1、引言

　　硯平高速公路全長(cháng)67.133千米，比原老公路國道323線(xiàn)縮短了18千米。該段公路設計行車(chē)速度為80千米/小時(shí)，路基寬度為24.5米。路線(xiàn)呈北東～南西向延伸，經(jīng)過(guò)區域高程為1400～1680米。路線(xiàn)所在區域多為碳酸鹽巖溶喀斯特地貌，構造剝蝕低中山地貌，巖溶洼地，石芽殘丘眾多，在路線(xiàn)經(jīng)過(guò)的局部地段，地形坡度較大，山坡坡度達250～450.公路所經(jīng)地段，有的自然高陡邊坡存在危巖、崩塌外，同時(shí)公路開(kāi)挖形成的人工邊坡也有大量的崩塌與落石。對公路的安全存在嚴重危害，須采取有效防護措施，針對硯平高速公路邊坡的特點(diǎn)，在邊坡防護的選擇方上，指揮部經(jīng)多方考察論證，并在試驗工程的基礎上，最后經(jīng)確定采用瑞士布魯克成都工程公司的SNS柔性防護系統對邊坡進(jìn)行防護。

　　2、場(chǎng)地環(huán)境特征和邊坡危害性分析

　　2.1地形地貌地質(zhì)特征簡(jiǎn)況

　　硯平高速公路采用SNS柔性防護系統的段落主要集中在K11～K13和K29～K37高邊坡路段。這兩段都為碳酸鹽巖溶地貌，屬構造剝蝕中山地貌，地形起伏較大，有的位置自然邊坡較陡。如K32+100的北側地形坡度300～320，K33+600北側地形坡度達430.

　　K11～K13和K29～K37這兩段巖石為三疊系中統個(gè)舊組（T2g）的灰白色、灰褐色灰巖及白云巖，一般呈厚層狀。由于該地區斷層和禢皺等地質(zhì)構造發(fā)育，致使巖體破碎，節理裂縫發(fā)育，而且巖溶發(fā)育�；�于復雜的地形地貌和地質(zhì)條件，因而在高速公路路基開(kāi)挖后沿線(xiàn)邊坡存在經(jīng)常發(fā)生崩塌落石的危險。

　　2.2邊坡的穩定性評價(jià)及危害性分析

　　K10+300～+480段右側邊坡，坡度560～590，邊坡高92m，為灰巖，呈厚層狀，個(gè)別位置呈薄層狀，有數條小型斷層和巨型節理。K32+410～+600，K32+680～+940、K32+880～K33+060等三段，邊坡高40～63m，邊坡坡度為530～580，巖性都是灰巖，由于斷層節理裂縫極為發(fā)育，巖體松散破碎，路基經(jīng)人工爆破開(kāi)挖后，邊坡上碎石、塊石較多，易產(chǎn)生崩塌落石，危及行車(chē)安全和人們的生命安全。再如K36+070～+301左側邊坡，邊坡高度為58m，該段巖性為三疊系的灰巖，巖體呈厚層狀，巖層產(chǎn)狀傾向1780，傾角330.巖體中發(fā)育2組節理，路基經(jīng)爆破開(kāi)挖后，也將導致邊坡上的巖體易發(fā)生崩塌落石等不良地質(zhì)現象。

　　由于K11～K13和K29～K37兩段灰巖地段的多個(gè)邊坡都屬于高陡邊坡，而且受人為爆破的影響，巖體破碎，邊坡的崩塌落石比較嚴重，若不作防護，將嚴重危及行車(chē)安全，故必須對這些邊坡進(jìn)行徹底整治。

　　3、防護措施及的比較

　　為確保硯平高速公路運營(yíng)的安全，對邊坡存在崩塌落石的工程隱患做了下面幾種防護進(jìn)行比較分析。

　　3.1護面墻和漿砌片石護坡

　　由于K11～K13和K29～K37兩段的數十個(gè)邊坡都是屬于高陡邊坡，如果全部采用通常的防護方法，即護面墻和漿砌片石護坡，從工程結構和工程量上都很大，且施工工期長(cháng)。這些高邊坡地段危巖分布高，采用漿砌片石護坡，自身重量砌得太高后，不能保證自身的穩定性，而且嚴重破壞了自然景觀(guān)，從防護效果和綠化方面，這兩種防護方法都不是一種理想的。

