主、被動防護(hù)網(wǎng)在水利工程邊坡處理中的應(yīng)用

鄒 輝

（中國水利水電工程建設(shè)咨詢西北公司，陜西西安 710061）

DOI：10.16617／j.cnki.11-5543／TK.2015.08.008

施工技術(shù)

主、被動防護(hù)網(wǎng)在水利工程邊坡處理中的應(yīng)用

鄒 輝

（中國水利水電工程建設(shè)咨詢西北公司，陜西西安 710061）

主、被動防護(hù)網(wǎng)因施工方便，防護(hù)效果好、自然環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，在邊坡治理中廣泛應(yīng)用。本文結(jié)合向家壩水電站原狀坡治理項目簡要介紹了其特點(diǎn)、施工技術(shù)及要點(diǎn)等，對其存在的不足也進(jìn)行了簡要分析并提出了建議。

主動防護(hù)網(wǎng)；被動防護(hù)網(wǎng)；拉錨繩；邊坡處理

水電站兩岸往往存在設(shè)計線內(nèi)外的大量原狀邊坡，由于長年暴露、雨水刷蝕和風(fēng)蝕，時常出現(xiàn)掉塊、滾石甚至塌方，對下部人員、設(shè)施造成安全隱患，主、被動防護(hù)網(wǎng)在原狀邊坡整治中大量應(yīng)用。本文結(jié)合向家壩工程左右岸原狀坡整治項目，對主、被動防護(hù)網(wǎng)的主要應(yīng)用進(jìn)行了介紹，以供參考。

1 主被動防護(hù)網(wǎng)的原理和組成

1.1 主動防護(hù)網(wǎng)

主動防護(hù)網(wǎng)是以鋼絲繩網(wǎng)為主的柔性網(wǎng)覆蓋所需防護(hù)坡面，為限制坡面巖體表面掉塊或塌落、發(fā)生落石則將其控制于一定范圍內(nèi)運(yùn)動 （圍護(hù)作用）的一種防護(hù)形式。

向家壩主動防護(hù)Spider系統(tǒng)，由φ2.2＠50mm格柵網(wǎng)和SpiderS3網(wǎng)片（孔徑292mm×500mm，網(wǎng)片標(biāo)準(zhǔn)長度為20m，寬度為3.5m）組成。格柵網(wǎng)緊貼巖面，用于防護(hù)小的塊石，網(wǎng)間采用12～15號鉛絲幫扎連接；SpiderS3網(wǎng)片為防護(hù)網(wǎng)的核心部分，覆蓋于格柵網(wǎng)之上，孔形為菱形，鍍鋅鋼絲直徑3.0mm，破斷拉力為195～220kN／m，網(wǎng)片間縱橫采用專用卸扣連接。防護(hù)網(wǎng)與φ20＠4m錨桿相連并采用P33型系統(tǒng)錨桿墊板壓網(wǎng)，錨桿可根據(jù)巖石結(jié)構(gòu)加密設(shè)置，以確保網(wǎng)片緊貼巖面。防護(hù)網(wǎng)頂端和低端均采用φ14的支撐繩拉緊，使之鎖口。

1.2 被動防護(hù)網(wǎng)

被動防護(hù)網(wǎng)由鋼絲繩網(wǎng)或環(huán)形網(wǎng)、格柵網(wǎng) （攔截小塊落石）、固定系統(tǒng) （錨桿、上下側(cè)拉錨繩，基座，頂部或底部支撐繩及連接網(wǎng)和上支撐繩的縫合繩）、減壓環(huán)和鋼柱等部分構(gòu)成，主要使鋼柱和鋼絲繩網(wǎng)連接組合構(gòu)成一個整體，布置在需要防護(hù)邊坡的坡腳或中間，攔截下落的巖石。

向家壩原狀坡治理被動防護(hù)網(wǎng)選用Rxi—100型、Rxi—75型、Rxi—50型，其中Rxi—50型無減壓環(huán)［減壓環(huán)為環(huán)狀的空心鋼管 （進(jìn)、出口錯開），套在支撐繩或拉錨繩上，當(dāng)鋼柱和防護(hù)網(wǎng)受到?jīng)_擊時，拉緊減壓環(huán)，以減少沖擊力］。防護(hù)網(wǎng)由R7／03／300（執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為GB T9818）環(huán)形鋼絲網(wǎng)（5.0m× 5.0m）、WN／2.2／50mm格柵網(wǎng)（2.0m×5.3m）、立柱 （20號工字鋼）相連而成，整體向邊坡外側(cè)傾斜15°，防護(hù)網(wǎng)立柱前后采用φ22熱鍍鋅拉錨繩和錨桿連接，增加整體穩(wěn)定性。

