SNS柔性防护系统施工工法

SNS 柔性防柔性防护护系系统统 施工工法施工工法 中国水利水中国水利水电电第十四工程局有限公司第十四工程局有限公司 二二九年二月九年二月 1 审查审查：和：和孙孙文文 校核：校核：杨杨元元红红 徐萍徐萍 王来所王来所 编编制：刘士制：刘士诚诚 刘六刘六艺艺 张张述述毕毕 胡胡传传安安 黎文海黎文海 王王 云云 马马增翼增翼 郗启松郗启松 张张富家富家 陈陈慧君慧君 毕绍兴毕绍兴 张张 飞飞 2 目目 录录 1.前言.1 2.工法特点.1 2.1 SNS 主动系统的特点.1 2.2 SNS 被动系统的特点.1 3.适用范围.2 4.工艺原理.2 5.施工工艺流程及操作要点.3 5.1 施工工艺流程 .3 5.2 工艺操作要点 .4 6.材料与设备.8 7.质量控制.9 8.安全措施.9 9.环境保护措施.10 9.1 施工生产废水处理措施 .10 9.2 施工区粉尘与废气控制措施 .10 9.3 施工区噪声控制措施 .10 9.4 施工区垃圾处理措施及卫生管理 .10 10.效益分析.10 11.应用实例.11 11.1 SNS 柔性防护系统在泸定水电站厂房边坡防护中的应用.11 11.2 SNS 柔性防护系统在大岗山水电站左岸公路边坡防护中的应用.11 11.3 SNS 柔性防护系统在小湾水电站左岸边坡防护工程中的应用.12 1 SNSSNS 柔性防护系统施工工法柔性防护系统施工工法 中国水利水电第十四工程局有限公司 王来所 刘士诚 刘六艺 张述毕 胡传安 1.1.前言前言 SNS（Safety netting System）柔性防护系统是利用钢绳网作为主要构成部分 来防止崩塌落石危害的柔性安全防护系统，与其他防护结构为代表的传统防护系统 的主要差别在于系统本身具有的柔性和高强度，更能适应于抗击集中荷载和高冲击 荷载，且在大量的室内外试验和理论分析计算基础上建立的标准化部件形式，使系 统的施工实现了程序化和标准化。此外，系统设置后的较小视觉干扰和最大限度地 维持原始地貌和植被，同时可进行人工绿化，在美化环境方面的社会效益是其他防 护方法无法比拟的。 无论是从现有坡面地质灾害防治技术本身的不足，还是从各类与岩土工程有关 的基础建设步伐的加快、规模和等级的提高以及相关施工技术水平的提高上，都迫 切需要深入开展坡面地质灾害的研究防治工作，寻求一种施工简单易行、技术先进、 安全可靠、环保效果好、经济合理的防治新技术，而 SNS 柔性防护系统的出现就解 决了这些问题。 2.2.工法特点工法特点 2.1 SNS 主动系统的特点主动系统的特点 以镀锌高强度钢丝绳为主要材料的主动防护系统具有高韧性、高防护强度、易 铺展性等优点。主动防护系统开放的系统特点能够将工程对环境的影响降到最低点， 其防护区域内可以充分地保持土体、岩石的稳固，通过人工实施植草、植树的绿化 作用，将工程与环境融洽结合。采用热镀锌高强度钢丝绳作为系统主要材料的主动 防护系统，其材料的特殊制造工艺和高防腐防锈技术，决定了系统的超高寿命。采 用 SNS 主动防护系统，使安装设备、工程材料、施工人员充分减少。分体式材料与 组合安装的特点决定了工程安装的易用性、稳固性。系统对坡面的自适应与系统的 柔韧性使工程安装实现了程序化、标准化。 2.2 SNS 被动系统的特点被动系统的特点 系统的柔性和强度足以吸收和分散传递落石冲击动能并使系统受到的损伤最小； 2 以落石动能作为设计参数，防护能量可达到 2350KJ 以上；易于安装，锚杆和最少量 的开挖实现最快速的施工安装；部件实行标准化的工厂化生产，积木式的装配作业。 3.3.适用范围适用范围 适用于铁路、公路、水电站、矿山、旅游区和其他边坡防护，坡面地质灾害防 治与治理。 4.4.