　　3.2掛網(wǎng)噴漿

　　這種方法主要是用來(lái)防護邊坡巖體的風(fēng)化剝蝕，以及防止小巖塊和碎石的松動(dòng)滾落，而對于防止危巖落石并不理想。這種方法將導致硯平公路的這兩段高邊坡全部寸草不生的邊坡，將嚴重破壞自然景觀(guān)，而且由于云南地處高原，陽(yáng)光充足，陽(yáng)光反射，還可能造成行車(chē)安全問(wèn)題。該方法造價(jià)也較高，施工工期長(cháng)，同時(shí)，若某點(diǎn)發(fā)生崩塌落石，可能引起大片掛網(wǎng)噴漿邊坡的破壞，所以，這種方法對落石防護效果極不理想，而且，隨著(zhù)人們生態(tài)意識的提高，該方法已逐漸淘汰。

　　3.3 SNS柔性防護系統

　　3.3.1 SNS柔性防護的概念、類(lèi)型和特點(diǎn)

　　SNS（safety netting System）柔性防護系統是利用鋼繩網(wǎng)作為主要構成部分來(lái)防止崩塌落石危害的柔性安全防護系統，其與以圬工結構為代表的傳統方法的主要差別在于系統本身具有的柔性和高強度，更能適應于抗擊集中荷載和高沖擊荷載，且在大量的室內外試驗和理論分析計算基礎上建立的標準化部件形式，使系統的設計計算原理趨于科學(xué)化和標準化。此外，系統設置后的較小視覺(jué)干擾和最大限度的維持原始地貌和植被，同時(shí)可進(jìn)行人工綠化，在美化環(huán)境方面的社會(huì )效益是其他方法無(wú)法比擬的。

　　該系統包括主動(dòng)系統和被動(dòng)系統兩個(gè)類(lèi)型，主動(dòng)防護系統通過(guò)錨桿和支撐繩固定方式將鋼繩網(wǎng)覆蓋在有潛在崩塌落石災害的坡面上，從而通過(guò)阻止崩塌落石發(fā)生或限制崩巖運動(dòng)范圍來(lái)實(shí)現防止崩塌落石危害的目的。根據硯平高速公路邊坡的地質(zhì)條件和潛在落石特征，選用SNS主動(dòng)系統對邊坡進(jìn)行了防護。

　　崩塌落石邊坡的一些傳統防護方法，已不能適應我們安全的防護要求。而崩塌與落石危害的主要特征是具有強大的動(dòng)力沖擊破壞作用，以剛性結構去抵抗動(dòng)力沖擊，從原理上就存在事倍功半的弊端，其結果是必須在存在落石危害的陡峭山坡上建立龐大的攔石結構，為此要尋找開(kāi)挖龐大的基礎，要搬運大量的建筑材料，工程進(jìn)度緩慢，勞動(dòng)強度大，施工安全程度低，施工干擾大，甚至可能因此而使防護結構成為人為的落石來(lái)源。因此，我們借用以柔克剛的思想，建立柔性防護結構，實(shí)現事半功倍的防護效果。

　　不難看出，不論是從現有坡面地質(zhì)災害防治技術(shù)本身的不足，還是從各類(lèi)與巖土工程有關(guān)的基礎建設步伐的加快、規模和等級的提高以及相關(guān)施工技術(shù)水平的提高上，都迫切要求深入開(kāi)展坡面地質(zhì)災害的研究防治工作，尋求一種施工簡(jiǎn)單易行、技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、環(huán)保效果好、經(jīng)濟合理的防治新技術(shù)，SNS柔性防護系統可解決這種矛盾。

　　3.3.2 SNS主動(dòng)防護系統的原理

　　SNS主動(dòng)防護系統按主要構成分為鋼絲繩網(wǎng)、普通鋼絲格柵（常稱(chēng)鐵絲格柵）和TECCO高強度鋼絲格柵三類(lèi)，前兩者通過(guò)鋼絲繩錨桿或支撐繩固定方式，后者通過(guò)鋼筋（可施加預應力）或鋼絲繩錨桿（有邊沿支撐繩時(shí)采用）、專(zhuān)用錨墊板以及必要時(shí)的邊沿支撐繩等固定方式，將作為系統主要構成的柔性網(wǎng)覆蓋在有潛在地質(zhì)災害的坡面上，從而實(shí)現其防護目的。

