淺談高寒山區(qū)脆弱生態(tài)無(wú)植被邊坡防護(hù)施工工藝

付庭 王孟云 伊帕麗亞·阿布都維力

中建新疆建工（集團(tuán)）有限公司 新疆 烏魯木齊 830000

1 施工環(huán)境條件

甘肅S232項(xiàng)目地處青藏高原與西北黃土高原交匯地帶，地勢(shì)南高北低，最高點(diǎn)為卡加沙格山，海拔4138m，最低點(diǎn)為德烏魯河流域，海拔2929m；項(xiàng)目區(qū)地處青藏高原、黃土高原和秦嶺山脈的交匯地帶，高山和高中山區(qū)廣泛有基巖裂隙水存在，項(xiàng)目氣候?qū)儆跍貛Т箨懶园敫珊导撅L(fēng)氣候，四季不明，冬長(zhǎng)無(wú)夏，春秋相連，冬無(wú)嚴(yán)寒，夏季溫涼，無(wú)霜期段，日照豐富。降水較少，分布不均，雨季來(lái)的較遲，易發(fā)生干旱。因地形復(fù)雜，氣候變化大，春季回暖慢，多連陰雨雪；夏季短而涼爽，多大暴雨、冰雹，秋季降溫迅速，多連陰雨；冬季漫長(zhǎng)而干燥[1]。

項(xiàng)目地形起伏不大。地層巖性為第四系全新統(tǒng)腐殖土，灰黑色，主要成分為粉土，結(jié)構(gòu)松散，含大量植物根系；土質(zhì)不均勻，顆粒以粉粒為主，項(xiàng)目地質(zhì)構(gòu)造及地貌復(fù)雜，相對(duì)高差大，不良地址路段主要與沿線低高山區(qū)，主要為滑坡。巖堆和巖石。在路基邊坡主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)施工過(guò)程中容易出現(xiàn)邊坡滑移、坍塌，巖石巖石崩塌、滾落、爆飛石，等安全隱患。

2 施工存在問(wèn)題分析

針對(duì)高海拔地址條件差、草原植被生態(tài)脆弱環(huán)境下路基邊坡防護(hù)施工存在以下病害：①路基邊坡主要以粉土、腐殖土、局部含有植物根系的黑黏土為主，路基邊坡開(kāi)挖及刷坡施工過(guò)程中易產(chǎn)生邊坡滑移、坍塌等問(wèn)題；②路基邊坡施工后，如果不及時(shí)進(jìn)行邊坡防護(hù)工程施工，成型邊坡長(zhǎng)時(shí)間暴露，經(jīng)過(guò)雨水沖刷，容易產(chǎn)生路基邊坡坍塌等問(wèn)題；③路基邊坡出沿線風(fēng)化松散巖石居多，巖石不穩(wěn)定，容易造成落石塌方。

3 無(wú)植被邊坡防護(hù)施工工藝

3.1 施工流程

具體施工流程，坡頂鉆孔→錨固錨桿→邊坡清理→測(cè)量放樣→鉆錨桿孔→報(bào)監(jiān)理單位驗(yàn)收→安裝支撐繩（安裝縱向、橫向支撐繩，孔深、孔徑報(bào)監(jiān)理單位驗(yàn)收，高壓氣清孔、放錨桿、注漿）→掛格柵網(wǎng)縫合→報(bào)監(jiān)理單位驗(yàn)收→掛格柵網(wǎng)縫合→報(bào)監(jiān)理單位驗(yàn)收→格柵網(wǎng)與鐵絲網(wǎng)縫合→張拉網(wǎng)。

3.2 工藝原理

主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)防護(hù)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)主要在于其能最快速地將其對(duì)整個(gè)工程環(huán)境造成的破壞影響和程度均降至了一個(gè)安全最優(yōu)的低點(diǎn)。其所在需要防護(hù)工程的區(qū)域范圍內(nèi)，同時(shí)也都需要采取各種迅速有效、最合理的且又相對(duì)安全可靠的支撐式措施，才能更有效和可靠地保持在整個(gè)被防護(hù)的工程土體巖體基礎(chǔ)環(huán)境情況下，工程的安全整體環(huán)境相對(duì)安全穩(wěn)定和堅(jiān)實(shí)及安全鋼穩(wěn)固。材料在實(shí)際使用及結(jié)構(gòu)處理上主要是一種采用了高強(qiáng)度鋼絲繩作為主動(dòng)的支撐防護(hù)網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)材料。其中鋼絲繩作為最為主要采用的一種主動(dòng)的支撐與保護(hù)材料，其由于材料的自身特點(diǎn)的這種特殊性，以及制造方面采用的工藝技術(shù)，即防腐處理材料及防銹處理技術(shù)，決定和保證了主動(dòng)安全防護(hù)網(wǎng)系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定超高的工作壽命。

