SNS柔性主动防护系统在危岩和崩坍落石整治中的应用

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摘 要：随着sns柔性防护系统的出现、发展，这种技术已在一些危岩和崩坍落石地质灾害整治中得到成功应用，现已广泛应用于公路、铁路、水利水电等工程中，文章介绍了SNS边坡柔性主动防护系统的机理、分类、构件及设计方法。

关键词：分类 构件 设计

中图分类号：U213 文献标志码：A 文章编号：1672-3791（2014）02（a）-0098-02

SNS边坡柔性防护系统是以钢丝绳网为主要特征构件，以覆盖和拦截两种基本形势来防护斜坡上危岩和崩坍落石地质灾害的柔性安全防护系统技术和产品。其设计使用寿命约30年，近年来在铁路、公路边坡防护工程中应用较广。SNS系统按其结构形式、防护功能和作用方式的不同分为主动和被动系统，本文主要介绍主动防护系统。

1 SNS主动系统分类

SNS主动系统主要由钢丝绳锚杆、支撑绳和钢丝绳网等构成的坡面覆盖系统。按其作用方式分为坡面加固系统和坡面围护系统。（1）坡面加固系统是通过锚杆的安装方式和对系统的预张拉，使柔性网系统尽可能紧贴地面并以一定的法向力作用到坡面上，对坡面起一定的加固作用，从而尽可能地阻止坡面崩坍落石、风化剥落以及浅层溜坍、塌落的发生，因此亦称为SNS主动加固网。（2）坡面围护系统通过边沿锚固方式自然覆盖于坡面的柔性网系统，与坡面间形成一个封闭的空间，从而限制坡面塌落岩土体的运动范围，因此亦可称为SNS围护网。各类主动系统的基本构成和防护功能如表1所示。

2 SNS主动系统构件

SNS系统由钢丝绳锚杆、钢丝绳网、支撑线、缝合绳、栅格组成。

钢丝绳锚杆：将单根钢丝绳从中点处弯折，在弯折处嵌入鸡心环并用绳卡固定的SNS系统专用柔性锚杆，宜选择双股ф16钢丝绳制作。

钢丝绳网：用钢丝绳编制并在交叉结点处用专用“十”字卡扣固定的成品网，为SNS系统的主要特征构件。“十”字卡扣为钢质，其厚度不小于2 mm，并经电镀锌处理，镀锌厚度不小于8 μm。钢丝绳头采用铝质接头套管连接，接头套管长度不小于5 cm，外径不大于3 cm，壁厚不小于3 mm。钢丝绳网的编制应满足：（1）编制成网的钢丝绳不得有断丝、脱丝现象；（2）交叉结点处均用“十”字卡扣固定，接头处均用铝质接头套管闭合压接，不得遗漏；（3）编网时“十”字卡扣和接头套管均由机械压接，表面不得有破裂和明显损伤；（4）网的形状平整，网绳不得有打结和明显扭曲现象；（5）钢丝绳交叉结点处的抗错动强度不得不小6.5 kN；（6）钢丝绳交叉结点处的抗脱落强度不得小于14.5 kN。钢丝绳网的规格型号为图1所示。

图1

网块规格以边长表示有2×2 m、4×4 m、4×2 m、5×6 m、5×5 m、5×4 m、5×3 m等规格的矩形、直角三角形（T）（矩形网块对角平分而成，规格指直角边长）和斜角菱形（α°）（矩形网块的对边平行错动而成，规格指边长）网块。网孔规格以其菱形边长表示有300 mm、250 mm、200 mm、150 mm、120 mm、100 mm等规格。

支撑绳：实现钢丝绳网按设计形式铺挂、对钢丝绳网起支撑作用的钢丝绳。

缝合绳：将钢丝绳网与支撑绳缝合联结的钢丝绳，一般采用直径为φ8的钢丝绳。

栅格：当需固定或拦截小块落石时，在钢丝绳网下或内侧铺挂的一层铁丝格栅。采用直径为2.2 mm的热镀锌铁丝编制，网孔为50×50 mm。

3 SNS系统设计

3.1 设计资料准备

收集或测绘防护区域1∶500～1∶2000比例尺的地形图、10～50 m间隔1∶200比例尺的横断面图。坡面覆盖层岩土特征，地面植被覆盖及地下水状况。调查危石的位置、几何特征及分布。分析落石可能出现的形态及运动方式。调查历史落石情况。

