SNS柔性防护技术在膨胀土深挖路堑边坡中的应用

摘要：膨胀土边坡的防护与加固研究一直是岩土工程领域的一项重大课题，由于膨胀土的涨缩性，膨胀土边坡在防护过程中易发生脆性破坏的刚性防护措施相比，柔性防护更能适应边坡的变形。本文针对膨胀土的特性，提出SNS柔性防护技术，对其防护机理进行了分析，阐述了SNS柔性防护技术在周南高速中的应用技术。关键词：公路；膨胀土；SNS柔性防护；边坡；应用膨胀土在我国高速公路和地方公路施工中较为普遍，膨胀土边坡的防护与加固研究一直是岩土工程领域的一大难题，尤其在深挖路堑膨胀土路段，如果处治措施不当，造成的滑坡、坍塌等地质灾害屡见不鲜，边坡失稳通常会带来巨大的生命和财产安全。传统的膨胀土挖方边坡采用全封闭式刚性防护，工程实践证明这类防护治理膨胀土措施的效果差，脆性破坏严重，难以从根本上解决大气风化作用层影响深度范围内膨胀土体的胀缩问题。本文针对刚性防护的不足，提出采用SNS柔性边坡防护网系统，并在周南高速试验段中得到应用。1 膨胀土项目介绍及常用的防护措施膨胀土作为一种特殊性质的土体，其分布在全国范围内具有一定规律性，主要集中于丘陵垄岗地区及盆地边缘河谷高阶地。通过调查研究，采用X射线分析、X荧光成分分析或差热化学分析方法对膨胀土矿物成分进行了鉴定，表1列举了我国各地膨胀土的矿物成分。表1 我国各地膨胀土的矿物成分膨胀土地区矿物成分鉴定方法湖北襄樊伊利石、蒙脱石、高岭石X射线分析、X荧光成分分析山东泰安蛭石、伊利石、蒙脱石、高岭石浙江湖州蒙脱石、水云母陕西安康伊利石、蒙脱石广西宁明伊利石、高岭石、蒙脱石南阳伊利石为主，蒙脱石次之差热化学分析由表1可以看出，有些膨胀土地区仅有矿物组成的结论而没有鉴定方法，实质上所测结果不够确切，由于膨胀土成分复杂，它是是多种矿物的复合体，采用单纯的一种方法难以准确鉴定实际矿物组成。随着检测技术日新月异，现在鉴定膨胀的方法主要以一种先方法为主（如X射线分析），其它方法为辅，然后用其它方法进行校核可取得好的效果，以便更好的把握膨胀土的性能，采用合理的方法防护膨胀土。对于膨胀土路堑边坡防护，素有“逢堑必滑动，无堤不塌”之说，因此根据膨胀土的实际工程特点研究其工程防护措施至关重要。对照一般的黏土路堑防护措施，并在工程中不断摸索，总结出了各种有效的经验做法。根据边坡性质不同，大致归纳了三个方面的防护技术：分别为表水防护、坡面防护和支挡防护。①    表水防护主要是通过设置各种排水沟，建立完善的地表排水系统，通过截排坡面水流使地表水不渗入土体和冲蚀坡面。②    坡面防护加固：主要有植被防护、骨架护坡、片石护坡、片石护坡、全封闭护坡、“土钉”加固上坡。③    支挡措施。本文针对南阳一带弱膨胀性土的特点，在周南高速项目中采用SNS柔性防护系统，并对SNS柔性防护系统的防护原理及施工工艺进行研究。2 SNS柔性防护原理SNS柔性防护系统由主动防护和被动防护构成，其中主动防护的组成主要有锚杆、支撑绳、格栅网、钢丝绳网，主动防护功能的实线主要是通过固定于锚杆或支撑绳上施以一定预应力的钢丝绳网对整个边坡形成连续而稳定的支撑，该系统适用性较强，其显著特点是对坡面形态无特殊要求，对于原有的地貌形态和植被生长条件可不产生破坏或改变，非开挖自然边坡和人工边坡均可采用此种防护措施。而被动防护系统是一种能拦截和堆存落石的柔性拦石网，将传统的刚性结构改变为高强度柔性系统，整个系统的变形协调能力显著增强，支撑绳安装和SNS系统标准布置图如图1和图2所示。这种防护结构的突出特点是不破坏原有的地貌形态和植被生长条件，一般地质条件下都可以解决边坡的稳定，同时兼顾生态环境。