2 防護(hù)網(wǎng)系統(tǒng)的特點(diǎn)

主、被動防護(hù)網(wǎng)系統(tǒng)由瑞士某集團(tuán)研制開發(fā)和推廣應(yīng)用。該技術(shù)系1995年引入我國，用于路塹邊坡的防護(hù)。主要有以下特點(diǎn)：

a.結(jié)構(gòu)簡單，施工方便。該系統(tǒng)部件全部實行標(biāo)準(zhǔn)化工廠生產(chǎn)、積木式裝配作業(yè)，現(xiàn)場僅有少量基礎(chǔ)施工，并可分塊、分段和全面施工。

b.施工資源投入少。主動防護(hù)網(wǎng)一般由3～5人和1臺錨桿注漿機(jī)即可完成全部施工，被動防護(hù)網(wǎng)在此基礎(chǔ)上增加立柱工字鋼吊裝設(shè)備即可。

c.試用性廣泛。防護(hù)網(wǎng)足夠的柔性和強(qiáng)度使其能抗擊集中荷載或高沖擊荷載，最大限度地適應(yīng)各種復(fù)雜地形、地貌環(huán)境。系統(tǒng)對地下水無截堵功能，避免了因地下水壓力升高而導(dǎo)致的邊坡失穩(wěn)。

d.自然、環(huán)保。基本不破壞和改變原有地形和植被生產(chǎn)條件，維護(hù)生態(tài)平衡。

e.使用壽命長、維修方便。采用特殊的金屬涂層防腐技術(shù)，更能適應(yīng)各種惡劣的氣候條件，一般壽命可達(dá)30～50年，維修時只需更換少量的部件即可延長使用壽命。

3 施工工藝及方法

3.1 主動防護(hù)網(wǎng)（見圖1）

圖1 主動防護(hù)網(wǎng)現(xiàn)場

a.坡面清理。清除坡面防護(hù)區(qū)域內(nèi)威脅施工安全的覆土及危石，對不利于施工安裝和影響系統(tǒng)安裝后正常功能發(fā)揮的局部地形 （局部堆積體和凸起體等）進(jìn)行適當(dāng)修整。

b.測量放線。錨桿孔間距允許有30cm的調(diào)整量，在孔間距允許的調(diào)整量范圍內(nèi)，盡可能在低凹處選定錨桿孔位，對非低凹處或不能滿足系統(tǒng)安裝的部位盡可能緊貼坡面，避免連續(xù)懸空面積大于5m2，否則宜增設(shè)長度2m的隨機(jī)錨桿。錨桿的位置直接決定了整個防護(hù)網(wǎng)的防護(hù)效果，應(yīng)重點(diǎn)控制。

c.錨桿施工。錨桿孔孔深應(yīng)大于設(shè)計錨桿長度5～10cm，錨桿注漿宜選用水灰比0.45～0.50的水泥砂漿或凈漿，水泥通常選用425號普通硅酸鹽水泥，硫酸鹽侵蝕地區(qū)則應(yīng)選用抗硫酸鹽水泥。錨桿等強(qiáng)應(yīng)不少于3天，期間應(yīng)避免工人上下擾動。

當(dāng)局部孔位處因地層松散或破碎而不能成孔時，可以在巖面上鑿斷面尺寸不小于0.4m×0.4m的孔，澆注C15混凝土基座代替。

d.防護(hù)網(wǎng)鋪設(shè)。將格柵網(wǎng)和SpiderS3網(wǎng)片用一根支撐繩穿網(wǎng)連接，并固定于坡頂或需要防護(hù)范圍的頂部。鋪網(wǎng)從上向下進(jìn)行，格柵網(wǎng)間重疊寬度不小于20cm，兩張格柵網(wǎng)間用鐵絲進(jìn)行幫扎，坡度小于45°時，扎結(jié)點(diǎn)間距一般不得大于2m，坡度大于45°時，扎結(jié)點(diǎn)間距一般不得大于1m。

