徐正平,江林峰
(1.浙江云和德通路橋工程有限公司,浙江 云和 323600;2.云和縣康莊工程辦公室,浙江 云和 323600)
麗龍高速公路的邊坡山體最高處為70多米,山體由比較完整的花崗巖組成,山體頂部土石覆蓋層較淺,約為30~70cm,生長著灌木和雜草,其中一期為一級公路改高速,原一期拓寬時采用整體砼噴錨體防護,但是局部坡頂沒有進行防護處理,邊坡坡率為1∶0.5~1∶0.75。受冬季凍脹、雨季沖刷影響,山頂噴錨體局部脫落,由于山高坡陡,脫落的土石塊飛散范圍廣,對高速公路營運安全帶來潛在的危險性。為確保高速公路營運安全,經(jīng)研究決定采用SNS柔性防護網(wǎng)防護技術(shù),并創(chuàng)造性地提出了柔性防護網(wǎng)一網(wǎng)雙用,成功變主動防護為主、被動雙向防護。因山體土石較為松散,坡面浮石、碎石塊偏多,山體下方運營車流較大,加之施工期間受到春雨和夏季梅雨的影響,工程開展過程中一直備受雨水的困擾,斷斷續(xù)續(xù)的雨天給施工帶來了很大的困難,山陡路滑,下雨時施工人員有時連行走都比較困難,安全管理風險較大。
SNS(Safety Netting System)系統(tǒng)是瑞士布魯克集團獨家擁有的、以鋼絲繩網(wǎng)作為主要構(gòu)成部分并以攔截(被動防護)和覆蓋(主動防護)兩大基本類型來防治爆破飛石、風化剝落、崩塌落石、泥石流和岸坡沖刷等斜坡坡面地質(zhì)災害的柔性安全防護系統(tǒng)產(chǎn)品和技術(shù)。和傳統(tǒng)的邊坡防護方法相比較,SNS邊坡防護系統(tǒng)主要有以下幾點優(yōu)勢:
a)SNS系統(tǒng)具有工期短和勞動力少的特點,可以充分利用金屬材料的質(zhì)量較輕的特點來實現(xiàn)積木式和輕型化的安裝,并能最大限度地適應各種復雜的地形地貌環(huán)境,從而有效地保護環(huán)境,避免環(huán)境破環(huán)和保證周圍建筑物的正常施工和使用,可以同步或超前于土石方主體開挖工程的施工,即能實現(xiàn)逆作法施工或平行作業(yè);
b)SNS系統(tǒng)充分利用柔性材料的易鋪展性和高防沖擊能力,通過系統(tǒng)開發(fā)和大量的現(xiàn)場試驗形成了適應各類坡面地質(zhì)災害防護的系統(tǒng)化技術(shù),通過定型化的均衡設(shè)計和部件的工廠化生產(chǎn)來實現(xiàn)系統(tǒng)的標準化和最優(yōu)化,并便于工程質(zhì)量控制和工程量的準確計量;
c)SNS系統(tǒng)所采用的材料進行防腐處理,可以保證防護系統(tǒng)的使用年限,一般可達30~50年;
d)SNS系統(tǒng)充分利用系統(tǒng)的開放性來減小系統(tǒng)的視覺干擾和保護原有植被及其生長條件,并給實施人工綠化提供了可能,充分利用植物根系的護坡加固作用和綠色植物的環(huán)境綠化美化功能,將工程治理與環(huán)境保護和改造融為一體。
考慮到施工難度,首先設(shè)置出一條從后山山腳到山頂坡口的施工便道,以便于施工人員上下山體,棄運坡頂?shù)碾s草和土石方及搬運各種工類程材料、設(shè)備。
本次處治安全防護工作至關(guān)重要,涉及到正常營運安全和施工作業(yè)安全。因山高、面大,沿山體搭設(shè)防護腳手架工程量大,耗資巨大,如果占用2~4個車道搭設(shè)防護網(wǎng)架,對阻擋山頂滾落的石方作用不大,在施工過程中為了克服土石滑落對山體下方運營公路的影響,保護施工人員的人身安全,養(yǎng)護中心創(chuàng)新地先將SNS柔性防護網(wǎng)在錨桿固定后,對坡口之上部分柔性網(wǎng)先進行豎向支撐,在與高速公路垂直的山體坡面上架起一張防護大網(wǎng),待上邊坡位置施工完畢后再恢復主動防護原狀。這一方法充分利用了SNS柔性網(wǎng)高韌性、高防護強度、易鋪展性的優(yōu)點,對易散落的石塊進行防護和阻擋,并且也使之成為了一張保護施工人員的“安全大網(wǎng)”。
坡頂松散的土石方始終會對營運安全帶來潛在危險。為此,需清除山頂坡口至截水溝長約750m、寬約3m、深約30~70cm范圍內(nèi)的松動土石方,直至比較完整或穩(wěn)固的巖面或坡面,徹底清除易滾落和塌落的土石方。
