曹雙軍
(中鐵大橋局集團有限公司東北分公司,遼寧 沈陽 110179)
遼寧中部環(huán)線高速公路十二標段高邊坡防護位于K368+310~K368+580 右側(cè)、K368+980~K369+200 左側(cè)、K368+965~K369+230 右側(cè)及K374+390~K374+800 左側(cè),這幾處段落地貌屬剝蝕殘丘地貌,地勢起伏較大,地面最大高差36m,最大挖深42.6m。主要地層為不同的風化程度的混合花崗巖等,各級邊坡巖性情況描述如下:
第一、二級邊坡主要位于中風化混合花崗巖中,灰褐色,變晶結(jié)構(gòu),塊狀結(jié)構(gòu),節(jié)理裂隙發(fā)育,巖芯呈碎塊狀、短柱狀及柱狀,巖質(zhì)較堅硬,錘擊不易碎,錘擊聲清脆;中風化混合花崗巖屬裂隙塊狀結(jié)構(gòu),邊坡開挖后巖體強度由結(jié)構(gòu)面控制,易發(fā)生掉塊、局部滑動或坍塌,巖質(zhì)邊坡類型為Ⅲ級。
第三、四、五級邊坡主要位于強風化混合花崗巖中,黃褐色,原巖結(jié)構(gòu)構(gòu)造部分已破壞,巖芯呈砂土狀、碎石狀及碎塊狀,部分碎塊手可掰碎;強風化混合花崗巖屬散體-碎裂鑲嵌結(jié)構(gòu),邊坡開挖后巖體強度由結(jié)構(gòu)面控制,易造成邊坡剝落、掉塊、規(guī)模較大的巖體失穩(wěn),巖質(zhì)邊坡類型為Ⅳ級。
因此,第一、二、三級邊坡坡率為1:1.0~1:1.25,采用SNS 主動防護網(wǎng),第四、五級邊坡坡率為1:1.25~1:1.50,采用植草灌防護。
SNS 主動防護網(wǎng)以熱鍍鋅高強度鋼絲繩網(wǎng)(鋼絲繩網(wǎng)、普通鋼絲格柵(常稱鐵絲格柵) 和TECCO 高強度鋼絲格柵) 作為主要構(gòu)成部分,并以覆蓋、緊固來防治坡面巖石崩塌、滾落等危害的一種標準化、定型化鋼絲繩柔性防護系統(tǒng)。具有高韌性、高防護強度、易鋪展性等優(yōu)點,施工環(huán)境干擾?。粔勖^長;適應(yīng)復雜地形;施工快速方便等特點,主動防護技術(shù)在邊坡防護方面可以替代其他傳統(tǒng)方法難以解決的問題,在環(huán)保和景觀方面也具有明顯的優(yōu)勢,且能達到經(jīng)濟優(yōu)化、工程施工優(yōu)化、防護效果最優(yōu)化的效果。
SNS 主動防護網(wǎng)按主要構(gòu)成分為鋼絲繩網(wǎng)、普通鋼絲格柵(常稱鐵絲格柵) 和TECCO 高強度鋼絲格柵三類,前兩者通過鋼絲繩錨桿或支撐繩固定方式,后者通過鋼筋(可施加預(yù)應(yīng)力) 或鋼絲繩錨桿(有邊沿支撐繩時采用)、專用錨墊板以及必要時的邊沿支撐繩等固定方式,將作為系統(tǒng)主要構(gòu)成的柔性網(wǎng)覆蓋在有潛在地質(zhì)災(zāi)害的坡面上,從而實現(xiàn)其防護目的。
SNS 主動防護網(wǎng)明顯特征是采用系統(tǒng)錨桿固定,并根據(jù)柔性網(wǎng)的不同,分別通過支撐繩和縫合張拉(鋼絲繩網(wǎng)和鐵絲格柵) 或預(yù)應(yīng)力錨桿(TECCO 格柵) 來對柔性網(wǎng)部分實現(xiàn)預(yù)張,從而對整個邊坡形成連續(xù)支撐,其預(yù)張拉作業(yè)使系統(tǒng)盡可能緊貼坡面并形成了抑制局部巖土體移動或在發(fā)生局部位移或破壞后將其裹縛(滯留) 原位附近的預(yù)應(yīng)力,從而實現(xiàn)其主動防護(加固) 功能。