主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)是以鋼絲網(wǎng)繩為支撐其的骨架主體的防護(hù)系統(tǒng)，并輔以所需的錨桿、支撐鋼繩、縫合網(wǎng)繩、鋼繩錨桿、繩卡扎絲、格柵網(wǎng)繩等多種輔助防護(hù)結(jié)構(gòu)配件等組成，主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)是一種以保護(hù)緊固坡坡面巖石安全的一種主動(dòng)防御方式，有效實(shí)施并綜合用于防治坡面巖石發(fā)生崩塌、滾落、爆飛石流及石礫的垂落破壞等的一系列地址工程的危害，主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)系統(tǒng)的被動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)特點(diǎn)與地面噴播植草系統(tǒng)很相似，充分全面而又有效合理的安排，發(fā)揮出了主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)系統(tǒng)的重要作用，對(duì)整個(gè)地面系統(tǒng)都具有了綜合防御、主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)體系強(qiáng)大的綜合支撐能力，

主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)一般主要由鋼絲繩、支撐繩、縫合繩、鋼繩錨干、繩卡（Φ8）、繩卡（Φ15）、扎絲、格柵網(wǎng)等主要支撐連接構(gòu)件連接而來(lái)組成，鋼絲繩網(wǎng)層一般只與格柵網(wǎng)通過(guò)主要由鋼絲繩錨桿等部件進(jìn)行的支撐連接而固定，或僅能通過(guò)用一根鋼絲繩來(lái)支撐連接的繩卡等零部件進(jìn)行支撐的連接固定，以此表示這種聯(lián)接方式實(shí)際上是，將一根鋼絲繩網(wǎng)層作為主動(dòng)安全防御網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，由一個(gè)最基本而主要的支撐和結(jié)構(gòu)部件而進(jìn)行構(gòu)成的這樣一種柔性安全防護(hù)網(wǎng)層，覆蓋并充分保護(hù)了一些可能具有較大危險(xiǎn)高度的，或一些潛在高度的和可能會(huì)有發(fā)生的較嚴(yán)重，抑或次生地質(zhì)災(zāi)害可能性和相對(duì)危險(xiǎn)較大的較高坡面地形構(gòu)造基礎(chǔ)上，從而能夠達(dá)到并能充分有效地滿足了我們國(guó)家對(duì)其所應(yīng)有的最基本的安全保障需求和其主要防護(hù)的安全目的。

主動(dòng)安全防護(hù)系統(tǒng)的安裝方式簡(jiǎn)圖說(shuō)明：級(jí)橫交錯(cuò)連接的Φ16跳橫向支撐繩與一個(gè)4.5×4.5m寬的正方形模式網(wǎng)格（邊沿局部根據(jù)需要有時(shí)為4.5×2.5m）和在網(wǎng)格范圍內(nèi)所布置好的錨桿相垂直交錯(cuò)連接固結(jié)，并連接在由一組可預(yù)先通過(guò)自動(dòng)方式進(jìn)行預(yù)張拉的跳橫向支撐繩和所需要提供的支撐所共同構(gòu)成的矩形網(wǎng)格上。每個(gè)矩形網(wǎng)格邊長(zhǎng)分別是4.5×高4.5m寬（或4.5×2.5m），在每個(gè)矩形網(wǎng)格框內(nèi)與四周各均可再分別先鋪設(shè)上一張D0/08/300/4×高4m長(zhǎng)（或4×2m）型鋼絲繩后進(jìn)行二次預(yù)滿。每張型鋼絲繩網(wǎng)框與其四周各支撐繩間都先用縫合型繩網(wǎng)框縫合好后，才能進(jìn)行再一次聯(lián)結(jié)，連接起來(lái)并能再一次重新進(jìn)行上一次的預(yù)滿拉緊張緊。該型繩網(wǎng)的預(yù)滿張拉鋼絲繩的工藝性能處理技術(shù)與鋼絲繩系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工藝均要求能確保并能使整個(gè)鋼絲繩系統(tǒng)壽命的始終質(zhì)量均能有所的保證。對(duì)崩巖與斷陷發(fā)面的巖層都將被施以一個(gè)有了一定壓力幅度的、高度的、均勻的向內(nèi)預(yù)緊的壓力，從而還將會(huì)大大的有利于保持和提高了表層巖士體結(jié)構(gòu)的一種相對(duì)穩(wěn)定的穩(wěn)定性，盡可能多地達(dá)到了大地應(yīng)力的平衡阻止，消除了為盡可能避免由于崩裂塌落石災(zāi)害后果可能導(dǎo)致新的和重復(fù)出現(xiàn)的再損傷害事件的發(fā)生，并為能進(jìn)一步有效保證安全運(yùn)行，而必須將小部分落石活動(dòng)區(qū)域限制為容許在僅有的一定限度內(nèi)的空向范圍內(nèi)進(jìn)行自由的運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，在鋼繩網(wǎng)架的作用情況下也可考慮通過(guò)鋪設(shè)小期鎖止不動(dòng)的S0/2.2/50型格柵網(wǎng)，以達(dá)到最有效的程度的阻止小期尺寸巖塊的違塌落[2]。

