褚俞飞 杜恒

山西冶金岩土工程勘察总公司

柔性防护网在山体崩塌治理工程中的选型及应用

褚俞飞 杜恒

山西冶金岩土工程勘察总公司

崩坍是山区常见的地质现象，与人类工程的活动具有很大联系。目前在科学技术的发展下，柔性防护网已经应用到山体崩塌治理中。本文主要在SNS柔性防护网基础上，以山西某工程为例，介绍了柔性防护网在山体崩塌治理工程的选型与应用，希望可以给同类工程提供参考。

山体；崩塌；柔性防护网；选型

1 引言

省道坪曲线是山西省的重要交通干道，对当地经济具有很大作用。其中K0～K19段位于陵川县境内，位于山岭重丘区，路基依山傍河，上边坡直立陡峭，无法满足工程规定的边坡率。目前边坡岩体已经发生了边坡落石、滑塌等现象。同时受降雨天气影响，导致省道坪曲线出现了多处地质灾害险情，给当地人民的生活造成了巨大影响，必须及时进行治理。

2 柔性防护网选型与设计

2.1 工程治理方案

结合工程实际情况，制定柔性防护为主的措施，具体治理措施包括危岩清除、锚索加固、主动防护网、锚喷防护及拦石墙等方面。首先，治理区域进行危岩清除，避免施工过程中发生碎石掉落的安全隐患；其次，治理区域岩石风化严重、支离破碎的部位进行锚喷防护，然后对危岩边坡塌落使用主动防护网治理。

2.2 SNS主动防护选型与设计

第一，了解分类与特征。主动防护网类系统主要使用支撑绳、钢丝绳网及锚杆进行覆盖或包裹危岩体，主要目的是控制风化或破损引起危岩崩塌。如下图1所示。如果从防护功能、能力及机构等划分，可分为多种形式，本次主要使用坡面锚固与固定形式作为选型设计。

图1 SNS主动防护网类系统分类

第二，比较主动防护网类系统。（1）钢丝绳网类系统。该系统缺陷是：使用十字卡扣的材料为电镀锌，防腐能力较低；钢丝绳交叉节点固定，钢丝绳主要发挥网片柔性，加固中网片难以拧紧；近正方形承载力固定，不能调节外界荷载。（2）TECCO钢丝网与SPIDER绞索网类系统。系统利用长菱形网孔链式编制，克服了钢丝绳缺陷，实现了纵向承载力事前分配；（3）QUAROX绞索网类系统。系统具有钢丝绳网近正方形网络特征，克服了钢丝绳网缺陷，荷载自适应能力较强。（4）带锚垫板钢筋锚杆梅花形布置系统。钢筋锚杆具有抗滑作用，梅花形解决了地区差异。锚垫板直接压箱地面，提升了浅表层稳定性。缺点是重量大，在高边坡不易携带施工；（5）钢丝绳锚杆经纬规则布置加固系统。系统主要存在以下缺陷：锚杆钻孔位置影响内网和支撑绳挂铺平展程度及与岩面的贴合度。钢丝绳锚杆柔性不易控制浅表层滑动变形；

2.3 选型建议

受到山体高度、岩体破碎风化与下行S331省道车辆通行的影响，增加了施工难度，本次主要使用钢丝绳网类系统进行防护，提高钢丝绳网防腐能力，不固定钢丝绳交叉节点，主要目的是自由调整荷载分布，满足材料拉运铺设等操作需求。

3 主动与被动防护系统布置与确定

3.1 主动防护系统布置与确定

经过对工程实际情况分析发现，一般可从以下几种情况进行分析：当危石块较大时，可使用绳索网主动防护系统，还要增设锚杆锚索；危石块较小时，如果要满足坡面加固和崩坍落实需求，可使用主动防护系统，并根据防护环境与条件制定绿化措施；在崩坍允许范围内发生运动时，可应用被动防护系统。

布置系统方面时，如果坡面危岩石较多，可分片布置。局部出现特大岩堆时，可加强锚固。实际选型中主要根据落石直径与地区情况确定。处理大量落石时，一般应用主动加固会消耗大量费用，而且施工难度较大，容易对系统造成损坏；使用被动防护时，受落实自由落体运动影响，在缓坡路段会发生连续弹跳，施工难度较大。为防止石质边坡年久风化落石，本次设计对上述路段边坡进行SNS主动防护网防护，常规平均采用3m的锚杆，局部大块危石坡面梅花形布置6m锚杆。

3.2 被动防护网类系统设计与选型

第一，特征与分类。被动防护网类系统一般以绞索网栅栏式入刑系统设置，避免落石滚下。被动防护系统主要从防护能量与结构形式可分为很多级别。系统主要使用钢丝绳网、消能件、固定系统与钢柱组成，系统柔性主要来源于从消能件、绞索网及支撑绳，可与系统柔性匹配。本次系统主要从弹跳高度与落石动能进行选择，合理设置高度。