SNS 主動防護網(wǎng)系統(tǒng)能將局部集中荷載向四周均勻傳遞以充分發(fā)揮整個系統(tǒng)的防護能力,即局部受載,整體作用,從而使系統(tǒng)能承受較大的荷載并降低單根錨桿的錨固力要求。
該工程施工工序由清理危巖、鉆孔、灌注、安裝縱橫向支撐繩、張拉、掛網(wǎng)、縫合等工序組成,其中鉆孔為關(guān)鍵工程項目。
(1) 清理危巖
設(shè)置危巖攔截網(wǎng):在施工坡面的路面兩側(cè)距施工地點30 m 處設(shè)置施工標志及減速帶,危巖攔截網(wǎng)采用長6 m、高2.5 m 的鋼管布置,并在鋼管內(nèi)布置鋼絲攔截網(wǎng)。
坡頂鉆孔:為充分保證施工人員的人身及設(shè)備安全,需在坡頂上部及坡體中上部設(shè)置安全繩錨桿(采用φ28 鋼筋錨桿、孔深1.5 m),其間隔距離為5m,安全繩束縛于上。工作人員利用該繩可進行高空清理作業(yè),并為以后鉆孔安裝提供方便。
錨固錨桿:采用M20 水泥漿液錨固錨桿,凝固時間不低于48 小時。水泥漿的選用,標號不低于20 的水泥,水泥宜用42.5 普通硅酸鹽水泥,優(yōu)先選用粒徑不大于3mm 的中細砂。
清理危巖:以上幾道工序完成后,方可進行該工序。施工人員需將安全繩束縛在錨桿后,工作人員方可對坡體危巖進行清理,清理前需封閉交通,下方人員應(yīng)撤至安全地帶。若清理時有局部大塊危巖,不能清理,應(yīng)做出標記,后期施工中,鉆孔工序?qū)⒈苊庠诖耸┕?。以防止后期施工中的工程擾動造成危巖松動下滑。
(2) 鉆鋼絲繩錨桿孔
放線:施工人員按照要求根據(jù)現(xiàn)狀情況進行核對,了解地形、地物、和危巖情況,按照縱橫5.5 m 的間距進行定點,并刷上油漆,確定鉆孔點,若該段屬于危巖及土層,錨桿點可在附近方圓1 m 處設(shè)置錨桿點位,但下一錨桿需回復到標準的定點位置。
鉆孔:采用直徑45 mm 的鉆頭鉆孔,孔深比鋼絲繩錨桿長度長50 mm 以上,需分別采用1.0 m、 2 m、2.5 m、3 m鉆桿施工,不能直接采用2.5 m 鉆桿,嚴防卡鉆、斷桿現(xiàn)象,如鉆孔位置處于松散巖層,必須經(jīng)有關(guān)部門批準,重新確定鉆孔位置,不能隨意施工,保證坡體外沿鉆孔深度達到2.5 m,坡體中部達到2 m。
清孔:鉆孔完畢后,用風鉆桿進行吹砂作業(yè),保證孔內(nèi)的干凈。以確保錨桿能順利安裝進位。
(3) 灌注
砂漿配制:采用M20 的水泥砂漿液,水泥宜用425 普通硅酸鹽水泥,優(yōu)先選用粒徑不大于3 mm 的中細砂。
放入錨桿:錨桿應(yīng)能完全放入錨孔內(nèi)。若錨桿環(huán)套外露長度超過5cm,須重新用錨桿鉆鑿,以確保錨桿安裝到位。
注漿:要求灌注密實,邊搗固邊灌注,防止錨桿孔眼內(nèi)有空氣,影響錨桿錨固質(zhì)量。
候凝:灌注后候凝時間保證不低于48 小時,候凝時間未達到要求,嚴禁進行下一道工序,并確保錨桿不受外力作用。
(4) 安裝縱、橫向支撐繩
下料:支撐繩下料安裝前,應(yīng)準確測量每根支撐繩兩端錨桿間的距離,支撐繩下料時其長度為兩錨桿間的距離+2m。
