1、布鲁克防护网在西汉高速公路中的应用摘要： 西汉高速秦岭段部分边坡既高又陡，坡面浅层部位岩体风化严重，易产生崩塌落石，为保证西汉高速路段车辆的通行安全，在施工中采用了布鲁克主动防护网，本文结合西汉高速边坡防护工程简述了SNS 系统的构造、具体检验情况及施工方法，认为这是一项值得推广的有利于环保的施工应用技术。 关键词：西汉高速; SNS 柔性防护; 边坡支护 Abstract: The parts of QinLings slope are high and steep in Xihan highway, and rock weathering is so severe that the roc
2、kfall is produced easily.SNS Flexible Protection System is applied for the vehicle-safety. Take Xihan highway, for example, the paper introduced the SNS flexible protection system concept, principles and construction methods. SNS Flexible Protection System is considered a popularized and environment
3、al construction technology. Key words: Xihan highway；SNS flexible protection system；slope protection 中图分类号：U412.36+6 文献标识码：A 文章编号： 1 工程概况 西汉高速公路是国家高速公路网 G5 京昆高速在陕西境内的一段，是陕西省“米”字型公路主骨架的重要组成部分。途径秦岭段，北为暖温带半湿润-半干旱气候，南为暖温带半湿润-湿润季风气候，降雨量各季节分布不均，部分路段边坡既高又陡，坡面浅表部位岩体受风化作用，裂隙相对发育，在暴雨、强振动等不良外力作用下，局部浅表层出现滑落、滚石，
4、长期受自然因素影响，边坡岩石风化侵蚀严重，致使坡面形成以崩塌落石为主要特征的地质灾害。 西汉高速作为穿越秦岭的第一条高速公路，车流量很大且行车速度快,即使两侧边坡坡面小块石滚落,也会给车辆造成严重危害, 而且还可能会造成连环追尾，甚至导致车毁人亡的恶性事故。因此在西汉高速公路建设期间,应该根据地形地质条件, 采取合适的边坡坡率,确定适当的防护形式进行妥善防护。营运通车后, 一旦发现边坡不稳定应立即进行处理,而处理方案尚应考虑正常通车需要。因此选用一种合理的防护措施对保证道路使用品质,提高投资效益和社会效益均具有重要意义。 综合比较各种设计方案后最终决定采用布鲁克柔性防护系统（简称SNS）的边坡
5、治理方案,方案比较表明这种系统建筑材料运输和现场施工对业已通车的高速公路通行影响最小,施工快捷方便,容易实施。而且该系统能起到加强山岩稳固，防止落石，保持生态的作用。本工程采用的是 GPS2 型主动防护系统，设计防护面积达 10000 平方米。 2 布鲁克防护网 2.1 SNS 系统概述 SNS （Safety Netting System)系统是瑞士布鲁克集团所独家拥有的、以高强度柔性网(菱形钢丝绳网、环形网、高强度钢丝格栅)作为主要构成部分，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
