浅谈边坡柔性防护在工程实际施工中的应用.doc

1、浅谈边坡柔性防护在工程实际施工中的应用【摘要】本文以观音岩水电站左岸边坡柔性防护的意义为切入点，进而详细分析了当下新型的边坡柔性防护措施的原理和特点，进而结合边坡防护工程的实例，具体阐述了边坡柔性防护在实际施工中的应用，以期能够为今后类似边坡柔性防护施工提供参考。 【关键词】边坡柔性防护工程施工应用 中图分类号： TU7 文献标识码： A 一、前言 观音岩水电站位于云南省丽江市华坪县与四川省攀枝花市交界的金沙江中游河段，为金沙江中游河段规划的八个梯级电站的最末一个梯级，上游与鲁地拉水电站相衔接。 在工程施工过程中，面对各种复杂而危险的地质，必须要采取合理的边坡柔性防护措施，以提高工程的安全性，

2、确保工程竣工投入使用后能够正常使用。 二、边坡柔性防护的重要意义 1、体现自然,减少人工痕迹 在确保边坡稳定的前提下放弃传统的砌石防护，采用柔性防护，一方面可营造各具特色又与沿线自然和人文环境和谐统一的公路景观，使公路投入营运后能创造“车在林中行”的优美环境；另一方面可大大减少人工痕迹，弱化圬工砌体对视觉的影响,给司乘人员宁静舒适的感觉。 2、美化公路,保护和改善环境 柔性边坡防护的目的在于保护和改善环境，根据周边植被情况，通过必要的手段使整治的范围尽快恢复植被，通过选择乡土树种，并采用多种植物相搭配,不仅能美化公路两侧环境，使之与周边环境融为一体，而且能达到建立景观植物群落及丰富林相的效果。

3、 3、恢复生态，隔音防尘减污 通过环境再造，一方面可达到“土生土长、原汁原味、顺其自然”的立体绿化效果，建立新型绿色通道，达到恢复生态的目的；另一方面弥补了由于公路修建对自然景观的破坏，形成了天然隔音壁，降低了噪音对沿线居民的影响，减少了环境污染，降低了公路建设对社会环境的负面影响，提升了公路交通行业整体形象。 三、新型的边坡柔性防护系统原理与特点 边坡柔性防护系统是以高强度柔性网(菱形钢丝绳网、环形网、高强度钢丝格栅)作为主要构成部件，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斜坡坡面地质灾害和雪崩、岸坡冲刷、爆破飞石、坠物等危害的柔性安全防护系统技术和产品，它是一种集构件

4、设计与加工、系统配置设计与定型、现场设计选型、现场布置与施工设计的系统化技术。 边坡柔性防护系统从防护原理和目的上可以分为主动防护系统（见图 1）和被动防护系统（见图 2）两类。 1、主动防护系统 主动防护系统是采用锚杆和支撑绳固定方式将钢丝绳网和钢丝网覆盖在具有潜在地质灾害的坡面上，从而实现坡面加固或限制落石运动范围的一种边坡柔性防护系统，见图 1。 图 1 主动防护系统 主动柔性防护系统的机理是通过固定在锚杆或支撑绳上并施以一定预张拉的钢绳网，以及在用作风化、剥落、坍塌或坡面防护目的中抑制细小颗粒微落或土体流失时辅以金属格栅网或土工格栅，对整个边坡形成连续支撑。 其预张拉作业使系统紧贴坡面

5、并形成了局部岩坡或土体移动或在发生细小位移后将其裹缚于原位附近的预应力，从而实现其柔性防护的功能。 这种主动柔性防护系统是防治浅层边坡失稳的轻型开放式护坡系统。由于系统的开放性，地下水可以自由排泄，避免了由于地下水压力的升高而引起的边坡失稳问题；该系统除对稳定边坡有一定作用外，同时还能抑制边坡遭受进一步的风化剥蚀，且对坡面形态特征无特殊要求，不破坏和改变坡面原有地貌形态和植被生长条件，其开放特征给随后或今后有条件并需要时实施人工坡面绿化保留了必要的条件，绿色植物能够在其开放的空间上自由生长，植物根系的固土作用与坡面防护系统结为一体，从而抑制坡面破坏和水土流失，反过来又保护了地貌和坡面植被，实现

6、最佳的边坡防护和环境保护目的。 2、 被动防护系统 被动防护系统是采用锚杆、钢柱、支撑绳和拉锚绳等固定方式将钢丝绳网在坡面上形成栅栏形式的拦石网，从而实现拦截落石的一种边坡柔性防护系统，见图 2。 该系统是一种能够拦截和堆存落石的柔性拦石网。与传统拦挡结构的主要差别在于系统的柔性和强度足以吸收和分散传递预计的落石冲击动能，即从观念上一改传统的刚性结构为高强度柔性结构来实现系统防护功能的有效性。 图 2 被动防护系统 被动防护以落石所具有的冲击动能这一综合参数作为最主要的设计参数，避开了传统结构设计以荷载作为主要设计参数时所存在的冲击荷载难以确定的问题，实现了结构的定量设计. 同时，由于该系统所

7、具有的明显的柔性特征，使其能够拦截高能量的大块落石，并可实现结构的轻型化，充分体现了柔性防护的思想。 四、边坡柔性防护在实际工程中的应用及效果 1、工程情况 1.1 主动防护系统工程 观音岩水电站左岸进场公路庄观区后边坡开挖坡高 10m12m，开挖坡比 1：0.75，边坡坡体物质组成主要为坡积碎石粘土含少量块石，属土质边坡，结构松散，雨季极易受雨水冲蚀，水土流失严重，易于堵塞路基排水沟，坡体中孤石若失去支撑，易于滚落。 此部位采用主动网中的 GPS2 网进行防护，锚杆长度 3m。此系统作为永久性工程设置，防止上部岩体松动滑落。图 3 所示为采用钢丝绳网主动防护的代表性边坡完工后的情形。 图 3