完成格柵網(wǎng)鋪設(shè)后，再從上至下鋪設(shè)SpiderS3網(wǎng)片，網(wǎng)片間搭接采用專用卸扣，也可采用φ8鋼繩縫合，搭接后安裝P33墊板壓網(wǎng)，最后在防護(hù)網(wǎng)低端用支撐繩穿網(wǎng)，鎖扣在邊坡底部并視坡面情況加密P33墊板。

3.2 被動防護(hù)網(wǎng)（見圖2）

a.鋼柱基礎(chǔ)和地腳螺栓錨桿施工。覆蓋層較厚的部位按設(shè)計要求開挖后灌注混凝土即可；對覆蓋層不厚的地方，開挖至基巖且尚未達(dá)到設(shè)計深度時，施工錨桿后灌注上部基礎(chǔ)混凝土；對巖石或混凝土基礎(chǔ)，可直接在巖石或混凝土上施工錨桿。完成錨桿和混凝土施工后，將基座套入地腳螺栓錨桿并用螺帽擰緊。

b.鋼柱及上拉錨繩安裝。鋼柱和基座采用螺栓鉸接，并通過上拉錨繩調(diào)整角度。上拉錨繩錨桿的錨固深度，在巖石部位入巖不小于2.0m，對于覆蓋層較厚的部位掏長20cm、寬20cm、深2.0m的槽，并灌注C20混凝土或M25砂漿；錨桿布置位置應(yīng)使拉錨繩和鋼柱的夾角在45°～75°之間。

c.上支撐繩和減壓環(huán)安裝。防護(hù)網(wǎng)上支撐繩有單繩和雙繩兩種，施工工藝基本類似，均懸掛在鋼柱頂端的掛座處。該工序要注意：減壓環(huán)的安裝位置，應(yīng)距鋼柱約50cm，且同一根支撐繩上每一跨的減壓環(huán)均相對于鋼柱對稱，能起到整體受力的效果。

d.鋼繩網(wǎng)安裝和縫合。用起吊鋼繩穿過鋼繩網(wǎng)，起吊至上支撐繩相同高度后，用卸扣臨時固定鋼繩網(wǎng)，并抽出起吊繩，然后采用縫合繩進(jìn)行縫合?？p合繩按鋼繩網(wǎng)長度1.3倍控制，從鋼繩網(wǎng)的中點(diǎn)向兩側(cè)縫合，且必須穿過每個網(wǎng)孔，并和支撐繩緊密纏繞。

e.下支撐繩和減壓環(huán)安裝。下支撐繩安裝為直接從鋼繩網(wǎng)底排網(wǎng)孔穿過，對于帶減壓環(huán)的支撐繩，需待支撐繩達(dá)到減壓環(huán)正確位置前40cm左右才套入，同時也要注意，鋼柱至減壓環(huán)外側(cè)約40cm段支撐繩不得穿入網(wǎng)片孔內(nèi)。

f.格柵網(wǎng)安裝。格柵網(wǎng)鋪掛在鋼繩網(wǎng)的內(nèi)側(cè)（相對防護(hù)邊坡），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。

圖2 被動防護(hù)網(wǎng)現(xiàn)場

4 工程實施過程中的建議

4.1 施工方面

主、被動防護(hù)網(wǎng)在我國交通、鐵路等建設(shè)方面運(yùn)用較為廣泛，近年來在水利施工中的使用也逐步增多，但目前水利行業(yè)仍無專門的施工規(guī)范，僅參照鐵路（TB／T 3089—2004）、公路（JT／T 528—2004）的行業(yè)規(guī)范，但其中仍存在較多不明之處，應(yīng)在施工前召開專項會議明確應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)、不明事宜的處理辦法。

a.主動防護(hù)網(wǎng)主要靠錨桿受力，相關(guān)規(guī)范明確錨桿長度為2.0～3.0m，錨桿抗拉拔力為不小于50kN，但施工證明錨桿拉拔已無法準(zhǔn)確說明錨桿的施工質(zhì)量。建議施工中采用無損檢測的方式，并對錨桿密實度作相應(yīng)規(guī)定，實踐證明邊坡錨桿密實度以75%～90%為最佳；如邊坡存在系統(tǒng)、隨機(jī)錨桿支護(hù)，拉網(wǎng)錨桿可盡量采用邊坡支護(hù)錨桿，既可節(jié)約工程量又可提高整體的受力。