工艺原理工艺原理 SNS 防护系统包括主动防护系统和被动防护系统两个类型，主动防护系统是通 过锚杆和支撑绳固定方式将金属柔性网（钢丝绳网、钢丝格栅网）覆盖在需防护的 边坡上，从而实现其边坡加固或限制坡面塌落岩石体运动范围；被动防护系统是将 以钢丝绳网为主的栅栏式柔性拦石网设置于斜坡上相应位置，用于拦截斜面上的滚 落石以避免其破坏保护的对象，从而实现防止崩落石危害的目的。 SNS 主动系统由锚杆、钢丝绳柔性网、支撑绳、缝合绳、高强度钢丝格栅等部 件组成，详见图 41(a)。 图 41(a) SNS 主动防护系统结构图 3 图 41（b） SNS 主动防护系统结构图 SNS 被动系统由钢丝绳网、高强度钢丝格栅网、锚杆、工字钢柱、上下拉锚绳、 消能环、底座及上下支撑绳等部件构成，详见图 42。 图 42 SNS 被动防护系统结构图 5.5.施工工艺流程及操作要点施工工艺流程及操作要点 5.1 施工工艺流程施工工艺流程 5.1.1 SNS 主动防护系统施工工艺流程主动防护系统施工工艺流程 SNS 主动防护系统施工工艺流程见图 5.11。 4 图 5.11 SNS 主动防护系统施工工艺流程 5.1.2 SNS 被动防护系统施工工艺流程被动防护系统施工工艺流程 SNS 被动防护系统施工工艺流程见图 5.12。 5.2 工艺操作要点工艺操作要点 5.2.1 SNS 主动防护系统施工工艺操作要点主动防护系统施工工艺操作要点 5.2.1.1 危石清理 清除坡面防护区域内威胁施工安全的浮土及浮石，对不利于施工安装和影响系 统安装后正常功能发挥的局部地形（局部堆积体和凸起体等）进行适当修整。 5.2.1.2 测量布孔 按照设计图纸，测量放线定出锚杆孔位（根据地形条件，孔间距可有 0.3m 的调 整量）, 并用红油漆进行标记，在尽可能满足设计要求并减少开挖的基础上，充分 利用原有地形地貌。在孔间距允许的调整量范围内，尽可能在低凹处选定锚杆孔位。 对非低凹处的锚杆孔位，适当挖一口径口径 30cm，深 20cm 的凹坑。 图 5.12 SNS 被动防护系统施工工艺流程 5.2.1.3 钻锚杆孔 钻孔采用 YT28 手风钻，由柴油动力空压机为手风钻供风。按设计深度钻凿锚杆 孔并清孔，孔深应大于设计锚杆长度 5 cm10cm，孔径不小于 42。当受凿岩设备 限制时，构成每根锚杆的两股钢丝绳可分别锚入两个孔径不小于 35 的锚孔内，形 成人字形锚杆，两股钢丝绳间夹角为 1530，以达到同样的锚固效果，当局部 危石清理测量布孔钻锚杆孔注浆与插锚杆安装纵横向支撑绳 铺挂格栅网铺挂钢绳网 测量放线与基坑开挖基座基础混凝土浇筑基座安装钢柱与拉锚绳安装 上支撑绳安装下支撑绳安装钢绳网安装格栅网安装 5 孔位处因地层松散或破碎而不能成孔时，采用断面尺寸不小于 0.6m0.6m 的 C15 砼 基础置换不能成孔的岩土段。 5.2.1.4 注浆与插锚杆 注浆采用 GS20E 注浆机，水泥砂浆标号为 M20，水泥采用 P.O42.5R，选用粒径 不大于 2.5mm 的中砂，确保浆液饱满，在进行下一道工序前注浆体养护不少于 3 天。 SNS 主动系统的钢丝绳锚杆在确保向下倾斜的角度不小于 15的基础上，与所在位 置坡面垂直。锚杆杆体使用前应平直、除锈、除油。锚杆位于钻孔中部，杆体插入 孔内长度不小于设计规定的 95%，锚杆安装后其外露环套不高出地面。 5.2.1.5 安装纵横向支撑绳 支撑绳穿过沿程各锚杆的外露鸡心环套。支撑绳两端固定前用紧线器张紧，张 紧力不得小于 5KN，拉紧后两端各用 24 个绳卡与锚杆外露环套固定连接，绳卡间 距 510cm，固定后绳端留长度不小于 20cm 的自由尾绳。纵横向支撑绳安装好后形 成 4.5m4.5m 网格。 