　　SNS標準主動(dòng)防護系統常用于坡面崩塌、危巖、落石、風(fēng)化剝落、溜坍、溜滑或塌落類(lèi)地質(zhì)災害加固防護，其明顯特征是采用系統錨桿固定，并根據柔性網(wǎng)的不同，分別通過(guò)支撐繩和縫合張拉（鋼絲繩網(wǎng)和鐵絲格柵）或預應力錨桿（TECCO-65格柵）來(lái)對柔性網(wǎng)部分實(shí)現預張，從而對整個(gè)邊坡形成連續支撐，其預張拉作業(yè)使系統盡可能緊貼坡面并形成了抑制局部巖土體移動(dòng)或在發(fā)生局部位移或破壞后將其裹縛（滯留）原位附近的預應力，從而實(shí)現其主動(dòng)防護（加固）功能。該系統在施工工藝上為確保其盡可能緊貼坡面，錨桿孔口應開(kāi)鑿孔口凹坑（由于系統布置的靈活性，�？稍谠试S范圍內利用天然低凹位置設置錨桿，從而適當減少孔口凹坑的開(kāi)鑿）。

　　該系統在作用原理上類(lèi)似于噴錨和土釘墻等面層護坡體系，但因其柔性特征能使系統將局部集中荷載向四周均勻傳遞以充分發(fā)揮整個(gè)系統的防護能力，即局部受載，整體作用，從而使系統能承受較大的荷載并降低單根錨桿的錨固力要求。此外，由于系統的開(kāi)放性，地下水可以自由排泄，避免了由于地下水壓力的升高而引起的邊坡失穩問(wèn)題；該系統除對穩定邊坡有一定貢獻外，同時(shí)還能抑制邊坡遭受進(jìn)一步的風(fēng)化剝蝕，且對坡面形態(tài)特征無(wú)特殊要求，不破壞和改變坡面原有地貌形態(tài)和植被生長(cháng)條件，其開(kāi)放特征給隨后或今后有條件并需要時(shí)實(shí)施人工坡面綠化保留了必要的條件，綠色植物能夠在其開(kāi)放的空間上自由生長(cháng)，植物根系的固土作用與坡面防護系統結為一體，從而抑制坡面破壞和水土流失，反過(guò)來(lái)又保護了地貌和坡面植被，實(shí)現最佳的邊坡防護和環(huán)境保護目的。

　　4、邊坡防護設計和施工

　　4.1防護的設計

　　SNS主動(dòng)防護系統是通過(guò)錨桿和支撐繩對各網(wǎng)塊施加的預張力使各網(wǎng)塊在坡面上張緊后對坡面危巖落石施以一定的預緊壓力，從而提高危巖穩定性，阻止危巖落石的發(fā)生。

　　該系統主要有柔性鋼繩錨桿、支撐繩和鋼繩網(wǎng)構成�？v橫交錯并進(jìn)行依次預張力的ф16支撐繩與4.5m×4.5m正方形標準模式（為節省材料，局部邊界采用4.5m×2.5m）網(wǎng)格內鋪設一張4m×4m（或4m×2m）的DO/08/300型鋼繩網(wǎng)，每張鋼繩網(wǎng)與四周支撐繩間用ф8縫合繩縫合連接并進(jìn)行第二次預張拉，該預張拉工藝能使系統對坡面施以一定的法向預緊壓力。從而提高表層土體的穩定性，控制危巖體的移動(dòng)。該系統各構成部分在每一獨立的防護區域內為一互相聯(lián)系的共同作用整體，一旦坡面巖土體發(fā)生局部的變形或位移則系統將不是局部而是以整體的形式發(fā)揮作用。

　　在硯平高速公路有K12+300～+480段右側、K32+410～+600段、K32+680～+940段、K32+880～K32+060段、K35+200～+440段、K36+070～+301段、K36+190～+325段右側、K36+420～+540左側等十多段高邊坡均采用SNS柔性防護系統進(jìn)行護坡。

　　4.2施工特點(diǎn)

　　這是一種先進(jìn)的危巖落石防護技術(shù)。其優(yōu)點(diǎn)是施工周期短，對地形的適應性比較強，而且施工安裝比較靈活，這種系統可以安裝在坡面的任何需要位置。

　　在硯平高速公路的數十段邊坡，采用了SNS柔性主動(dòng)防護系統，總面積在40000余平方米，指揮部要求施工單位在雨季前2個(gè)月內完成施工，而且不能影響路基和路面工程的正常施工。施工單位僅投入70多人，在規定的時(shí)間內完成了所有邊坡的防護，說(shuō)明該方法施工快，效率高，而且不影響其它工程的施工。經(jīng)過(guò)雨季和暴雨的沖刷，采用SNS柔性防護系統防護的邊坡完好如初，未發(fā)生任何崩塌落石，效果較顯著(zhù)。

