・线路/路基・ SNS边坡柔性防护系统的应用 李 清 (中铁四局集团第五工程有限公司 江西九江332000) 摘要SNS系统是一种新型时边坡柔性防护技术体系,筒要介绍#设计机理和施工工艺 SNS系统边坡防护施工工艺 关键词SNS系统(Safe ̄,Netting System)集设计、施工、产品 制作于一体 包含构件设计、产品加工、防护工程设 计、工艺要求和方法等内容,适应范围广泛。它以钢丝 绳网为主要构件,以覆盖坡面(主动防护)和下部拦截 (被动防护)两种基本形式防治坡面坍落、岸坡冲刷、爆 破飞石、坠物、雪崩等地质水文及气候灾害。 目前,SNS系统已成功地应用于国内铁路、公路、 水电、采矿和市政工程:尤其适合整体稳定性较好但 有落石或小型坍落可能存在的高、陡、破碎坡面加固, 可以在不破坏原坡面的条件下进行防治。 结合我公司承建的宝兰二线宝天段老柴窝2号隧 道进口的边仰坡防护工程,根据工程积累的实践经验, 介绍SNS边坡柔性防护系统的设计机理和施工工艺 要求 1工程概况 间裂隙由松土和树、草根充填。稳定性较I区稍强。 2柔性防护的机理及结构设计 以防护原理和防护目标的特性划分,SNS分为主 动防护和被动防护两类,针对本工程的情况分别采用 这2种类型。 (1)I区采用GAR2型主动防护系统(图1) 圈1 SNS主动防护系统示意 GAR2型主动防护系统以钢丝柔性网覆盖或包裹 坡面,限制并延缓坡面岩体的风化剥落(加固作用)或 将松动石块位移控制在钢丝网内(围护作用)。钢丝阿 采用I)O/08/300型(钢丝绳直径8 mm、间距300 mtl1), 尺寸为4 m x4 m、4 m x 2 m两种。钢丝网片用≠8钢 丝缝合绳连接在支撑绳上。纵、横向支撑绳则采用 16 钢丝绳,通过它,将锚杆(绳)、钢丝网片连成整体 杆 宝兰二线宝天段吻水河大桥台尾与老柴窝2号隧 道进口边仰坡之间左侧山坡,位于渭河右岸,设计里程 DK1 282+935~DK1 283+032,长97 m 自然坡上陡 下缓,高迭百余米。若按常规方式放坡开挖山体再支 护,既不安全又不可能,采用了保护原山坡的SNS柔 性系统进行防护。根据山体自然条件将防护范围分为 以下2个区域。 选用2 x≠16钢丝绳,设计抗拔力不小于80 kN,锚入稳 定岩层深度不小于4 m,锚孔直径45 mlil,孔口扩大成 山坡上部为I区,面积约为60m x 50m,为近似直 立的山崖,基岩裸露、植被稀疏,岩石裂隙中多生长灌 木。受风化及植被根劈作用,裂隙发育。最大张开缝 隙达0 4 m,一般深达5~7 m,局部3~4m,间距1.5~ 4 m,部分块体间有架空现象。裂隙内大部分为松土、 树根杂草填充,少部分无填充。 山坡中部为Ⅱ区,面积约为70 m X 60m,自然坡角 4o。~50c,植被较茂密,多为2~3 m高的灌、乔术。松 动层厚3~5 m,危石块径1~2 m,局部有大块石。石 收稿日期:20o2一Ol一16 0 2 m x 0.2 m锥形或柱形坑,锚孔内灌注强度等级不 低于M20水泥砂浆 主动防护系统的传力过程为:松动石块一钢丝柔 性阿一缝合绳一纵、横向支撑绳一锚杆一稳定岩层。 其柔性特征使石块松动的集中荷载向四周传递,得以 发挥整个系统的防护作用,即局部受力,整体承载,从 而防止松动石块坍落。 系统具有开放性,地下水可以自由排泄,避免了地 下水压力增高引起边坡失稳。同时不破坏原地貌和植 被生长条件,还可实施人工植被,发挥植物的根系固土 作用。与SNS主动防护系统相结合,抑制水土流失, 从而保持原地貌形态,保持稳定,实现了环境保护这个 铁道标准设计RAi Lf4A Y srANDARD DESI6N 2002{6l 墓墓拿 _。 ’工程 衅 于长 衅院铁 维普资讯 http://www.cqvip.com