5.2.1.1.6 铺挂格栅网 从上向下铺挂格栅网，格栅网间重叠宽度为 10cm，两张格栅网间的缝合以及格 栅网与支撑绳间用 1.5 铁丝进行绑扎，当坡度小于 45时，绑扎点间距不得大于 2m, 当坡度大于 45时，绑扎点间距不得大于 1m。 5.2.1.1.7 铺挂钢绳网 在各挂网单元内顺序铺挂钢丝绳网，同时用 8 的缝合绳将钢丝绳网与支撑绳 或相邻网块边沿进行缝合连接并张紧，缝合绳两端头叠置不小于 50cm 的长度，两绳 端各用两个绳卡与钢丝绳网固定连接。 5.2.2 SNS 被动防护系统施工工艺操作要点被动防护系统施工工艺操作要点 5.2.2 .1 测量放线与基坑开挖 用全站仪测放出 SNS 被动防护网的走向及基座基础位置，并用白灰进行标示， 然后人工开挖基坑。对覆盖层不厚的地方，当开挖至基岩而尚未达到设计深度时， 则在基坑内的锚孔位置钻凿锚杆孔，待锚杆插入基岩并注浆后方可浇筑基础。 5.2.2 .2 基座基础混凝土浇筑 基座地脚螺栓安装并与锚杆焊接牢固后方可浇筑基础混凝土。每个基座的四根 地脚螺栓间的纵横间距误差不大于 5mm。地脚螺栓锚杆孔深误差不大于50mm。地 脚螺栓与基座面垂直，偏斜误差不得大于 3。 6 5.2.2 .3 基座安装 安装基座的基础顶面平整，一般不高出地面 5cm。以使下支撑绳尽可能紧贴地 面，基座安装时必须使其挂座朝向坡下。将基座套入地脚螺栓并用螺帽拧紧。 5.2.2 .4 钢柱及拉锚绳安装 将钢柱竖立固定在基座上并用连接螺杆拧紧。通过上拉锚索调整钢柱方位满足 设计要求，拉紧上拉锚绳并用绳卡固定。拉锚绳绳端用不少于 4 个绳卡固定。上拉 锚绳上的消能环距钢柱顶 0.5m1m。 5.2.2 .5 上支撑绳安装 支撑绳端穿入挂座并用不少于 4 个绳卡固定，其余同一位置处的两根支撑绳采 用一根穿入挂座内、一根用两个绳卡固定悬挂于挂座外侧的交错布置方式，且同一 根支撑绳在两相邻位置处也内外交错穿行。上支撑绳一端向下绕至基座的挂座上用 绳卡固定。将上支撑绳的挂环置于端柱的顶部挂座上。在第二根钢柱处，用绳卡将 支撑绳固定于挂座的外侧。在第三根钢柱处，将支撑绳放在挂座内侧。如此循环安 装支撑绳在挂座的外侧和内侧，直到本段最后一根钢柱并向下固定至该钢柱基座的 挂座上，再用绳卡暂时固定。再次调整消能环位置，当确信消能环全部正确就位后 拉紧支撑绳并用绳卡固定。第二根上部支撑绳和第一根的安装方法相同，只不过是 从第一根的最后一根钢柱向第二根钢柱的方向反向安装而已，且消能环位于同一跨 的另侧（有消能环时） 。在距消能环约为 40cm 处用一个绳卡将两根上部支撑绳相互 联结。消能环位于离钢柱约 0.5m 处，同一侧为双消能环时，两消能环间相距 0.3m0.5m。 图 5.2-1 SNS 被动防护系统上支撑绳安装示意图 5.2.2 .6 下支撑绳安装 7 将第一根支撑绳的挂环挂于端柱基座的挂座上，然后沿平行于系统走向的方向 上调直支撑绳并放置于基座挂座的内侧，并将消能环调节就位，消能环距钢柱约 50cm，同一根支撑绳上每一跨的消能环相对于钢柱对称布置。在第二个基座处，用 绳卡将支撑绳固定于挂座外侧，如此循环安装支撑绳在基座挂座的外侧和内侧，直 到本段最后一个基座并将支撑绳缠绕在该基座的挂座上，再用绳卡暂时固定。检查 确定消能环全部正确就位后拉紧支撑绳并用绳卡固定。按上述步骤安装第二根支撑 绳，从反方向安装，且消能环位于同一跨的另一侧（有消能环时） 。在距消能环约 40cm 处用一个绳卡将两根支撑绳相互联结，如此在同一挂座处形成内侧和外侧两根 交错的双支撑绳结构。 图 5.2-2 SNS 被动防护系统下支撑绳安装示意图 5.2.2 .7 钢绳网安装 将钢绳网按组编号，并在钢柱之间按照对应的位置展开。用一根多余的起吊钢 绳穿过钢绳网上缘网孔（同一跨内两张网同时起吊） ，一端固定在一根临近钢柱的顶 端，另一端通过另一根钢柱挂座绕到其基座并暂时固定。