第二，比较被动防护网系统。（1）RXI系统钢丝绳网类系统。该系统缺陷是：钢丝绳交叉节点固定，吸收落石的动能主要来源于钢丝绳力学变形，冲击力有限；钢丝绳抗冲击能力较低，需要的减压环较多，导致维护工作量较大；减压环式消能后需更换；近正方形网孔侧承载力固定，不具有外界调节能力。（2）多跨单元与缓冲区。此种布置使用GBR与RXI中的独立布置，消能集中在支撑绳两端，减少了消能，同时消能件维护工作较少。（3）TECCO高强度钢丝网与SPIDER绳索网类系统，系统应用长菱形网孔链式编制，具有外荷载调节能力，抗冲击力较强。（4）ROCCO环形网类系统。系统使用链式编制成网，网变形能力主要依靠网环变形，外界荷载调节能力较强，抗冲击能力较高。（5）GBE系统。系统使用多跨独立布置与缓冲结构，可选择经济性能良好的网型；支撑绳应用导引钢轮方式悬挂，系统作用加大，投资充分利用的消能件减轻了系统维护。

3.3 柔性主动防护网施工工艺

第一、清理坡面：人工对坡面防护区域的浮土及浮石进行清除；

第二、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），并在每一孔位处凿一定深度不小于锚杆外露环套长度的凹坑，一般口径20cm,深20cm；

第三、钻孔

A、锚孔钻进：成孔匀速钻进，严格控制钻孔速度，以防止钻孔弯曲和变形，钻进达到设计深度后，不停钻，在停止进尺的情况下，稳钻1-2分钟；

B、造孔精度要求

a、孔径误差：造孔孔径大于42mm；

b、孔深：锚孔设计深度大于5cm以上；

第四、灌浆及插入钢绳锚杆。采用标号不低于M20的水泥砂浆，宜用灰砂比1:1～1:1.2，水灰比0.45～0.50的水泥砂浆或水灰比0.45～0.50的纯水泥浆。水泥宜用42.5普通硅酸盐水泥，优先选用粒径不大于3mm的中细砂，确保浆液饱满。在进行下一道工序前，注浆体的养护不少于三天；

第五、上支撑绳安装。在坡顶，以某一锚杆为起点，将上支撑绳反包并固定在该锚杆锚头上，沿坡走向依次穿过相邻锚杆锚头，在穿过终点锚杆锚头后将支撑绳拉紧，并以与起点同样的方式反包固定。

第六、从上向下铺挂Steelgird高强加筋网。将网片顶部绕过上支撑绳并折叠反包0.3～0.5m，用绳夹和绞合钢丝对反包段进行固定。每根加筋钢丝绳处用两个绳夹，其余部分用直径ϕ 2.2mm的绞合钢丝进行点扎，点扎间距15～20cm。水平相邻网面采用直径ϕ2.2mm绞合钢丝进行点扎连接，点扎间距15～20cm。

第七、中下支撑绳安装。参见上支撑绳的安装方法，布置形式参见系统一般布置示意图。单根长度不宜大于25m。

4 质量管理措施

为了提高工程质量，还要从以下几方面做起：第一，项目部设置质检小组，对项目质量进行检查验收，一旦发现问题必须及时解决。第二，做好工程质量管理，由项目领导组织全体职工学习各种技术规范和质量检验评定标准，实现质量和施工安全的结合，以优质、高速、低成本的方式建设高质量的工程。第三，成立质量管理体系，从原材料采购、使用、组织方案制定、施工工艺等进行监督，管理好各个环节。

5 结束语

目前SNS柔性系统已经成功应用到山体崩塌落石防护中，可以给工程人员提供较多的设计方案。实际操作中，必须对地区边坡形态、区域与保护体关系、边坡病害调整及技术等因素进行考虑，然后合理选型，得到最佳的防治效果。现阶段，山西崩塌已经成功将入柔性防护网应用到实践中，在保证当地地貌与植被不受影响的前提下，解决了山体崩塌地质灾害问题，值得同类工程进行借鉴。

[1] 姚万森;王彦静;耿万青.柔性防护网在张家口西太平山崩塌W19危岩体治理工程中的应用[J].交通科技,2016(5).

[2] 黄来源;曹国强.SNS柔性防护网在北京崩塌防治工程中的应用[J].城市地质,2016(3).

[3] 金志伟,邓永煌.SNS主动柔性防护网在边坡防护中的应用[J].土工基础,2014(2).

[4] 李有志.论SNS边坡柔性防护工程实践中的几个问题[J]中国地质灾害与防治学报,2014(5).

[5] 贺咏梅;彭伟;阳友奎边坡柔性防护系统的典型工程应用[J]岩石力学与工程学报,2013(6).