繩頭緊固:從一端錨桿開始,將鋼絲繩繩頭穿過錨桿,并彎曲,采用與鋼絲繩直徑相適應(yīng)的繩卡固定一端,繩卡間距5~l0 mm,固定后繩端留長度不小于20 cm 的自由尾繩,張拉緊后 兩端各用2-4 個(支撐繩長度小于10 m 時2個,大于30 m 時4 個,其間3 個) 繩卡與錨桿外露環(huán)套連接。
穿孔:從一端錨桿開始,支撐繩穿過錨桿的外露馬蹄形環(huán)套(鋼繩錨桿),直至該行的最后一根錨桿。
張拉:支撐繩到達錨桿最后一端后,將繩尾穿過最后一根錨桿,并彎曲,用拉緊力不小于5KN 的緊繩器或葫蘆張緊,其間若長度較長,因支撐與錨桿和地面間的摩擦力大而不能張緊時,可逐段張緊,最后將尾端用繩卡采用與起始端相同的方式固定。
繩尾緊固:緊固方式與繩頭緊固工序相同。
(5) 掛網(wǎng)縫合
鋼絲格柵的安裝:鋼絲格柵必須位于系統(tǒng)底層并緊貼坡面,即支撐繩應(yīng)在其下方;并沿支撐繩鋪掛,每兩格(即上下或左右) 鋪設(shè)兩張鋼絲格柵。鋼絲格柵網(wǎng)塊間搭接寬度不小于10 cm。
扎結(jié):鋼絲格柵網(wǎng)塊間用直徑不小于小1.2 mm 的鐵絲扎結(jié)??p合鋼絲格柵網(wǎng)與支撐繩間用小2.2 mm 扎絲扎結(jié),扎結(jié)點間距不大于1 m,鋪設(shè)邊界處鋼絲格柵網(wǎng)反向折疊寬度不小于20 cm。
鋼繩網(wǎng)的安裝:鋼繩網(wǎng)編織一般均應(yīng)滿足規(guī)定,材質(zhì)強度不低于1770Mpa 的6×19+1WS 結(jié)構(gòu)類型的高強度鋼芯鋼絲繩,鋼絲繩公稱直徑8 mm;必須采用鍍鋅量大于70g/m2熱鍍鋅鋼絲繩;鋼絲繩質(zhì)量和性能應(yīng)滿足國家標準《鋼絲繩》(GB/T8918-1996)。鋼繩采用菱形網(wǎng)孔編制方式,網(wǎng)孔尺寸除特殊設(shè)計外,一般采用300×300 mm 規(guī)格,單張網(wǎng)塊尺寸除特殊要求外一般宜用4×4 m 規(guī)格。
縫合:鋼繩網(wǎng)鋪設(shè)應(yīng)準確測量每個掛網(wǎng)單元尺寸,根據(jù)測得的各掛網(wǎng)單元尺寸,按每張網(wǎng)一根縫合繩的原則確定縫合繩長度,然后據(jù)此下料。在各掛網(wǎng)單元內(nèi)順序鋪掛鋼繩網(wǎng),同時用縫合繩將鋼繩與支撐繩或相鄰網(wǎng)塊邊沿進行縫合連接,縫合繩兩端頭宜疊置不小于0.5m 的長度,繩端各用兩個繩卡與鋼繩網(wǎng)連接,此連接過程中在先固定一端后,用拉緊力不小于5KN 的緊繩器葫蘆張緊縫合繩,再固定另一端.若確定的單根縫合繩誤差較大時,則多余端可延伸到相鄰掛網(wǎng)單元,而不足長度由下一相鄰掛網(wǎng)的縫合繩來補充。
SNS 主動防護網(wǎng)系統(tǒng)材料性能穩(wěn)定,安裝方便快捷,施工簡單,在最大限度維持原始地貌和植被的情況下,對邊坡進行了有效的防護,預(yù)防了邊坡巖石在風化作用下放生的崩解落石現(xiàn)象。由于SNS 主動防護網(wǎng)系統(tǒng)的開放性,使地下水可以自由排放,避免了由于水壓力的升高而引起的邊坡失穩(wěn)問題;對坡面形態(tài)特征無特殊要求,不破壞和改變坡面的地貌形態(tài)和植被生長條件,實現(xiàn)了最佳的邊坡防護和環(huán)境保護的目的。