对坡面施以一定的法向预紧压力,从而提高表层岩土体的稳定性,尽可能地阻止崩塌落石的发生并将小部分落石限制在一定的空间内运动,同时,在QUAROX绞索网下铺设小网孔的SO/2.2/50型格栅网,以阻止小尺寸岩块的崩落或限制局部岩土体的破坏。锚杆采用2φ16钢绳锚杆,设计抗拔力不小于55KN,锚杆长度按4m计。
②GTS型系统构成:GTS系统采用带锚垫板的预应力钢筋锚杆将TECCO高强度钢丝网张紧固定覆盖于边坡上,适用于具有溜坍、崩塌、浅层滑动、风化剥落、危岩落石等潜在地质灾害的土质或岩石边坡加固和防护。
TECCO网:由强度为1770Mpa的、防腐等级不低于热镀锌AB级、直径为Φ3钢丝编制而成;网边沿各钢丝端头采用打结处理,打结时钢丝缠绕1.5~2圈;网孔为菱形,其内切圆直径65mm,网块标准规格30/20/10×3.5m;
③GSS2A型系统构成:SPIDER绞索网:由3根钢丝绞成索后编制,(钢丝直径为Φ3、强度为1770Mpa,防腐等级不低于热镀锌AB级),绞索网边沿各钢丝端头采用打结处理,打结时绞索缠绕1.5~2圈,网孔成菱形,内切圆直径250mm,网片标准规格10/5×3.5m;
④GSR2A型系统构成:GSS2A型主动网基础上去掉格栅网即为GSR2A型系统。
4 工程实例
K88+800~K89+125段边坡防护
这是某高速公路K88+800~K89+125段左侧岩质边坡,高度为23.8米,坡向20°,设计为二级边坡,坡率为1:1/1:1.5。
边坡调查区为构造剥蚀低山丘陵地貌,植被覆盖一般;坡体由寒武系上统西阳山组泥质灰岩、钙质泥岩(€3x)组成,产状100°∠37°,为切向坡;泥质灰岩、钙质泥岩灰、青灰色,强风化,呈层状、块状,节理裂隙发育,倾角较陡,多呈闭合状,局部可见石灰质;上覆第四系残坡积碎石土(Qel-dl),为灰黄色、灰褐色,结构松散,厚度约0.5~1m,未见地表水体及渗水现象。
但根据现有地质资料以及现场踏勘,边坡岩性硬度较高。局部路段如K88+970~K89+020段50m范围一级边坡岩石裸露,表面风化剥落,局部坍塌,碎落台区域堆积坍塌石块。K89+020~K89+120段100m范围一级边坡表层岩体为薄层状泥质灰岩,局部风化剥落,岩石裸露,产生局部的崩塌和落石掉块等边坡地质病害。考虑到高速公路的安全等级及使用寿命要求,又根据各边坡岩体结构特征、风化破碎程度及潜在不稳定体块度大小、边坡高度、坡形等综合分析,边坡整体基本稳定。选用以SNS主动柔性网防护GQS型为主,结合排水、厚层基材喷播绿化防护,既节省工程投资造价、降低了施工技术难度,又使边坡防护与周边自然景观相协调。
5 结语
(1)边坡预防性防护是非常复杂的系统工程,涉及面广,事务繁杂,受水文地质条件、线路线性要求、工程措施、恶劣的特殊天气、社会经济发展和人文环境要求等因素影响,我们应尽可能了解并掌握边坡的动态,在采取相应措施时综合考虑技术适应性、经济合理性、时间的把握度等,最大可能将高速公路边坡潜在隐患消除在萌芽状态。
(2)SNS柔性网防护系统采用的是一种开放式防护方法,按照设计正确组织实施,较传统的全坡面防护方法节约大量资金,降低工程造价,具有较大的经济效益和社会效益。
(3)从SNS柔性网防护范围及效果上看,可根据施工现场的实际情况,配合挂网喷浆、锚杆防护、植草等防护方法,从而保持高速公路高边坡稳定性,保证道路安全畅通。
(4)经过这几年的边坡处治,这种新型的处治方式经住了各种恶劣天气的考验,总体情况稳定,未发生整体失稳、冲刷、滑塌、垮塌等现象。该防护方法在施工中具有圬工量少,施工简便、工期短等特点,SNS防护系统对存在崩塌岩石隐患、高陡边坡的防护及环境效果尤其明显。该方法对既有线路高边坡防护加强防护更具有推广价值。
