(三)传力体系
在以钢丝绳网为主要特征构建的斜坡稳定系统中,荷载的传递消散路径为“防护网-缝合绳-支撑绳-锚杆-稳定地层”,其过程相对复杂。该类系统在安装时,须先以锚杆和支撑绳结构将防护坡面分化成很多歌防护单元格,然后在每个单元格中通过缝合绳将钢丝绳网与周边的支撑绳和锚杆连接,从而形成对单元格的封闭。这样的结构方式理论上就存在构件间的不等强连接,加之受到现场施工条件的约束,有些关键工序如锚杆空口苦凹抗开凿、缝合绳的张拉等很难完全按照安装要求执行,这些都将给系统防护功能的发挥带来不利影响,也同样会影响到荷载的传递。
在以钢丝网为主要特征构建的斜坡稳定系统中,系统的结构形式做了相应的简化,取消了钢丝绳网系统中的结构,相邻的防护网片之间直接进行等强连接,从而形成坡面覆盖,系统锚杆则通过锚垫板直接与防护网片刚性连接,这样荷载的传递路径就简化为“网片-锚杆”,荷载传递的效果更直接有效。另外,在系统安装过程中,通过简单的加力工具扳手既可有效地实现对坡面的预应力施加,产品结构功能的可实施性也得到了保证。
产品型号 防护网的抗拉能力 系统安装的可实施新 局部破坏的危害性 防护性能 斜坡稳定能力
GRA2 差 一般 差 差 差
GAR2 强 差 强 一般 一般
GPS2 强 差 强 一般 一般
GNS2 强 差 强 一般 一般
GRC-65A 一般 强 差 强 强
GSSA 强 强 差 强 强
2、落石拦截系统的结构形式及防护原理
落石拦截系统是由拦截网、固定系统、效能缓冲元间和钢柱四个主要部分构成,其中拦截网部分包括主要的抗冲击结构钢丝绳网、环形网一级拦截小块落石的铁丝格栅,固定系统部分包含锚杆、拦锚绳、基座和支撑绳。拉锚绳是链接与钢柱**部与钢丝绳锚杆间的钢丝绳,根据其位置和作用的不同分为上拉锚绳、下拉锚绳、CELA锚绳和中间加固拉锚绳。较常见的效能缓冲原件是减压环,他是船瓜与被动网支撑绳和上拉锚绳上的有特殊材质的钢管弯加工而成的环状构件,当支撑绳和上拉锚绳所有拉力达到设定值时,他通过发生变形位移来吸收能量并增加系统的缓冲形成,避免其他构件发生破坏,对系统起到过载保护作用。钢柱是由工字钢或H型钢加工而成的对被动网起治理支撑作用的构件。系统的柔性主要来自柔性网、支撑绳和减压环等结构,切钢柱与基座间亦采用可动铰链接已确保整个系统的柔性匹配。
当了落石冲击拦石网时,所产生的荷载通过网的缓冲首先得以部分消散,二网片在手冲击发生位移变形时将拉倒整个系统参与手里,一部分荷载在本款诶通过缝合绳、支撑绳向钢柱、啦猫神改进型传递和小贱,另一部分荷载通过防护网向两侧相邻的结构逐次床底,从而调动其他夸的效能结构共同参与手里,并较终将全部的剩余荷载传到稳定底层,从落石能量传递的小贱的过程不难看处,落石重建荷载在被动防护系统传递过程中,经过不断的小贱,较终传递到锚杆及钢柱基础上的剩余荷载一衰减到很小,因而落石拦截系统在设计使用时对锚杆和基础设计的力学性能要求并不太高。
(三)锚杆施工
1、施工机具的选择
**代斜坡稳定系统的系统锚杆为钢丝绳或钢绞线锚杆,而*二代斜坡稳定系统的系统锚杆是钢筋锚杆,这些满的孔径除设计有特殊要求以外,一般都为42mm。因此,锚杆孔的成孔一般采用手持式风动凿岩机(俗称手风钻)来完成。手风钻配套钻杆采用中空六楞钢制作,杆的直径一般为27mm,钻头为“一”字形镶嵌合金钻头,直径为42mm,所成孔径大小为42-45mm。当设计锚孔深度不大于4m时,可采用3平方米的空压机作为手风钻的驱动设备;当锚孔深度到达4米以上时,需采用12平方米或更大功率的空压机做驱动,否则很难成孔;而当锚杆深度大于6米时,由于所有的钻杆过长、钻机钻凿的功率衰减严重,基本上已无法实施钻进,此时应该用潜孔钻或其他钻机来进行作业。
2、钻孔操作