图1 支撑绳安装示意图

图2 SNS系统标准布置图3 技术特点与施工工艺1）主动防护系统（1）搭建施工工作平台。在山体近于直立陡峭的，且保险绳在坡体面层无位置栓缚，应搭设脚手架作为施工平台。（2）确定锚孔位置。进行放线测量。按设计深度钻孔，钻孔深度应长于设计锚杆长度5cm，孔口处的开凿深度应不小于锚杆外露环套长度的凹坑。（3）注浆、装入钢绳锚杆。采用52.5普通硅酸盐水泥和中砂制成的砂浆进行锚杆孔注浆，需使锚杆与砂浆充分接触。养护3d后，方可下道工序施工。（4）安装纵、横两个方向的支撑绳。支撑绳是SNS主动防护系统的骨架，安装时应张拉，防止钢绳网安装后松弛。（5）安装钢绳网。用Ф8的钢绳在钢绳网与支撑绳间缝合，缝合好每一个网片后对缝合绳进行预张拉，使钢绳网方正、平整无鼓包，最后用绳卡将缝合绳两端固定在一起。（6）检查验收。SNS主动防护系统施工完毕后，对各道支撑绳及每个网片进行检查，不合格处应重新处理。2）被动防护系统（1）测量定位。选择基岩作为钢柱和锚杆的基础。（2）钻锚杆孔并注浆。对于有覆盖层处，先开挖覆盖层，基岩处可直接钻孔，确定锚杆进入基岩的深度，外露部分用混凝土灌筑。待锚杆安装2d后，将钢柱基座套入地脚螺栓，拧紧螺帽。（3）钢柱安装，上拉锚绳的挂环分别挂于钢柱顶端挂座和锚杆上。安装过程中拉紧上下锚拉绳并最终固定。（4）安装支撑绳。上下支撑绳均为2根，安装时先上后下，在距减压环约40cm处用一个绳卡将2根底部支撑绳相互联结，形成2根相互交错的双支撑绳结构。（5）安装钢绳网。钢绳网先在各钢柱之间进行，再用绳卡把钢绳网与上下支撑绳联结（此时可将钢绳网暂时松动），最后缝合，使左右侧缝合绳端头重叠1m。(6)安装铺设于钢绳网内侧的格栅。将钢绳网上缘叠盖到网的外侧15cm固定于网上，格栅底部沿斜坡向上敷设0.5m，相邻格栅网应叠加0.1m，固定于钢绳网上，结点间距不大于1m。4 结语SNS柔性防护系统作为一种适用性强、技术先进可靠、施工方便捷高效的新型边坡防护形式；该方案避免开挖坡面上的破碎岩体产生崩塌、滚石等次生危害，保障公路的安全运营。SNS柔性防护网的特性为后续开展坡面绿化创造了条件，符合环保节能主题，为更好地与周围环境协调，在高速公路边坡防护中可广泛推广应用。参考文献[1]蒋叶.SNS主动柔性防护网在高边坡防护中的应用[J].山西建筑,2018,44(14):142-143.[2]赵鑫.SNS柔性主动防护网在阿曼莱苏特油罐区高边坡防护中的应用[A]. 中国建筑学会工程勘察分会.2017年第九届边坡工程大会论文集[C].中国建筑学会工程勘察分会:中国建筑学会工程勘察分会,2017:4.[3]刘成清,陈林雅.被动柔性防护网在边坡防护中的工程应用与研究[J].公路,2015,60(06):44-50.[4]王锦江,李明柱,金辉,蒋攀.水电站高边坡中柔性网被动防护系统的应用[J].东北水利水电,2015,33(11):9-11.中国公路养护技术2群：320868765中国公路养护技术3群：563740419