参考文献:
[1]王恭先.高边坡设计与加固问题的讨论[J].甘肃科学学报,2003(8)
[2]李忠,朱彦鹏.预应力锚杆边坡加固结构稳定性计算方法及应用[J].岩石力学与工程学报,2005(21)
[3]秦昌娟,胡长涛.SNS柔性防护系统在高速公路深挖路堑防护中的应用.科技信息,2011(01)
【关键词】 山区高速公路;边坡防护;SNS柔性防护系统
近年来,随着高速公路的迅猛发展,各种工程建设中因山区地形地貌复杂、工程地质条件差等导致高边坡失稳,进而滑坡等事件已屡见不鲜,造成了较大的经济损失和人身伤亡。本文介绍的某高速公路因地处山区高速,沿线形成了大量的高边坡,坡面设计采用护面墙、框格植草等防护形式。由于通车年限久远,大量坡面岩石松动较多,致使坡面防护难度加大,给通车安全带来较大隐患。为了寻求一种既快捷、又经济,同时又不会影响正常营运通车的防护方式,对部分路段的边坡进行了设计优化,采用SNS新型柔性防护技术,以缓解施工难度,同时取得了良好的经济效益和社会效益。
1 SNS柔性防护技术优点
SNS柔性防护网是以高强度柔性防护网(钢丝绳、环形网、高强度钢丝格栅)作为主要构成部分,并以覆盖(主动防护)和拦截(被动防护)两大基本类型来防治各类边坡崩塌落石、风化、剥落等地质灾害,爆破飞石、坠物等危害的新型柔性防护系统。该系统技术已成功应用于国内铁路、公路、市政工程等的上千个边坡,解决了传统边坡防治措施难以解决的难题。为此,在我國边坡防治领域得到了大力推广和广泛应用,具有独特的技术创新优势。
1.1充分利用柔性材料的易铺展性和高防冲击力,最大限度地适应各种复杂地形地貌环境,避免或降低因开挖所造成的环境破坏和对边坡稳定性的危害,从而达到最佳技术、经济、安全和社会效益。
1.2与传统的典型的圬工结构相比,SNS系统不仅拥有以圬工为代表的传统方法的防治功能,同时它又发挥了其轻型化、柔性化的防护体系特征,从而解决了山区复杂地形地貌条件下传统防护措施施工难度困难,进度缓慢的长期难题。
1.3由于系统本身具有开放性,施工又便捷,在减少视觉干扰的同时,又保护了原有植被及其生长条件,使工程治理和环境改造达到和谐。
2 SNS主动柔性系统原理
SNS主动防护系统按主要构成分为钢绳网、普通钢丝格栅和高强度钢丝格栅三类。前两者通过钢丝绳锚杆或者支撑绳固定方式,后者通过锚杆锚固装置将柔性网覆盖在需防护的坡面上,从而抑制局部岩体移动,或在局部岩体风化剥落、破坏后将其裹缚于原位附近的预应力,从而实现其主动防护的功能。该系统在施工工艺上为确保其尽可能紧贴坡面,锚杆孔口应开凿孔口凹坑。
3 SNS主动防护系统构成
SNS主动柔性网设计采用GQS型主动防护系统(其主要构成Q/280QUAROX绞索网+SO/2.2/50铁丝格栅+4.5m间距系统锚固+纵横向支撑绳)、GTS型、GSS2A型及GSR2A型主动防护系统4种型式。
①GQS型系统构成:纵横交错的φ16横向支撑绳和φ16纵向支撑绳与4.5m×4.5m正方形模式布置的锚杆相连接并进行预张拉,支撑绳构成的每个4.5m×4.5m挂网单元内铺设一张4×4m的Q280型QUAROX绞索网,每张网与四周支撑绳间用缝合绳缝合连接并拉紧,该预张拉工艺能使系统对坡面施以一定的法向预紧压力,从而提高表层岩土体的稳定性,尽可能地阻止崩塌落石的发生并将小部分落石限制在一定的空间内运动,同时,在QUAROX绞索网下铺设小网孔的SO/2.2/50型格栅网,以阻止小尺寸岩块的崩落或限制局部岩土体的破坏。锚杆采用2φ16钢绳锚杆,设计抗拔力不小于55KN,锚杆长度按4m计。