用紧绳器将起吊绳拉紧， 直到钢绳网上升到支撑绳的水平高度为止，再用多余的绳卡将钢绳网与上支撑绳暂 时进行联结，同时也可以将钢绳网与下支撑绳暂时联结以确保缝合时更为安全，此 后起吊绳可以松开抽出。重复上述步骤直到全部钢绳网暂时挂到上支撑绳上为止， 并侧向移动钢绳网使其位于正确位置。将缝合绳按单张网周边长的 1.3 倍截短，并 在其中点做上标志。钢绳网的缝合从系统的一端开始，先将缝合绳中点固定在每一 张网的上缘中点。从中点开始用一半缝合绳向左逐步将网与两根支撑绳缠绕在一起， 直到用绳卡将两根支撑绳联结在一起的地方之后，将缝合绳从挂座的内侧穿过，并 继续转向右缠绕不带消能环的一根支撑绳，直到联结两根支撑绳的绳卡为止。用缝 合绳将网与两根支撑绳缠绕在一起，直到跨越钢绳网下缘中点 1m 为止，最后用绳卡 8 将缝合绳与钢丝网固定在一起，绳卡应放在离缝合末端约 0.5m 的地方。缝合绳的另 一半从网上缘中点开始向右缝合，直到与另一张网交界的地方转向下缠绕，最后使 左右侧的缝合端头重叠 1m。缝合绳两端重叠 1.0m 后各用两个绳卡与钢丝绳网固定。 图 5.2-3 SNS 被动防护系统钢绳网安装示意图 5.2.2 .8 格栅网安装 格栅网铺挂在钢绳网的内侧（即靠山坡侧） ，叠盖钢绳网上缘并折到网的外侧 15cm，用扎丝将钢绳网与格栅网联结在一起。格栅网底部应沿斜坡向上敷设 0.5m 左 右，为使下支撑绳与地面间不留缝隙，用一些石块将格栅网底部压住。每张格栅网 之间重叠宽度为 10cm。用扎丝将格栅网固定到钢绳网上，每平方米固定 4 处。 6.6.材料与设备材料与设备 SNS 柔性防护系统分区分段进行安装，所需材料及机具设备见表 61、表 62。 表表 61 SNS 主动防护系统施工材料配置表主动防护系统施工材料配置表 序号材料名称规格型号备注 1 SNS 主动网 GPS2 抑制岩石崩塌、风化剥落和溜坍 2 普通硅酸盐水泥 P.O42.5R 用于拌制锚杆砂浆 3 机制砂中砂用于拌制锚杆砂浆 表表 62 主要施工机具设备配置表主要施工机具设备配置表 序号序号设备名称设备名称型号及规格型号及规格单单 位位数数 量量备注备注 1全站仪TCR802台1 9 2手风钻YT28台6 4活塞式空气压缩机W-3.5/5台2 5灰浆搅拌机JW180 型台1 6锚杆专用注浆机GS20E台1 7高速砂轮切割机HQ403台2 9双钩紧线器XHJ1077根8 10手拉葫芦HSC 型个6 11钢丝钳把6 12活络扳手型个8 13电动卷扬机JM-3台1 作为垂直运输架空 索道牵引设备 14混凝土搅拌机350 型台1 15插入振捣器ZP25 型台4 7.7.质量控制质量控制 7.1 建立施工质量检查机构，每班均有技术员现场值班监督检查，执行“三检 制度” ，确保每道工序符合质量要求。 7.2 编写 SNS 柔性防护系统施工方案措施，报送监理审批，依据正式施工图纸 及经监理工程师审批同意的施工方案措施向技术管理人员和作业人员进行技术交底。 7.3 严把原材料、半成品检验试验关。用于工程实体的原材料、半成品等进场 后，试验室负责检验、试验，并把检验结果上报监理工程师。 7.4 SNS柔性防护系统施工完后，先进行内部“三检” ，内部“三检”合格后， 并且每道工序已按要求进行了验收，准备齐全验收资料，报请监理工程师验收。 8.8.安全措施安全措施 8.1 施工前应给作业人员进行安全技术交底，对作业人员进行安全教育，增强 其安全意识和自我保护能力。 10 8.2 进入施工区的所有人员必须正确佩戴安全帽、防尘口罩等防护用品，高处 作业要系好安全带。 8.3 操作人员应经过专业培训，并经考试合格后方可上岗操作。 