3.2 防护类型的确定

根据现场条件，选择防护类型：

（1）崩塌落石区坡面顺坡长度小于15 m，或顺坡长度不小于30 m且落石动能大于500 kJ时，可采用SNS主动系统防护。

（2）坡面危石分布较多且体积较大或有岩堆分布时，可采用SNS主动系统防护，也可采用SNS被动系统防护。

（3）坡面危、孤石分散且难于清理和分别治理时，可采用SNS被动系统防护。

3.3 SNS主动系统设计

SNS主动系统根据坡面危石的特点可分为GAR1、GPS1、GAR2和GPS2四类，GPS1和GPS2是在GAR1和GAR2的基础上，加了一层铁丝栅格。

3.3.1 GAR1和GPS1型防护系统设计

只在防护区域边缘锚固，锚杆间距和支撑绳布置方式、挂网方式视施工条件分为两种形式：

形式1：锚杆间距4.5 m或局部2.5 m，在边缘锚杆之间设置纵横支撑绳，形成4.5×4.5 m或4.5×2.5 m的挂网单元，每个挂网单元配置4×4 m或4×2 m的网块一张。

形式2：锚杆间距2～4 m，在边缘锚杆之间设置边沿支撑绳，用4×4 m或局部4×2 m的钢丝绳网连续铺挂。

3.3.2 GAR2和GPS2型防护系统设计

在整个防护区域内设置系统锚固，锚杆纵横间距4.5 m或局部2.5 m，穿过每排或每列锚杆设置预张拉纵横支撑绳，形成4.5×4.5 m或4.5×2.5 m的挂网单元，每个挂网单元内配置4×4 m或4×2 m的网块一张。为确保系统紧贴坡面，除锚杆所在位置本身低凹外，每个锚杆孔口应设置一深20 cm、口径20 cm的锥形或柱形坑，使锚杆安装后其外露环套不高出地面。

3.3.3 SNS主动系统构件设计要求

防护区域上边沿锚杆设计抗拔力80 kN，其余锚杆设计抗拔力不小于50 kN。锚固长度根据计算确定，且不小于2 m。

钢丝绳网采用的规格为：DO/08/300，宜选用4×4 m网块，需要时可在边缘处采用其他规格的网块。一般采用单层钢丝绳网铺挂，在局部有大体积危石或岩堆时，可考虑采用双层钢丝绳网的加强型主动防护，此时的锚杆抗拔力设计值要求提高30%。

横向支撑绳宜采用φ16钢丝绳，纵向支撑绳宜采用φ12钢丝绳，设置双层钢丝绳网的区域纵横支撑绳均宜采用φ16钢丝绳。每根支撑绳的实际长度应在设计长度的基础上两端各增加1 m作为与锚杆固定连接的预留长度。当支撑绳长度为L≤10 m、10 m30 m时，每根支撑绳绳两端分别用2个、3个或4个相应型号的绳卡固定。

每张钢丝绳网宜用一根缝合绳缝合，其长度按能实现网与周边支撑绳两端各用2个φ8绳卡固定。

铁丝格栅应满铺于钢丝绳网之下，格栅网块之间应有5 cm的的搭接，并用φ1.2铁丝绑扎，绑扎间距不得大于1 m。

4 结语

SNS边坡柔性主动防护系统已广泛用于铁路、公路及水利水电等行业的边坡危岩和崩坍落石地质灾害整治工程中，大面积的施工经验证明，SNS边坡柔性主动防护系统具有设备简单、施工方便、节省材料、经济易行、效果明显等特点，对危岩和崩坍落石地质灾害进行了有效整治。

参考文献

[1]中华人民共和国铁道部.TB/T3089-2004铁路沿线斜坡柔性安全防护网[S].北京：中国铁道出版社，2004.

[2] 胡厚田.崩塌与落石[M].中国铁道出版社，1989.

[3] 贺咏梅，阳友奎.崩塌落石SNS柔性防护系统的设计选型与布置[J].公路，2001（11）.

[4] 贺书云.SNS柔性防护网在公路边坡中的防护技术介绍[J].交通标准化，2004（8）.