在进行钻孔操作时,操作中工作握住钻机手柄对钻机施以向下的压力,而钻杆在空压机的驱动下高速旋转,从而对岩石切削形成孔洞。开始进行钻孔操作时先使用的是段钻杆,在钻进一定的深度,短钻杆一无法继续操作时,将其拔出更换为稍长钻杆,在继续进行钻进,如此反复操作,直至完成锚杆的钻进。在钻机操作时还要注意,没钻进一定的深度厚,需将钻杆往上来回抽插几次,再次请削孔壁的同时,使孔内大块的石渣调入孔底,以便钻杆将其粉碎并吹出孔外。
3、清孔
为了便于在锚杆孔中进行锚杆插入和砂浆灌注,锚杆孔完成后需要进行清孔。清孔工作可以在空压机输气管的端头套上细直空心管,将管伸入锚杆底部,用高压风吹拂锚孔,即可将孔中渣土吹出。
4、砂浆灌注
半盒砂浆的水泥、沙和水都应事先经过检验,符合建筑工程材料的要求方可使用。在砂浆拌和时既要控制水灰比,保证砂浆的强度,又要尽量提高砂浆的流动性,方便砂浆灌注,确保灌注的密实性。通常砂浆的灰砂比,通常根据施工需要也可以采用水泥净浆方式进行锚杆浇注。
在砂浆灌注时,每个默哀干孔应从伸到浅分段灌注,操作中需采用习惯插入锚孔伸出进行引流,尽量避免从空口王丽青岛砂浆,以免砂浆在空中某些部分堆积堵塞,导致锚杆出现砂浆空漏情况。在进行砂浆灌注时,每次灌入锚孔的砂浆长度不应**过50CM,并且需用细钢棍对其振捣密实厚,方可进行下一段砂浆灌注,制止将锚孔灌注饱满。在砂浆灌注完成后2H内,检查锚孔中砂浆是否有塌陷,如有,则需要进行补浆,以保证毛孔中砂浆的饱满度和锚固长度。对于高陡边坡,砂浆灌注的工作量很大,而且砂浆在坡面的搬运也是一个难题,根据经验,通常是用可以封闭的熟料桶来装运砂浆,并在其盖欧处安装一根小导管,这样既方便砂浆搬运,有方便砂浆的灌注工作,功效非常明显。
对于刚性锚杆在锚固时需注意保持带螺纹的锚杆头清洁,其端头出露长度保持在15CM左右,一方便锚垫板的安装。
被动防护(边坡防护网)是由钢丝绳网、环形网、(需拦截小块落石时附加一层铁丝格栅)、固定系统(锚杆、拉锚绳、基座和支撑绳)减压环和钢柱四个主要部分构成。钢柱和钢丝绳网连接组合构成一个整体,对所防护的区域形成面防护,从而阻止崩塌岩石土体的下坠,起到边坡防护作用。
柔性和拦截强度足以吸收和分散传递预计的落石冲击动能,消能环的设计和采用使系统的抗冲击能力得到进一步提高与刚性拦截和砌浆挡墙相比较,改变了原有施工工艺,使工期和资金得到减少。
边坡防护网在使用过程中应该注意保养
1、避免把网拖过粗糙的表面或锐边
2、严禁人依靠或将物品堆积压向安全网
3、避免人跳进或把物品投入网内
4、避免大量焊接或其它火星落入安全围网
5、避免围网周围严重的酸、碱烟雾
6、必须经常清理安全网一附着物,保持安全网工作表面清洁。
7、当安全网受到化学品的污染或网体嵌入粗砂粒及其它可能引起磨损的异物时,应进行冲洗,洗后自然干燥。
8、搭接处脱开轻微损失,必须即时修补。
被动防护网适用于建筑设施旁有缓冲地带的高山峻岭,把岩崩、飞石、雪崩、泥石流拦截在建筑设施之外,避开灾害对建筑设施的毁坏。
一、斜坡稳定系统
斜坡稳定系统用作坡面覆盖的构件包括防护网片、缝合绳、支撑绳、以及边界绳,其中防护网片为主要的覆盖结构,而后3中构件为其辅助设施。目前斜坡稳定系统中所用到的防护网片有4种:铁丝格栅、钢丝绳网、TECCO高强度格栅以及SPIDER螺旋网。这些网分别采用不同的材料进行编织,各种材料的力学性能也存在差异。
名称 织网材料 直径/MM 强度/MPA 织网材料的抗坡断能力 备注
铁丝格栅 铁丝 2.2 500 差
钢丝绳网 钢丝绳 8 1770 强
TECCO格栅 钢丝 3 1770 一般
SPIDER螺旋网 钢绞线 6.4 1770 强 以3根3mm钢丝扭结
1、铁丝格栅