8.4 风管与手风钻对接时，应先将管内异物吹净，再进行连接。 8.5 钻孔开孔时，风门应开小，把钎的人应戴保护眼镜。开钻时，检查周围应 无不稳定的岩石，操作人员两脚应前后侧身站稳。钻孔完毕，所有机具和风水管应 放到安全的地方。 8.6 施工过程中应定期检查电源线路和设备的电器部件，确保用电安全。 8.7 搅拌机安置要平稳牢固，传动部分的防护罩要完善可靠。 9.9.环境保护措施环境保护措施 9.1 施工生产废水处理措施施工生产废水处理措施 施工区钻孔灌浆产生的废浆在施工区设置废浆处理池，处理后的废浆运到弃渣 场，并及时掩埋，防止流失污染环境。 9.2 施工区粉尘与废气控制措施施工区粉尘与废气控制措施 施工作业产生的粉尘，除作业人员配备必要的防尘劳保用品外，采取防尘措施， 防止灰尘飞扬，使粉尘公害降至最小程度。锚杆造孔时采用湿法作业，使钻进时不 起尘。 9.3 施工区噪声控制措施施工区噪声控制措施 加强设备的维护和保养，保持机械润滑，达到减少噪声的目的，振动大的机械 设备使用减振机座降低噪声，各种动力机械设备暂时不用时应关闭发动机；采取必 要的预防措施保障职工的听力健康，如给施工作业人员配备耳塞、耳棉等可靠的防 护措施；采用移动式电动空气压缩机。 9.4 施工区垃圾处理措施及卫生管理施工区垃圾处理措施及卫生管理 施工垃圾分类堆放，合理利用，对不可利用的及时外运。安排专人定期清运生 活垃圾。 10.10.效益分析效益分析 10.1 SNS 防护系统组成部件垂直运输采用简易索道运输，既降低了施工费用， 又加快了施工进度。 11 10.2 本工法与传统的施工方法相比，克服了刚性防护施工中诸多弊端，采用积 木式安装方式，使安装设备、工程材料、施工人员充分减少，因而缩短了施工工期 和降低了施工费用。 10.3 SNS 被动防护系统与刚性拦截和浆砌石挡墙相比，改变了原有施工工艺， 使工期和资金得到减少。 10.4 SNS 主动防护系统在材料的设计上考虑了易于安装，即用最少量的锚杆和 最少量的开挖来实现最快速简便的施工安装，使得施工安装和维修人员仅需要少量 常规机具即可进行系统的安装、维修和部件更换，其综合效益显著。 11.11.应用实例应用实例 11.1 SNS 柔性防护系统在泸定水电站厂房边坡防护中的应用柔性防护系统在泸定水电站厂房边坡防护中的应用 泸定水电站位于四川省甘孜藏族自治州泸定县境内，为大渡河干流水电梯级开 发的第 12 级电站，上距康定县成约 44km，下距泸定县城约 2.5km，泸定水电站厂 房为地面厂房。泸定水电站厂房边坡开挖与支护工程由中国水利水电第十四工程局 有限公司承建。 泸定水电站厂房后坡 1350m 高程以上多为裸露基岩，谷坡险峻，局部为峭壁， 山体较高，达 400m，岩石强风化，裂隙发育，岩体破碎，存在安全隐患，因此对厂 房后边坡开口线以上危岩体采用 SNS 主动防护网进行防护，主动防护网型号 GPS2，防护区域共四个，铺设 SNS 主动防护网共计 18812.25，其中 A 区铺设 10712.25、B 区铺设 3098.25、C 区铺设 2814.75、D 区铺设 2187；并在厂 房后边坡开口线以外（距开口线 2m 左右）设置 SNS 被动防护网，被动防护网型号 为 RX-050，被动防护网总面积为 2850。 泸定水电站厂房后边坡上 SNS 柔性防护系统施工完后，经受了四川汶川“5.12 大地震”的考验，其防护效果得到了很好的体现。 SNS 柔性防护系统在泸定水电站厂房边坡防护工程中运用是成功的，其施工速 度快，施工质量控制较好，为厂房边坡安全快速施工创造了条件。 11.2 SNS 柔性防护系统在大岗山水电站左岸公路边坡防护中的应用柔性防护系统在大岗山水电站左岸公路边坡防护中的应用 大岗山水电站坝址位于四川省大渡河中游上段雅安市石棉县挖