b.主動防護(hù)網(wǎng)均為鍍鋅網(wǎng)，長時間防銹效果較好，但拉網(wǎng)錨桿卻無防銹措施，應(yīng)對錨桿采取刷防銹漆或其他防銹措施處理，以延長其整體使用壽命。

c.在現(xiàn)場施工中，為節(jié)約網(wǎng)片的用量，局部巖石凸起或凹陷的部位未緊貼巖面，脫空較大 （規(guī)范無明確規(guī)定），大大降低了防護(hù)網(wǎng)的效果。建議對防護(hù)網(wǎng)和巖石間的距離作相應(yīng)規(guī)定，一般可規(guī)定小于0.5～1.0m。

d.向家壩邊坡治理被動防護(hù)網(wǎng)施工中，討論的主要焦點(diǎn)是鋼柱基礎(chǔ)和拉錨繩的布置，設(shè)計認(rèn)為按2.0m深度掏槽無法滿足錨固要求，要求鋼柱基礎(chǔ)和拉錨繩錨桿必須在基巖上，但施工現(xiàn)場往往為地質(zhì)條件較差或覆蓋層較厚區(qū)域，因此建議在局部無法達(dá)到基巖的部位可適當(dāng)?shù)丶哟蠡炷粱驮黾永^繩的錨固深度，以提高穩(wěn)定性。

4.2 驗收方面

由于水利施工無相應(yīng)的驗收規(guī)范，現(xiàn)場施工也無驗收、評定表格，根據(jù)現(xiàn)場施工要求，建議主動防護(hù)網(wǎng)主要驗收的項目為拉網(wǎng)錨桿、防護(hù)網(wǎng)的縫合質(zhì)量、防護(hù)網(wǎng)和巖面的距離、錨墊板的施工質(zhì)量；被動防護(hù)網(wǎng)主要驗收的項目為鋼柱基礎(chǔ)、防護(hù)網(wǎng)縫合、拉錨繩施工質(zhì)量、鋼柱外偏角度等。具體可根據(jù)上述項目編制相應(yīng)的表格。

4.3 施工安全問題

從向家壩原狀坡處理情況看，主動防護(hù)網(wǎng)施工均采用人工懸吊的方式，且施工人員的安全意識不強(qiáng)，安全設(shè)施也較為簡陋，存在較大的安全隱患。應(yīng)盡量使用前期施工排架進(jìn)行錨桿施工，但防護(hù)網(wǎng)施工仍需使用懸吊方式，因此除安全繩嚴(yán)格要求采用 “雙保險”外，為便于施工，增加工人的機(jī)動性，建議采用攀巖專用繩索，既增加安全性又提高了施工效率。

4.4 防盜方面

由于主、被動防護(hù)網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，且處理的邊坡往往也是人員活動較少的部位，因此防盜問題尤為突出。向家壩原狀坡主動防護(hù)網(wǎng)下部的錨墊板在完成施工后2個月內(nèi)全部丟失，導(dǎo)致防護(hù)效果大打折扣。建議在防護(hù)網(wǎng)下部采用焊接或其他壓網(wǎng)措施，被動防護(hù)網(wǎng)的鋼柱基礎(chǔ)也應(yīng)將螺栓做點(diǎn)焊處理。

5 結(jié) 語

隨著水利施工的逐步發(fā)展，對邊坡治理的安全、質(zhì)量、進(jìn)度以及投資也提出了更高的要求，較好地利用主、被動防護(hù)網(wǎng)，能有效提高各種施工效率，唯一不足的是造價偏高?！?/p>

App lication of active and passive protective screenings in water conservancy engineering slope treatment

ZOU Hui
（China NorthwestWater Conservancy and Hydropower Engineering Consulting Co.，Ltd.，Xi'an 710061，China）

Active and passive protective screenings have advantages of convenient construction，excellent protection effect，natural environment protection，etc.They are widely applied in slope treatment.In the paper，undisturbed slope treatment project of Xiangjiaba Hydropower Station is combined for briefly introducing characteristics，construction technologies，keys，etc.The disadvantages are also briefly analyzed，and suggestions are proposed.

active protective screening；passive protective screening；anchor rope；slope treatment

TV698

B

1673-8241（2015）08-0014-04

DOI：10.16617／j.cnki.11-5543／TK.2015.08.008