以铁丝格栅为覆盖结构的系统,由于其单丝强度小,网片的抗拉能力也很小,但其网孔仅有5cm,为4中防护网中的较小者,所以此类系统仅适用于坡度较缓、灾害类型**小块碎落石的边坡简易加固处理。另外,铁丝格栅也可作为非主要手里结构而与钢丝绳网或SPIDER网结合使用,构成另外的稳定系统,如GPS2\GSSA系统,其作用也是拦挡坡面的小块径落石。
2、钢丝绳网
以钢丝绳网为主要覆盖结构的系统,如GAR2\GPS2,其织网用钢丝绳抗拉断能力高,网片的防护性能也好。钢丝绳网是用钢丝绳编制的、网孔为菱形的、网块形状为矩形或正方形的防护网,钢丝绳网在编制时,所有钢丝绳的交叉结点处采用**“十”字卡扣进行固定。十字卡扣为两块厚度为3mm的成型钢片,它以冲压方式将钢丝绳抱扣在一起形成固定的结点,使之形成一定的康华能力和抗挣脱能力。由于每个交叉点都以十字扣锁定,钢丝绳网就形成了一个具有一定抗拉和抗穿透能力的覆盖结构,这种结构可广泛由于崩塌落石、溜坍等地质灾害的加固或约束。
6、柔性网安装
基本要去:
(1)用于制作钢绳网和格栅网的钢丝、钢绳一级十字扣应符合设计力学性能要求。
(2)干涩和国内外和格栅的规格、型号应符合设计要求;其中边长负误差不应大于50mm,正误差不应大于一个网孔边长,角度误差不应大于5°。
(3)钢丝绳防腐应符合热镀锌设计等级。
柔性网安装实测项目见下表
项次 检查项目 检查依据 检查方法及频率 规定分
1 缝合绳缠绕方式 符合设计要去 现场逐一检查 20
2 缝合绳张拉 符合设计要去 手拉无松动,逐一检查 20
3 缝合绳端固定 符合设计要去 现场逐一检查 20
4 格栅的搭结宽度 不小于设计值 尺量,每边各1处 15
5 格栅与钢绳网的扎结 ≥4处/㎡ 现场检查,每张网2处 10
6 噶山在网底的敷设长度 ≥50cm 尺量,每张网1处 15
外观鉴定:(1)网片表面平顺,无明显凹凸现象,不符合要求没处扣2分;
缝合绳都张拉收紧,与支撑绳、钢绳网间紧密缠绕,不符合要求没处2-5分。
主动防护网工程
1、锚杆
基本要求:
(1)用于拌和砂浆的水泥、砂应符合设计要求;
(2)锚杆材质、结构形式以及尺寸符合设计要去。
锚杆施工实测项目见下表
项次 检查项目 检查依据 检查方法 规定分
1 抗拔力/kN 不小于设计值 拉拔器,每300根锚杆抽查3根,每单位工程至少抽查3根 30
2 砂浆强度/MPz 20 参照《公路工程治理检验评定标准》执行 30
3 锚孔凹坑 符合设计要求 尺量,按总数的10%抽查 10
4 锚孔直径/mm ≥42 尺量,按总数的10%抽查 10
5 锚孔深度/cm 不小于设计值 尺量,按总数的10%抽查 10
6 锚杆间距 符合设计要求 尺量,按总数的10%抽查 10
注:锚孔凹坑是否符合设计要求也可以通过支撑绳是否紧贴坡面来检验
外观鉴定:
(1)锚杆孔砂浆饱满,孔口砂浆无凹陷现象,不符合要求没处扣2分;
(2)砂浆表面出现手里裂缝,每处扣3-5分,如拉拔力试验不合格,必须处理。
防护网分为:山坡防护网(边坡防护网、主动防护网、柔性防护网、被动防护网)、(公路、铁路)防护网、园林防护网、体育场防护网、居民区防护网等。
支**是加固大块危岩突起体或倒悬体的特种结构,其主要作用在于利用支**结构的支撑作用来平衡危岩的坠落、粗偶哦或青岛趋势,提高危岩的未定型。常见的结构形式有由圬工砌筑或型钢构成的敦实或框架式两类,按与危岩下部坡面关系,可分为与坡面无接触的直力敦实结构和直接依附于坡面的扶壁式结构两类。*结构在山区铁路沿线和山区城市比较多见,他是加固矩形倒悬或外援为掩体的较佳方法,技术简单使用,具有不可取代性。但*结构自身体积和重量一遍较大,只需要有很好的基础,否则其自身稳定性将存在问题,设计和施工都必须谨慎处理。此外,结构材料用量一般较大,由此而来的材料搬运量、劳动强度、施工难度和风险等一般都较大。
系统材料的特殊制造工艺和高防腐防锈技术,决定了系统的**高寿命。系统能将工程队对环境的影响降到较低点,其防护区域可以充分的保护土体、岩石的稳固,便于人工绿化,有利于环保。