3.3 施工工藝參數(shù)

3.3.1 鋼絲繩：鋼絲繩采用鍍鋅鋼絲強(qiáng)度系數(shù)一般不需達(dá)到小于標(biāo)準(zhǔn)1770MPa或以上標(biāo)準(zhǔn)的鍍鋅超高鋼絲強(qiáng)度繩。

3.3.2 鋼絞線錨桿：?jiǎn)胃?6鋼絞線桿從中點(diǎn)彎折成雙股并各在其中一端上留置一個(gè)環(huán)套，環(huán)套內(nèi)嵌置一個(gè)雞心環(huán)。

3.3.3 支撐繩：縱向支撐繩一般也均都采用Φ16型鋼絲繩，橫向支撐繩一般也均一般也都是采用Φ16型鋼絲繩。

3.3.4 格柵網(wǎng)：采用拉力強(qiáng)度值不得低于450MPa，鍍鋅模量一般為密度不少高于220g/m2以上的熱鍍鋅Φ2.2無(wú)紐結(jié)編制，網(wǎng)孔網(wǎng)尺寸規(guī)格通常尺寸為20×20mm，網(wǎng)塊規(guī)格尺寸一般尺寸為2.25×10.2m。

3.3.5 鋼絲繩網(wǎng)：均是系采用每Φ長(zhǎng)在8m左右以上的菱形鋼絲繩網(wǎng)塊進(jìn)行加工所編制，菱形網(wǎng)塊規(guī)格編號(hào)分別是孔邊長(zhǎng)尺寸規(guī)格一般規(guī)格都約為邊長(zhǎng)300mm，成品網(wǎng)塊規(guī)格一般是4m×長(zhǎng)4m或邊長(zhǎng)為4m×高2m。編結(jié)絲網(wǎng)時(shí)對(duì)所編必須同時(shí)套用的兩根十字卡扣絲網(wǎng)的連接鋼絲材質(zhì)、結(jié)構(gòu)尺寸要求和連接鋼絲的壓鉚及接扎處理工藝上都規(guī)定必須首先要采取措施保證并使對(duì)其鋼絲繩產(chǎn)生最大抗錯(cuò)套動(dòng)作用的最大拉力（兩根相互交叉的鋼絲繩，在交叉結(jié)點(diǎn)處用十字卡扣固定后，使其中一根鋼絲繩沿受力方向滑出的最大拉力）分別達(dá)到不得為過(guò)或小于5kN和為過(guò)和大于8kN，抗錯(cuò)脫落作用的最小拉力值（其中兩根及其以上兩根相互垂直平行地交叉相連接的鋼絲繩，在與其的交叉面連接的結(jié)點(diǎn)處用十字卡扣絲固定連接后，使該兩根鋼絲繩在沿與其的交叉面法線方向上所發(fā)生的分離最大拉力）不得小于10kN。

3.5 施工要點(diǎn)

3.5.1 坡面清理：為了可進(jìn)一步有效保證在整個(gè)施工范圍內(nèi)在施工過(guò)程中產(chǎn)生的坡面結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定，及保護(hù)人員自身安全，在正式施工啟動(dòng)前首先需充分清理施工范圍內(nèi)主動(dòng)安全防護(hù)網(wǎng)區(qū)域浮土物及浮石，清理方式，從防護(hù)區(qū)域頂部開(kāi)始向主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)底部和兩側(cè)進(jìn)行清理，清理采用長(zhǎng)臂挖掘機(jī)進(jìn)行清理及修坡，必須將凸出巖石及散落碎石清理干凈，長(zhǎng)臂挖掘機(jī)作業(yè)時(shí)，考慮到有隨時(shí)落石的危險(xiǎn)，在施工區(qū)域前50m處，放至安全警示牌拉警戒線，并由專人指揮交通，長(zhǎng)臂挖掘機(jī)停止作業(yè)后10min，車輛均可通行。