8、 观音岩电站左岸进场公路边坡主动柔性防护工程 1.2 被动防护系统工程 左岸进场公路“观塘区”边坡整体坡度约 60，局部超过 70，部分地段地形陡峻且公路紧贴坡脚通过。全段山体坡面基岩基本出露，为逆向坡，山体整体稳定，但上部山体坡面裸露岩层受风化和卸荷影响产生松动脱落，雨季易于形成坡面落石、滚石。 “观塘区”坡面泥质岩条带风化剥蚀形成凹槽，上部砂岩层底部局部临空形成倒悬岩体；岩体进一步风化将造成上部倒悬岩体崩塌脱落。 “观塘区”边坡整体稳定，但该区域坡面裸露岩层受风化卸荷剥蚀脱落，其上部岩层被切脚临空，易于产生顺层面滑落失稳，同时部分脱落岩石在坡面残留形成坡面危石。该部位沿边坡开口线和征地红线

9、之间布设一道被动防护系统，系统型号为 RX-050 型环形网（系统对落石冲击的抵抗能达 500KJ） ，系统高度H4m。如图 4 所示为采用钢丝绳网被动防护的代表性边坡完工后的情形。图 3 观音岩电站左岸进场公路边坡被动柔性防护工程 1.3 高边坡拦石网工程实例 拦石网为一种栅栏式柔性拦挡结构，又称柔性被动防护系统，其主要功能在于拦截上部坡面滚落下来的落石，使下部建筑物或行车、行人等免遭落石危害。该系统的金属柔性网在早期主要采用钢丝绳网，借助于减压环的缓冲作用，其抗冲击能力最大可达 750 kJ，而随着高强度钢丝环形网的成功发明，系统的抗冲击能力已提高到 3 000 kJ，且从系统的工作特性和

10、维护工作量减小等方面而言，环形网系统也表现出了明显的技术经济优势，现已逐渐取代早期的钢丝绳网。 重庆大河口水电站副厂房建于大坝下游左岸，通过边坡开挖来获得建筑场地。设计开挖边坡高 145 m，顶部 45 m 开挖坡角为 45，中部60 m 坡角为 60左右，下部坡角为 75左右。边坡岩性为厚 0.41.0 m 的层状灰岩，夹有厚度为 0.10.2 m 的薄层灰岩和页岩，岩层走向与河流流向近于垂直，倾向上游，倾角为 6575，主要受 3 组均倾向坡外但倾角不同的节理切割，节理间距一般为 0.51.5 m，将岩体切割成 0.31.5 m3 不等的岩块。该边坡开挖过程中，发生了多次落石危害，爆破开挖

11、后的边坡仍存在大量危石，给下部副厂房的修建和建成后的运营均带来隐患，为此必须考虑防护。在方案考虑初期，首先考虑了全坡面喷锚防护，但其最短工期为 0.5 a，在此期间下部一切施工都必须停止，且估算投资较大。在这种情况下，刚被引入国内的柔性防护技术受到了该工程相关设计人员和咨询专家的关注，并很快决定加以采用，同时也决定采用能够快速实施的被动防护系统。 现场勘探表明，落石主要来自上部 70 m 高的坡段，且顶部潜在落石块体较大，最大可达 1.5 m3 左右，下部最大块体为 0.8 m3 左右。据此，通过简单的模拟计算可以粗略知道，若仅在落石多发区下部设置一道拦石网，其防护能级将高达 2 000 kJ

12、，特别是边坡上缓下陡，上部落石在经过过渡带后很容易直接飞越下部拦石网，或者要求采用很高的系统高度。在这种情况下，设计采用了分段拦截的方式，即在开挖坡口线最高处以下 45 和 70 m 处分别设置拦石网，在这种位置，可能的落石最大动能分别为 1 000 和 500 kJ，分别选用了 RXI100 和 RX050 型拦石网，长度分别为 45 和 70 m，如图 4。 图 5 大河口电站拦石网工程 2、应用效果 从已施工完成的工程中可以看出，无论主动柔性防护系统或被动柔性防护系统，均在公路工程边坡安全防护方面，发挥了显著成效。柔性防护网是在采用国际最新坡面防护及岩石拦截标准的基础上设计而成。与传统的

13、施工方法相比，该系统克服了刚性防护施工中诸多弊端，采用模块化安装方式、缩短了工期和施工费用，整个系统由高强度钢丝绳柔性、锚杆及其它安装附件组合安装而成。 柔性防护网以高强度钢丝绳柔性网（菱形钢丝绳网、环形网、高强度钢丝格栅）作为主要构成部分，并以覆盖、紧固来防治坡面岩石崩塌、滚落、爆破飞石等危害的钢丝绳柔性防护系统，目前该系统的技术得到很好的发展和应用，其成熟的柔性防护新技术，完善的施工应用技术、标准的模块化操作，使柔性防护网成为边坡地质灾害得到大规模的应用。五、结束语 综上所述，公路边坡柔性防护的种类繁多，在具体的工程项目施工中，要根据工程项目的实际情况来选择恰当的边坡柔性防护方法，从而构建和谐的工程景观，提高工程的施工质量和使用效果。 作者简介： 杨翔宇（1985 ） ，男，安徽安庆人，浙江华东工程咨询有限公司，助理工程师 沈晓雷（1980 ） ，男，浙江湖州人，浙江华东工程咨询有限公司，工程师。