作用原理上类似于喷锚和土钉墙等面层护坡体系,但因其柔性特征能使系统将局部集中荷载向四周均材质:钢丝绳网、普通钢丝格栅(常称铁丝格栅)和TECCO高强度钢丝格栅 匀传递以充分发挥整个系统的防护能力,即局部受载,整体作用,从而使系统能承受较大的荷载并降低单根锚杆的锚固力要求 。
边坡防护网可分为两大类,主动防护和被动防护。
边坡防护网的用途广泛:1、常用于高速公路、铁道旁山体的固定。2、由于路基下的地基不稳定、或者公路两侧边坡过陡、土过于潮湿、坡脚被水冲刷、路两侧山体本身岩层结构与组成不稳定,甚至错误的用倾斜层次的方法填筑路堤都会引起边坡的不稳定。这时,就需要用边坡防护网来进行防护。
主动防护主动防护系统(边坡防护网)是以钢丝绳网为主的各类柔性网覆盖包裹在所需防护斜坡或岩石上,以限制坡面岩石土体的风化剥落或破坏以及为岩崩塌(加固作用),或将落石控制于一定范围内运动(围护作用)。
具有高柔性,高防护强度,易铺展性。适应任何坡面地形,安装程序标准化、系统化,系统采用模切化安装方式,工期短,施工*。
防护网在边坡加固治理中的施工注意事项
1.土钉、锚杆成孔深度、孔径、倾角要求按己设计好的施工参数施工。各工序施工均应严格按现行有关规程规范要求进行。
2.采用锚杆支护时应注意尽可能采用无水钻进,不得采用清水钻进。
3.砂浆配合比按室内配合比试验结果确定,注浆应饱满。锚杆内注浆前应清孔干净,不得留有残渣。
4.当土钉、锚杆施工完毕后,锚固体强度达到设计强度等级的75%时,应进行验收试验,试验数量按规范要求。
5.锚杆施加预加力均为锚杆设计承载力的40%,分两次张拉,**次张拉总预加力的60%,*二次张拉总预加力的40%,锚固体强度须达到设计强度的70%后方可进行张拉。
6.在边坡**、底修筑排水沟,尺寸300x300,排水沟M10水泥砂浆抹面,厚度≥10mm。同时在坡面设置一定数量的泄水孔,纵向孔距3.00m,横向孔距3.00m,采用φ50PVC管,长度≥400mm,呈梅花形布置。
主动边坡防护网对植物的保护
绿色植物能够在其开放的空间上自由生长,植物根系的固土作用与坡面防护系统结为一体,从而抑制坡面破坏和水土流失,反过来又保护了地貌和坡面植被,实现较佳的边坡防护和环境保护目的。主动防护系统开放的系统特征能够将工程对环境的影响降到较低点,其防护区域内可以充分的保持土体岩石的稳固,通过人工实施植草、植树的绿化作用。将工程与环境融洽融合。在材料应用上:该系统采用热镀锌高强度钢丝绳做为系统主要材料,其材料的特殊制造工艺和高防腐防锈技术。决定了系统的**高寿命.通过大量的试验和研究发现sns主动防护系统具有30—50年的防护使用寿命。
由于系统采用积木式的组合按照来构筑其结构,各种半成品化的功能构件在现场进行积木式安装时就有了一定的灵活性,他可以在不影响系统防护功能的前提下根据地形变化灵活布置。同时,柔性防护产品在研发定型支出就考虑到不同的应用环境,在结构设计上允许系统尺寸根据现场布置需要做一定幅度的调整。
对于广西-桂林-资源县新庆村红岩脚边坡崩塌治理而言,采用柔性防护系统会优化工程总体的施工组织工作,加快工程总的建设进程,从而实现工程建设成本的降低。
近年来,我国饱受各种自然灾害的侵袭,为较大程度地保护人们的生命财产安全,各地区常常开展一些灾害应急抢险工程,这在山区铁路养护中较为常见。抢险工程的较大要求就是快捷有效,柔性防护系统采用工厂化生产、施工现场积木式安装完成,整个施工安装需要投入的工、料、机较少,工程的快捷性大大优于其他工艺,因此,目前柔性防护系统基本上已成为坡面地质灾害抢险**品之一。
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