・线路/路基・ 当4-I程施工的永恒主题,效果显著,是其它防护方案 无法比拟的。 (1)RX050型被动防护工程施工工艺 施工步骤:钢柱基础、锚杆安装一安装钢柱一挂网 缝合。 (2)I/区采用Rxo5o型被动防护系统(图2) 所需主要机具为:手持式风动凿岩机及配套空压 机,砂轮切割机,吨位不小于l0 的紧线葫芦(宜准 备2套,以实现双支撑绳对拉),扳手等,另宜准备梯子 和起吊滑轮组。 劳动力配置及一般施工进度:每作业班组一般为 6人~10人,每作业班组平均每天完成50~8o 施工 安装,主要取决于现场施工条件和作业人员熟练程度。 当场内施工条件较差、材料搬运距离较远和作业不熟 图2 8N8被动防护系统示意【单位:cm) 练时所需作业人员较多;当工程规模小(小于500 )、 边坡高陡需搭设脚手架和作业不熟练时,平均施工进 度较慢。 (2)GAR2型主动防护工程施工工艺 RX0fO型被动防护系统是拦截落石的柔性网墙。 于Ⅱ区下部边缘设I道5 m高SlXS被动防护墙。立柱采 用20b工字钢,间距lO m,置于混凝土基座之上。通过 上、中部及侧向锚绳固定于稳定地层,钢立柱之间用上 下2道支撑钢丝绳连成整体,上锚绳采用≠14钢丝绳, 其它锚绳均采用≠16钢丝绳,支撑钢丝绳和拉锚钢丝绳 配置减压环调整内应力。每道支撑钢丝绳各配置2个GS 一施工步骤:锚杆安装一支撑绳安装一网片缝合一 阿片封闭 所需主要机具:手持式风动凿岩机及配套空压机、 砂轮切割机、吨位不小于1O kN的紧线葫芦、扳手等。 劳动力配置及一般施工进度:每作业班组一般为 5人~8人,每作业班组平均每天完成80~150 的施 工安装,主要取决于现场施工条件和作业人员熟练程 度,当场内施工条件较差、材料搬运距离较远和作业不 熟练时所需作业人员较多;当工程规模小(小于1 000 m2)、边坡高陡需搭设脚手架和作业不熟练时,平均施 工进度较慢。 4结论 8001型减压环,每道拉锚钢丝绳则配置1个GS一800O 型减压环 柱问满布钢丝网,钢丝网采用D0/08/200型 (钢丝绳直径8mm、间距2OOmm),尺寸为5 m x 5 m,柔 性网与支撑绳用 8钢丝绳缝合连接。锚杆设置同主动 防护系统,锚杆埋人稳定岩石内6 m深 柔性网、支撑绳、锚杆采用的钢丝强度不应低于 1 770 kPa,防锈热镀锌等级不低于AB级。 当落石下坠冲击拦石阿时,冲击力通过网的柔性 得以延缓,再向立柱和锚绳传递,最终传至锚固基础和 稳定地层。根据动量定理,拦石结构物所受的力与力 的作用时间相关。刚性的拦石结构物允许变形小,碰 撞接触时间短,必然产生较大的冲击荷载。而SNS柔 陛拦石结构与落石碰撞时接触时间长,在相同撞击条 件下受力小,并通过系统的整体性能得以分散 因此, 柔性拦石结构物可以拦截更大动能的落石,功能优于 刚性拦石结构。采用SlXS柔性系统实现了结构的轻 型化。 SNS边坡柔性防护系统充分利用柔陛材料的易铺 展性和高防冲击能力,适应各类坡面地质灾害防护;充 分利用高强金属材料的质轻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。较好地解决山区复杂 地形条件下传统防护工程施工困难、进展缓慢等难题 最大限度地适应各种复杂的地形地貌环境,避免或尽 可能降低因开挖所造成的环境破坏和对边坡稳定性的 危害;充分利用系统的开放性保护原有植被及其生长 条件,提供良好的视觉效果,并给实施人工绿化提供了 可能,将工程治理与环境保护、改造融为一体;充分利 用技术成熟、性价比良好的金属涂层防腐技术,采用先 进材料确保系统较长的防腐寿命 3施工工艺 为确保施工过程中铁路既有建筑物及施工人、机 安全,先施工Ⅱ区的RX050型被动防护系统工程。之 后,清除山坡表层对施工有影响的不稳定危石。最后 施工I区GAR2型主动防护系统工程。 铁道标准设计RAILWAY STAN8ARD DESIGN 2002i6 1
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