6、种集构件设计与加工、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。该系统在技术上已日趋完善，形成了一种地质灾害防治工程领域内成熟的柔性防护新技术，产品类型的开发也愈来愈多，并实现了标准化，在斜坡安全防护特别是崩塌落石防护领域得到了大量推广应用。 SNS 柔性防护系统按主要构成分为钢丝绳网、普通钢丝格栅(常称铁丝格栅)和 TECCO 高强度钢丝格栅 3 类，前两者通过钢丝绳锚杆和支撑绳固定方式，后者通过钢筋(可施加预应力)和钢丝绳锚杆(有边沿支撑绳时采用)、专用锚垫板以及必要时的边沿支撑绳等固定方式，将作为系统主要构成的柔性网覆盖在有潜在地质灾害的坡面上，从而实现其防护目的。
7、SNS 系统不仅能起到传统的圬工结构的防治作用，而且与之相比，具有更多的优势，具体体现为：充分利用柔性材料的易铺展性和高防冲击能力，可根据工程实际，进行定型化的均衡设计和部件的工厂化生产，便于工程质量控制；充分利用高强金属材料的质轻和易加工特点实现系统的轻型化和积木式部件安装，减短了施工安装和维护时间，并能最大限度地适应各种复杂的地形地貌；充分利用系统的开放性来减小系统的视觉干扰和保护原有植被及其生长条件，并给实施人工绿化提供了可能，充分利用了植物根系的护坡加固作用和绿色植物的绿化美化功能将工程治理和环境保护融为一体；使用寿命长，充分利用金属涂层防腐技术确保系统的防腐寿命，必要时只需更换少量部
8、件就能延长其使用寿命。 2.2SNS 主动防护系统的构成 SNS 主动防护系统是用以钢丝绳网为主的各类柔性网覆盖或包裹在需防护的斜坡或危石上，以限制坡面岩土体的风化剥落或破坏以及危石崩塌。主动防护系统按其防护功能、防护能力和结构形式的不同分为 2 类 9 种形式，具体分类参见表 1。 表 1SNS 主动防护系统分类 根据西汉工程现场条件和防护要求设计，首先确定了不同的系统型号和布置参数,并由此进行相应的材料配置。其具体的选型原则是: 当危石块径较大(一般超过 30cm)或落石块径小于 30cm 但数量较多时, 应采用带钢丝绳网的主动防护系统, 在此基础上,若坡面还存在小粒径危石或有抑制水土流失
9、要求时，还应增加一层格栅网；而对危石块径较小或目的在于抑制水土流失的坡面,则宜采用格栅网系统。当对坡面有加固要求即需要抑制崩塌落石的发生时, 应采用系统锚固的具有加固作用的主动防护系统,并根据现场条件和防护及环境要求,设计考虑绿化措施；而在允许崩塌落石发生但需限制其运动范围时, 则可采用不具加固作用的主动防护系统( 主-被动防护系统)。 本工程中，SNS 系统采用的是 GPS2 型钢绳网+格栅，具体方案为：纵横交错的 16 横向支撑绳和 12 纵向支撑绳与 4.5m*4.5m 正方形模式(边沿局部根据需要有时为 4.5m*2.5m)布置的锚杆相联结并进行预张拉，支撑绳构成的每个 4.5m*4.
10、5m（或 4.5m*2.5m）网格内铺设一张D0/08/300/4*4m（或 4m*2m）型钢丝绳网，每张钢丝绳网与四周支撑绳间用缝合绳缝合联结并拉紧，该预张拉工艺能使系统对坡面施以一定的法向预紧压力，从而提高表层岩土体的稳定性，尽可能地阻止崩塌落石的发生并将小部分落石限制在一定的空间内运动，同时，在钢绳网下铺设小网孔的 S0/2.2/50 型格栅网，以阻止小尺寸岩块的崩落或限制局部岩土体的破坏。系统标准布置如图 1 所示。图 2 为其中的代表性断面。 图 1 系统标准布置及缝合图 2 代表性断面 2.3 SNS 主动防护系统的检验 主动柔性防护系统主要由钢绳网、格栅网、钢绳锚杆、支撑绳等构成