②GTS型系统构成:GTS系统采用带锚垫板的预应力钢筋锚杆将TECCO高强度钢丝网张紧固定覆盖于边坡上,适用于具有溜坍、崩塌、浅层滑动、风化剥落、危岩落石等潜在地质灾害的土质或岩石边坡加固和防护。
TECCO网:由强度为1770Mpa的、防腐等级不低于热镀锌AB级、直径为Φ3钢丝编制而成;网边沿各钢丝端头采用打结处理,打结时钢丝缠绕1.5~2圈;网孔为菱形,其内切圆直径65mm,网块标准规格30/20/10×3.5m;
③GSS2A型系统构成:SPIDER绞索网:由3根钢丝绞成索后编制,(钢丝直径为Φ3、强度为1770Mpa,防腐等级不低于热镀锌AB级),绞索网边沿各钢丝端头采用打结处理,打结时绞索缠绕1.5~2圈,网孔成菱形,内切圆直径250mm,网片标准规格10/5×3.5m;
④GSR2A型系统构成:GSS2A型主动网基础上去掉格栅网即为GSR2A型系统。
4 工程实例
K88+800~K89+125段边坡防护
这是某高速公路K88+800~K89+125段左侧岩质边坡,高度为23.8米,坡向20°,设计为二级边坡,坡率为1:1/1:1.5。
边坡调查区为构造剥蚀低山丘陵地貌,植被覆盖一般;坡体由寒武系上统西阳山组泥质灰岩、钙质泥岩(€3x)组成,产状100°∠37°,为切向坡;泥质灰岩、钙质泥岩灰、青灰色,强风化,呈层状、块状,节理裂隙发育,倾角较陡,多呈闭合状,局部可见石灰质;上覆第四系残坡积碎石土(Qel-dl),为灰黄色、灰褐色,结构松散,厚度约0.5~1m,未见地表水体及渗水现象。
但根据现有地质资料以及现场踏勘,边坡岩性硬度较高。局部路段如K88+970~K89+020段50m范围一级边坡岩石裸露,表面风化剥落,局部坍塌,碎落台区域堆积坍塌石块。K89+020~K89+120段100m范围一级边坡表层岩体为薄层状泥质灰岩,局部风化剥落,岩石裸露,产生局部的崩塌和落石掉块等边坡地质病害。考虑到高速公路的安全等级及使用寿命要求,又根据各边坡岩体结构特征、风化破碎程度及潜在不稳定体块度大小、边坡高度、坡形等综合分析,边坡整体基本稳定。选用以SNS主动柔性网防护GQS型为主,结合排水、厚层基材喷播绿化防护,既节省工程投资造价、降低了施工技术难度,又使边坡防护与周边自然景观相协调。
5 结语
(1)边坡预防性防护是非常复杂的系统工程,涉及面广,事务繁杂,受水文地质条件、线路线性要求、工程措施、恶劣的特殊天气、社会经济发展和人文环境要求等因素影响,我们应尽可能了解并掌握边坡的动态,在采取相应措施时综合考虑技术适应性、经济合理性、时间的把握度等,最大可能将高速公路边坡潜在隐患消除在萌芽状态。
(2)SNS柔性网防护系统采用的是一种开放式防护方法,按照设计正确组织实施,较传统的全坡面防护方法节约大量资金,降低工程造价,具有较大的经济效益和社会效益。
(3)从SNS柔性网防护范围及效果上看,可根据施工现场的实际情况,配合挂网喷浆、锚杆防护、植草等防护方法,从而保持高速公路高边坡稳定性,保证道路安全畅通。
(4)经过这几年的边坡处治,这种新型的处治方式经住了各种恶劣天气的考验,总体情况稳定,未发生整体失稳、冲刷、滑塌、垮塌等现象。该防护方法在施工中具有圬工量少,施工简便、工期短等特点,SNS防护系统对存在崩塌岩石隐患、高陡边坡的防护及环境效果尤其明显。该方法对既有线路高边坡防护加强防护更具有推广价值。
参考文献:
[1]王恭先.高边坡设计与加固问题的讨论[J].甘肃科学学报,2003(8)
[2]李忠,朱彦鹏.预应力锚杆边坡加固结构稳定性计算方法及应用[J].岩石力学与工程学报,2005(21)
[3]秦昌娟,胡长涛.SNS柔性防护系统在高速公路深挖路堑防护中的应用.科技信息,2011(01)