SNS柔性防护系统施工工法.docx
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SNS柔性防护系统施工工法
SNS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
二○○九年二月
审查：
和孙文
校核：
杨元红徐萍王来所
编制：
刘士诚刘六艺张述毕胡传安
黎文海王云马增翼郗启松
张富家陈慧君毕绍兴张飞
目录
1.前言1
2.工法特点1
2.1SNS主动系统的特点1
2.2SNS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
11.1SNS柔性防护系统在泸定水电站厂房边坡防护中的应用11
11.2SNS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
11.3SNS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
SNS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.前言
SNS（SafetynettingSystem）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.工法特点
2.1SNS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。
2.2SNS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；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.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.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4－1（a）。
图4－1（a）SNS主动防护系统结构图
图4－1（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4－2。
图4－2SNS被动防护系统结构图
5.施工工艺流程及操作要点
5.1施工工艺流程
5.1.1SNS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5.1－1。
图5.1－1SNS主动防护系统施工工艺流程
5.1.2SNS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5.1－2。
5.2工艺操作要点
5.2.1SNS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5.1－2SNS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5cm～10cm，孔径不小于φ42。
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φ35的锚孔内，形成人字形锚杆，两股钢丝绳间夹角为15°～30°，以达到同样的锚固效果，当局部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0.6m×0.6m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2～4个绳卡与锚杆外露环套固定连接，绳卡间距5～10cm，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4.5m×4.5m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φ1.5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φ8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。
5.2.2SNS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°。
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0.5m～1m。
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0.3m～0.5m。
图5.2-1SNS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
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5.2-2SNS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5.2-3SNS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.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6－1、表6－2。
表6—1SNS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6—2主要施工机具设备配置表
序号
设备名称
型号及规格
单位
数量
备注
1
全站仪
TCR802
台
1
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
HQ－40－3
台
2
9
双钩紧线器
XHJ1077
根
8
10
手拉葫芦
HS－C型
个
6
11
钢丝钳
把
6
12
活络扳手
Ⅱ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.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。
7.4SNS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.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。
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.环境保护措施
9.1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
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.效益分析
10.1SNS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。
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。
10.3SNS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。
10.4SNS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.应用实例
11.1SNS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。
11.2SNS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角乡境内，为大渡河干流规划的22个梯级的第14个梯级电站。
电站地下厂房的两条主要通道厂房进风洞及尾调交通洞由中国水利水电第十四工程局有限公司承建。
厂房进风洞及尾调交通洞位于左岸S211省道边，洞口边坡陡峻，坡面松动块石多，分布广，下部S211省道是施工主干道，交通流量大，存在安全隐患。
为保证洞口边坡下面人员设备安全，施工期在坡面随机设置了主动防护网，下部设置被动防护网，总面积为2200㎡。
大岗山水电站厂房进风洞及尾调交通洞边坡上SNS柔性防护系统设置后，在四川汶川“5.12大地震”中，边坡滚石被有效控制，主动网控制了滚石的发生，被动网有效拦截了下落滚石，其防护效果得到了很好的体现。
SNS柔性防护系统在大岗山水电站左岸低线公路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，消除了洞口边坡滚石隐患。
11.3SNS柔性防护系统在小湾水电站左岸边坡防护工程中的应用
小湾水电站位于云南省西部南涧县与凤庆县交界的澜沧江中游河段，在干流河段与支流黑惠江交汇处下游1.5km处，系澜沧江中下游河段规划八个梯级中的第二级。
小湾水电站工程属大
（1）型一等工程，永久性主要水工建筑物为一级建筑物。
小湾水电站左岸EL.1380危险源及F5沟危险源边坡工程由141联营体承建。
小湾水电站左岸EL.1380危险源、F5沟危险源边坡大多为裸露风化岩石，坡陡峻峭，山体边坡较高，高达千米，裂隙发育，岩体破碎，危及上缆机平台公路及整个坝基施工安全，为此，在上缆机平台公路上采用明洞方案解决公路安全，并在明洞顶设置SNS被动防护网进行防护，铺设SNS被动防护网共计2302m2，SNS柔性防护系统施工完后，经近四年的有效使用，其防护效果得到了很好的体现，成功解决了边坡安全问题。
充分说明SNS柔性防护系统在小湾水电站左岸边坡防护工程中运用是成功的，其施工速度快，施工质量控制好，为坝基安全快速施工创造了有利条件。
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