11、。通过固定在锚杆或支撑绳上并施加一定预张拉的钢绳网对整个边坡形成连续支撑，其预张拉作用形成了阻止局部岩块或土体移动的预应力，从而阻止落石现象的发生。主动防护系统的抗力取决于所有构件强度和各构件间的连接强度，一旦其中之一发生破坏，防护系统将失效或防护能力显著降低。 为保证防护效果及使用寿命，施工前，施工方委托相关单位对本工程所用柔性防护系统随机抽取多个样本进行检验，得到检验结果如下表2、表 3 所示，依据TB/T 3089-2004 铁路沿线斜坡柔性安全防护网和Q/62171170-X-2007 NACCO 系统 ，说明所检项目符合相应的技术要求。 表 2 柔性防护系统检验报告 钢丝绳型号：86
12、7+IWS 1770 AB 表 3 披覆钢丝绳网检验报告 3 布鲁克防护网的施工安装 西汉高速边坡防护属于永久性防护，采用的布鲁克防护网使用寿命要求至少达到 50 年，在具体施工时要特别注意施工质量，其具体施工方法为： （1）清除坡面防护区域内威胁施工安全的浮土和浮石，对不利于施工安装和影响系统安装后正常功能发挥的局部地形（局部堆积体和凸起体等）进行适当修整。粒径较大的危石采取浅孔控制爆破，粒径较小的危石采取人力清除，对于地表上的部分危石可采用膨胀炸药破碎清除。由于浮土及浮石是不可能全部清除的,只要能够保证不影响施工安全即可。（2）放线测量确定锚杆孔位（根据地形条件，孔间距可有 0.3 米的调
13、整量） ，在孔间距允许的调整量范围内，尽可能在低凹处选定锚杆孔位；对于非低凹处或不能满足系统安装后尽可能紧贴坡面的锚杆孔，应在每一孔位处凿一深度不小于锚杆外露套环长度的凹坑，一般口径 20cm，深20cm。 （3）按设计深度钻凿锚杆孔并清孔,孔深应大于设计锚杆长度5cm10cm，孔径不小于 42；当受凿岩设备限制时，构成每根锚杆的两股钢绳可分别锚入两个孔径不小于 35 的锚孔内，形成人字形锚杆，两股钢绳间夹角为 1530，以达到同样的锚固效果；当局部孔位处因地层松散或破碎而不能成孔时，可以采用断面尺寸不小于 0.4*0.4m 的 C15 混凝土基础置换不能成孔的岩土段。 （4）注浆并插入锚杆，
14、采用标号不低于 M20 的水泥砂浆，宜用灰砂比 1：11.2、水灰比 0.450.50 的水泥砂浆或水灰比 0.450.50 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养护不少于三天。 （5）安装纵横向支撑绳，张拉紧后两端各用 24 个（支撑绳长度小于 15m 时为 2 个，大于 30m 时为 4 个，其间为 3 个）绳卡与锚杆外露套环固定连接。 （6）从上向下铺挂格栅网，格栅网间重叠宽度不小于 5cm，两张格栅网间以及必要时格栅网与支撑绳间用 1.5 铁丝进行扎结，当坡度小于 45 时，扎节点间距一般不得大于
15、2m，当坡度大于 45 时，扎节点间距一般不得大于 1m； （7）从上向下铺设钢绳网并缝合，缝合绳为 8 钢绳，每张钢绳网均用一根长约 31m（或 27m）的缝合绳与四周支撑绳进行缝合并预张拉，缝合绳两端各用两个绳卡与网绳进行固定联结。 4 结语 通过西汉高速公路中布鲁克防护系统的应用，可以总结得出：（1）即使在极其陡峭的高边坡，极其复杂的地质条件，布鲁克防护网也能够有效拦截危岩落石，也是行之有效的，该项技术在土木工程中值得推广和应用。 （2）布鲁克防护网施工方便、投入较少、对既有线路干扰较小。（3）布鲁克防护网是全系统联合作用的防护网，其结构布置形式及材料规格等应严格按设计实施，不得随意更改。 参考文献： 1 杨涛 等，柔性防护边坡的稳定性分析J，岩石力学与工程学报，2006：294-298 2 章普标 等，柔性防护系统在高速公路边坡防护中的应用J，公路，2006：192-196 3 贺咏梅，崩塌落石 SNS 柔性防护系统的设计选型与布置J，公路，2001：14-20 4 贾自力，布鲁克拦石网在山区铁路中的应用J，铁道建筑，2005：32-34 5 武常明，布鲁克柔性防护网在关寨车站深路堑段的应用J，西部探矿工程，2001：298-299