為防止山體雨水侵入風化剝落等,徹底消除潛在的安全隱患,在排險處理的同時同步實施永久性處治工作,具體方法是:
a)在清理完畢的上邊坡位置,用c15細石子砼(平均厚度10cm,內(nèi)敷設(shè)15cm×15cm間距φ6鋼筋網(wǎng))進行坡頂硬化處理;
b)在硬化封閉區(qū)內(nèi)橫縱坡較小位置處設(shè)置pvc排水管;
c)在坡頂后方2~3m處,按照山體走勢,選擇在石塊多落處用c25片石砼修筑臨山直立臨高速公路側(cè)4:1坡率的后擋墻,以阻擋后方坡體石塊滾落;
d)在預設(shè)擋墻后面,增設(shè)矩形引排水溝(使用尺寸為60cm×60cm的漿砌片石),將地表水引入原截水溝內(nèi),阻止水體的沖刷作用;
e)待到坡體清理、排水、擋墻等完全處理完成后,可先撤除SNS柔性網(wǎng)上的輕型土工布,接著移去坡口處的豎向支撐,使柔性網(wǎng)重新貼面,同時收緊支撐繩,最后完全固定坡頂位置錨桿,形成一個完整SNS柔性防護結(jié)構(gòu)(見圖1所示)。
SNS柔性網(wǎng)施工要求嚴格按照如下順序進行:清理邊坡、設(shè)置錨桿孔、清孔、注漿、放入錨桿、安裝支撐繩、鋪設(shè)鋼絲網(wǎng)、縫合,具體如下:
圖1 SNS柔性網(wǎng)防護結(jié)構(gòu)
a)將有可能威脅到施工安全的土和巖石進行處理,對不利于SNS施工安裝的地形進行處理和整修,保證安裝可以順利進行;
b)放線測量確定錨桿孔位,根據(jù)地形條件,孔間距可有0.3m的調(diào)整量,在孔間距允許的情況下,盡量將錨桿孔位選擇在低凹處,對于不能滿足要求的局部應該進行特殊處理(如果連續(xù)懸空面積大于5m2,則應該增加局部錨桿長度大于0.5m,該錨桿可采用直徑不小于12的帶彎鉤的鋼筋錨桿或直徑不小于212的雙股鋼繩錨桿),應在每一孔位處鑿一深度不小于錨桿外露環(huán)套長度的凹坑,一般深20cm,口徑20cm;
c)在鉆鑿錨桿孔后應該進行清孔,鉆鑿錨桿孔的尺寸應該滿足以下要求:孔徑應該不小于42mm,孔深應該比設(shè)計錨桿長度長5~10cm;當受鑿巖設(shè)備限制時,構(gòu)成每根錨桿的兩股鋼繩可分別錨入兩個孔徑不小于35mm的錨孔內(nèi),形成人字形錨桿,兩股鋼繩間夾角為15°~30°,以達到同樣的錨固效果;當局部孔位處因地層松散或破碎而不能成孔時,可以采用斷面尺寸不小于0.4m×0.4m的c15砼基礎(chǔ)置換不能成孔的巖土段;
d)注漿并插入錨桿,注漿要求如表1所示;
表1 注漿標準
e)安裝縱橫向支撐繩,支撐繩的使用有三個標準,當支撐繩長度小于15m時為2個,當支撐繩長度在15~30m之間時為3個,當支撐繩長度大于30m時為4個,錨桿與繩卡外露環(huán)套固定連接;
f)格柵鋪掛在鋼繩網(wǎng)的內(nèi)側(cè),并疊蓋在鋼繩網(wǎng)上緣,用扎絲固定在網(wǎng)上,格柵底部沿斜坡向上敷設(shè)0.2~0.5m,將底部壓緊,每張格柵疊蓋10cm,每平方米在網(wǎng)上固定4處;
g)從上向下鋪設(shè)鋼繩網(wǎng)并縫合,縫合繩為8鋼繩,每張鋼繩網(wǎng)均用一根長約31m(或27m)的縫合繩與四周支撐繩進行縫合并預張拉,縫合繩兩端各用兩個繩卡與網(wǎng)繩進行固定聯(lián)結(jié)。
為確保高速公路行車安全,在硬化實施前項目部做了一些相關(guān)的預案。如在安全防護網(wǎng)(把SNS柔性網(wǎng)位于坡頂以上1.5m段做立網(wǎng)處理)上幫扎輕型土工布,以防止施工過程中碎石墜落等。但由于實際實施過程中局部位置山體自身的不規(guī)則,縱橫、高低起伏較大,清土后遇到完整的大石塊較多等不利因素,還是給工程開展帶來了不小的困難和挑戰(zhàn)。項目部及時調(diào)整策略,對坡口凹面(部分將近60°陡坡)處采用2層甚至多次分層澆筑,以確保無小石子滾落,從而不影響行車安全。
SNS柔性防護一網(wǎng)雙用技術(shù)更是得以充分發(fā)揮作用,成效顯著,成為了此次施工過程的一大創(chuàng)新和亮點,為處理高邊坡防護工作中積累了寶貴的技術(shù)和實踐經(jīng)驗,也為全面養(yǎng)護工作的開展提供了支持。
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