　　4.3施工安裝技術(shù)要求

　　SNS柔性主動(dòng)防護系統的施工安裝技術(shù)要求按以下步驟進(jìn)行。

　�、賹ζ旅娣雷o區域的松土及落石進(jìn)行清除；

　�、趶姆雷o區域下沿中部開(kāi)始向上和兩側放線(xiàn)測量確定錨桿孔位，并在每一孔位處鑿一深度不小于錨桿外露環(huán)套長(cháng)度的凹坑，一般直徑20cm深15cm；

　�、郯丛O計深度轉鑿錨桿孔并清除孔內粉塵，孔深應比設計錨桿長(cháng)5 cm以上，孔徑不小于ф45；當受鑿巖設備限制時(shí)，構成每根錨桿的兩股鋼繩可分別錨入兩個(gè)孔徑不小于ф35的錨孔內，形成人字型錨桿，兩股鋼繩間夾角為150～320，以達到同樣的錨固效果；

　�、茏�漿并插入錨桿，采用標號不低于M20的水泥砂漿，宜用灰砂比1：1～1：1.2，水灰比0.45～0.50的水泥砂漿，水泥宜用425號普通硅酸鹽水泥，優(yōu)先選用粒徑不大于3mm的中細砂，確保漿液飽滿(mǎn)，在進(jìn)行下一道工序前注漿體養護不少于3天；

　�、莅惭b縱橫向支撐繩，張拉緊后兩端各用兩個(gè)繩卡與錨桿外露環(huán)套固定連接；

　�、迯纳舷蛳落亽旄駯啪W(wǎng)，格柵網(wǎng)間重疊寬度不小于5cm，兩張格柵網(wǎng)的縫合，格柵網(wǎng)與支撐繩間用ф1.2鐵絲按1m間距進(jìn)行扎結；

　�、邚纳舷蛳落佋O鋼繩網(wǎng)縫合，縫合繩為ф8鋼繩，每張鋼繩網(wǎng)均用一根長(cháng)33.5m的縫合繩與四周支撐繩進(jìn)行縫合并預張拉，縫合繩的兩端各用兩個(gè)繩卡進(jìn)行固定連結；

　�、嘤莽�1.2鐵絲對鋼繩網(wǎng)和格柵網(wǎng)間進(jìn)行相互扎結，扎結點(diǎn)縱橫間距1.0m左右。

　　5、結束語(yǔ)

　　隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在防護工程中，首先在保證技術(shù)可靠的基礎上，再向經(jīng)濟的角度去比較，從而選用出經(jīng)濟合理的技術(shù)。在硯平高速公路的邊坡中采用了SNS柔性主動(dòng)防護系統。該系統對邊坡防護技術(shù)具有以下幾方面的優(yōu)勢：

　�、僭撓到y為工廠(chǎng)化與標準化生產(chǎn)，施工速度快。硯平公路數萬(wàn)平方米的施工，僅2個(gè)月工期，而且不影響其它同時(shí)進(jìn)行的施工工程。

　�、谠撓到y充分利用柔性材料的易鋪展性和高防沖擊能力，通過(guò)系統和大量現場(chǎng)試驗形成了適應各類(lèi)邊坡和自然坡面的地質(zhì)災害防護的系統化技術(shù)，并便于工程質(zhì)量控制和工程量的準確計量。

　�、鄢浞掷�用高強金屬材料的質(zhì)輕和易加工特點(diǎn)來(lái)實(shí)現系統的輕型、部件生產(chǎn)的工廠(chǎng)化和積木式部件安裝，以盡可能簡(jiǎn)單的機具、最短的工期和最少的勞動(dòng)來(lái)實(shí)現施工安裝和維護的簡(jiǎn)單快速化，從而解決山區復雜地形條件下傳統防護措施施工困難、進(jìn)展緩慢的長(cháng)期難題；并充分利用系統的柔性和施工布置的靈活性來(lái)最大限度地適應各種復雜的地形地貌環(huán)境，避免或盡可能降低因開(kāi)挖所造成的環(huán)境破壞和對邊坡穩定性的危害，以及對其他作業(yè)和周邊建筑物正常運營(yíng)的干擾。

　�、艹浞掷�用系統的開(kāi)放性來(lái)減小系統的視覺(jué)干擾和保護原有植被及其生長(cháng)條件，并給實(shí)施人工綠化提供了可能，以充分利用植被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。

　�、莩浞掷�用技術(shù)成熟、性?xún)r(jià)比良好的金屬涂層防腐技術(shù)，采用熱鍍鋅的鋼絲繩和鋼絲或鋅鋁合金涂層鋼絲來(lái)確保系統較長(cháng)的防腐壽命，前者一般可達30～50年，后者可達上百年，必要時(shí)只需更換少量部件即可延長(cháng)使用壽命。