3.5.2 鉆鋼絲繩錨桿孔。 坡面清理完成后，進(jìn)行鉆鋼絲繩錨桿孔施工，具體施工流程為：

測(cè)量放樣：根據(jù)鉆孔的現(xiàn)場(chǎng)及其周圍的地形條件情況孔的內(nèi)徑大小可能不同，鉆孔間距一般均可按照允許偏差0.3m左右的鉆孔間隙適當(dāng)調(diào)整，并保證要盡可能在鉆孔現(xiàn)場(chǎng)或每鉆開(kāi)一孔的位處，鑿出個(gè)一定長(zhǎng)度的深度但也不大應(yīng)當(dāng)是小于原孔錨桿孔的外壁承露長(zhǎng)度和環(huán)套長(zhǎng)度的圓形凹坑，一般的鉆孔口徑也可為20mm，深15mm。

復(fù)核：測(cè)量人員對(duì)需要錨桿鉆孔的孔點(diǎn)位及口徑深度進(jìn)行測(cè)量復(fù)核，確保需要錨桿鉆孔位置的準(zhǔn)確性及防護(hù)面積是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

鉆孔：按原設(shè)計(jì)圖紙中要求深度進(jìn)行鉆孔，需要特別重點(diǎn)注意錨桿的外露及完成面，注意環(huán)套頂端應(yīng)不得過(guò)高探出原地面，鉆鑿的錨桿孔深應(yīng)保證比原設(shè)計(jì)圖紙中要求的錨桿長(zhǎng)度長(zhǎng)5cm以上，孔徑采用Φ130mm。

清孔：鉆孔完畢后，采用高壓氣進(jìn)行清孔，保持孔干凈，需施工人員復(fù)測(cè)鉆孔深度，確保錨桿順利安裝進(jìn)位。

錨桿注漿：錨桿在進(jìn)行注漿時(shí)，需要重點(diǎn)注意錨桿外露完成面，注意環(huán)套頂端不得高出原地面，環(huán)套端不得進(jìn)行注漿，確保支撐繩張拉完成后，盡可能是緊密均勻的緊貼原地面，采用M30的水泥砂漿，在孔內(nèi)注漿時(shí)應(yīng)確?？變?nèi)應(yīng)確保漿液飽滿，在進(jìn)行下導(dǎo)工序前注漿體養(yǎng)護(hù)期要保證72h，凝結(jié)時(shí)間未達(dá)到要求，嚴(yán)禁進(jìn)行下道工序。

3.5.3 安裝橫向支撐繩。主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)張拉緊后兩端分別用2到4個(gè)（支撐繩當(dāng)長(zhǎng)度小于15m時(shí)用2個(gè)，大于30m時(shí)用4個(gè)，15m到30m之間為3個(gè)）繩卡與錨環(huán)外露錨環(huán)套固定連接。

主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)的安裝順序?yàn)?，從頂部向底部鋪掛格柵網(wǎng)，格柵網(wǎng)之間重疊寬度不能低于5cm。

3.5.4 掛網(wǎng)縫合。主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)的掛網(wǎng)是由上向下垂直鋪設(shè)鋼繩網(wǎng)并進(jìn)行縫合。縫合網(wǎng)繩材料一般為Φ8的鋼繩，每張鋼繩網(wǎng)上均另用一根31m（最小不低于27m）的縫合繩網(wǎng)，與支撐鋼繩網(wǎng)及其上四周的支撐鋼繩網(wǎng)來(lái)進(jìn)行交叉縫合連接及固定處理，并同時(shí)進(jìn)行預(yù)拉壓或張拉，縫合后繩網(wǎng)的左右或兩端要分別或各端要同時(shí)用兩個(gè)繩卡網(wǎng)繩來(lái)交叉分別縫合，進(jìn)行交叉固定連接處理及聯(lián)結(jié)[3]。

4 結(jié)束語(yǔ)

本次高超海拔路基邊坡主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)設(shè)計(jì)施工的工藝經(jīng)驗(yàn)探討，是以甘肅省的S232線達(dá)板至合作公路工程新?tīng)I(yíng)關(guān)口板至合作段工程一期工程項(xiàng)目建設(shè)為載體，攻克了在高海拔邊坡施工嚴(yán)酷的自然環(huán)境條件下，如何有效保證路基邊坡?lián)跄鄩Φ氖┕づc工藝、路基邊坡主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)，如何有效保證路基穩(wěn)定。通過(guò)長(zhǎng)期實(shí)施與實(shí)踐和摸索，不僅可為本工程在縮短設(shè)計(jì)工期、減少施工成本、保障現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境安全、提高現(xiàn)場(chǎng)施工管理質(zhì)量等創(chuàng)造一個(gè)良好的生產(chǎn)條件同時(shí)產(chǎn)生良好的社會(huì)效益。形成了在高海拔施工環(huán)境下路基邊坡?lián)鯄Ψ雷o(hù)施工的關(guān)鍵技術(shù)，將使公司在公路工程項(xiàng)目中形成獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步鞏固和拓展公司在公路工程方面的市場(chǎng)占有率。