金寨县吴家店镇初级中学岩质高边坡稳定性分析及SNS柔性防护网论文_刘军委

安徽省地勘局第二水文工程地质勘查院 安徽芜湖 241000

摘要:本文以已经使用SNS柔性防护网了的金寨县吴家店镇初级中学高边坡支护工程为例,在首先介绍工程概况的基础上,对SNS柔性防护网进行了简单介绍,包括防护网的设计原理、具体设计以及施工的方法,可以以其具体的实践作为经验来指导同类型工程的开展。

关键词:边坡;SNS 柔性防护网;施工;应用

1工程概况

金寨县吴家店镇初级中学高边坡位于学校北侧后山斜坡,地理坐标X:3463994.089,Y:363581.028。该处场地原为沟谷,后为建设学校运动场,将东西两侧山坡切坡开挖,中间沟谷内场地回填整平。现两侧山体边坡切坡较大,坡体最高可达29米,为保护坡下运动场的安全,必须对切坡山体进行支护。如果不采取具体的措施进行补救和预防,再加上可能出现的刮大风、下暴雨的气候,边坡的岩石很有可能会出现更深层次的毁坏,形成及其不稳定的状态,对学校师生人身安全和财产造成威胁。故而基于此坡边的总高度,决定使用SNS防护网,具体原理和施工如下。

2边坡稳定性分析

该边坡崩塌岩石为块状花岗岩,经取样做抗压试验,单轴抗压强度31.7~53.7MPa,平均41.9Mpa,为硬质岩,岩石中通常发育有四组节理,岩体基本质量分级为Ⅲ。岩体中有一组陡倾的节理裂隙,崩塌以拉裂式崩塌为主。

崩塌稳定性评价分定性评价和定量评价,对于崩塌型破坏中的拉裂式崩塌通常采用定性评级,在对边坡进行定性评价时通常采用如下方法:

1、工程地质类比法:是将边坡与已知稳定性的类似边坡进行对比的基础上根据类似边坡的稳定性分析该边坡稳定性的方法。

2、变形迹象判断法:是根据已经出现的边坡变形破坏迹象判断边坡稳定性的方法,该方法适用于判断既有边坡在现工况下的稳定性,边坡变形强烈时可判定该边坡在现工况下欠稳定性或者不稳定。

3、极射赤平投影法:是借助极射赤平投影图分析结构面之间及结构面与坡面之间的组合关系判断边坡稳定性的方法。该方法主要用于岩质边坡中局部块体的稳定性分析,也可以对边坡整体稳定性分析。

工程地质类比法显然不适合本边坡稳定性评价,从变形迹象判断法和赤平投影法来进行稳定性评价。

从变形迹象判断法分析,在现有状态下,边坡岩体在有临空面的岩石上显张开状态,危岩体处于蠕动状态,据此可以判定在现有状态下边坡呈欠稳定状态,边坡稳定性系数1.00≤KS<1.05。

从极射赤平投影图可以看出,硬性结构面结合差,65°∠75°(裂隙)和70°∠35°(裂隙)与坡面近同向,140°∠65°(裂隙)与坡面大角度相交,由于这三组裂隙相互切割,形成楔形体,楔形体脱离母岩后沿着70°∠35°裂隙面下滑,造成岩石崩塌。

3柔性防护网的具体设计

3.1 工作原理

这个SNS柔性防护系统所选取的型号是最近比较新的一款:RX-050,这个型号的防护网一共有两层,一层是钢丝层,另一层是格栅层。这一防护网的固定过程比较复杂,首先要用锚固定支撑点,然后用横向和纵向的绳子来支撑,接着用缝合绳子来填补凹凸不平的坑,最后进行张拉。根据动量原理的指导,这样就可以使得落石在掉落过程中,首先落在防护网上缓冲一下,降低冲击力度,最终落到稳定性较强的地上,避免造成更加严重的伤害。而且相对于其他种类也就是刚性防护网来说,这种柔性的防护网恰恰可以拦截动能更大的落石,这是因为后者与落石的接触时间长,所以受力情况也更加轻缓。具体的情况如图1所示:

图1 RX-050款的SNS柔性防护系统

3.2具体设计

要想使这一柔性防护系统能够发挥最大的作用,我们首先要了解落石的具体情况,也就是说我们首先要对石头下落的速度有一个大概的估算。根据对保德县某工业园区的这段落石路线近年来的落石数据的收集,我们得到的信息是:落石体积多在 0.2立方米到2立方米的范围之内,具体的信息内容我们可以从表1中看到:

表1

 

我们可以得出大块落石、中块落石以及小块落石落到地面的冲击能量分别为217.6KJ、146.1KJ以及25.9KJ。防护网施工工程的标准规定只要能将百分之九十五的下落石头的动能进行有效的拦截就可以了。再根据上面收集的资料来看,我们的落石大部分体积在1.2立方米左右,故而按照标准来看我们只要能够拦截住240KJ的冲击能量及其以下就可以了。故而选取了上述型号的防护网。

4防护网的施工

SNS柔性防护网基本都用于稳固高边坡,而且还有一定的使用时限,这就对防护网的质量提出了非常高的要求。故而使得防护网的施工也要十分注意。

在施工前,要仔细核对供应商提供的商品目录,检查提供的设备和材料的质量,经过合格的实践之后,再投入使用。在施工的过程中,要严格按照施工的顺序来进行:第一步是要将锚杆和下面的底座进行精准的定位;第二步则是挖掘底座的基坑并且使用混凝土对其进行浇筑,浇筑的步骤有一个十分重要的点需要注意,那就是混凝土的强度只有达到一定的标准之后,也就是接近防护网的设计强度的百分之八十五之后,才可以进行。另外也可以用专业的钻孔设备来进行挖掘步骤;第三步就是这些东西的安装,安装过程中各个设备的方向与制定的标准的误差不能超过五度;第四步是已经安装好的设备的调整与测试,第五步是安装支撑整个防护网的绳子,将其进行拉伸,最后是整个防护网的缝合,用绳子进行缝合时不能和基座和钢柱这一些构件直接接触,并且缝合之后还要进行严密性和受力程度的检查。每个步骤都不能出错,要极其准确和精准的进行。在施工后,也要定期对设备和防护网进行检查,一旦发现缺陷,要立刻派专业的技术人员来进行维修,以保持防护网的正常使用。

只要按照以上的标准和顺序进行,并按照指导技术进行施工修整,防护网就可以充分发挥它的作用。

5结语

SNS柔性防护网系统,从其采用的材料来看就有许多的优势,这种防护网系统采用最新的高科技柔性材料,这种材料柔韧性强,可以承受的力度也比传统材料要多得多,而且易于组装和安装,故而这个防护网系统的施工时间就可以大大缩短,而且购买材料的支出也可以得到明显的压缩,再加上施工难度小,可以减少所需要的施工人员的数量,进一步减少开支,而且这种防护网系统的使用时间更加持久,稳定高边坡的能力也更大。故而在预防和杜绝高边坡碎石掉落,这种防护系统可以大力推广。这样既可以更好地保护过往车辆和行人的安全,也可以延长防护网的使用寿命,减少人力物力的浪费。

参考文献:

[1]李新华,张宏伟,杨彩晓.综合勘察技术在卵石土地层中的应用[J].中国西部科技,2011,10(8):33-34.

[2]孙宇,王建设,张怀宾.砂卵石地层人工挖孔桩施工技术研究[J].市政技术,2010,28(2):52-57.

[3]刘永勤,金淮.北京地铁九号线沿线卵石地层特性研究[J].工程勘察,2011(8):19-20.

论文作者:刘军委

论文发表刊物:《防护工程》2018年第36期

论文发表时间:2019/4/14

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