高速公路高边坡防护中张口式帘式网的应用分析
郭娟
【摘? 要】近些年来，随着我国交通运输事业的不断发展，人们对于高速公路的安全性要求也越来越高。在这种背景下，高速公路要想提高运输效率，提升人们出行的安全性，首先就要充分重视高边坡的防护工作，充分应用先进的技术手段来有效解决边坡防护过程中存在的问题。为此，论文主要针对高速公路高边坡防护中张口式帘式网的应用进行了深入的分析与研究。
【关键词】高速公路;高边坡防护;张口式帘式网;应用分析
【Abstract】In recent years， with the continuous development of transportation in China， people have put forward higher and higher requirements for highway safety. In this context， in order to improve the transportation efficiency and improve the safety of people's travel， the highway must firstly pay full attention to the protection work of high slope， and fully apply advanced technical means to effectively solve the problems existing in the process of slope protection. Therefore， this article mainly analyzes and studies the application of opening curtain net in the high slope protection of expressway.
【Keywords】highway; protection of high slope; opening curtain net; application analysis
1 引言
张口式帘式网所主张的理念是“防”与“引导”相结合，其在高速公路实际运营过程中，充分发挥了其独特的防治高邊坡浅表病害的效果。同时，高边坡浅表落石在滚落的过程中，张口式帘式网可以对其产生有效的引导、约束与阻滞作用，从而有效防止意外事故的发生。
2 张口式帘式网的优势
与传统防护网相比，张口式帘式防护网的“固定”与“拦截”设计截然不同，张口式帘式防护网的防护理念主要以引导、衰耗以及控制为主，因此其在实际应用期间可以有效控制落石运动的轨迹与下落的速度。同时，“引导”可以将落石引导至预先设定的收集区域[1]。这种技术不仅具备施工速度快、安全性高以及维修简便等特点，同时也能够用于落石灾害的治理。
张口式帘式网主要是利用上部开口部分对山体落石进行拦截，并将其送至下部移动部分，这在有效防护潜在危石的同时也能够进一步缩减防护网的防护面积。另外，由于张口式帘式网的材料具备较强的抗腐蚀作用，因此其十分适用于部分气候湿润的山区，可以进一步延长其防护时间。
3 案例概述与防护方案设计
3.1 案例概述
某山区高边坡 K2158+010～K2158+190 段，其主要是经人工开挖爆破后而形成的边坡。该边坡坡度较陡，坡面岩石呈现出被切割后的块状，且植被稀疏，同时局部坡面已经形成厚度为2～3m 的破碎岩石堆积层。该斜坡的结构类型主要为碳酸盐岩反向斜坡，其岩性成分主要为可溶性灰岩。由于坡表岩体长时间受降雨与风化剥蚀作用的影响，极易形成落石危岩，因此要针对此种情况实施有效的防护。
3.2 防护方案设计
3.2.1 危岩落石分析
应用三维激光扫描技术，针对该段高边坡实施三维建模，在模型中落石风险较大的地区选取一个较为典型的区域断面进行落石的模拟计算，见图 1。再利用Rackfall 软件对该段边坡的落石运动状态、速度以及冲击能量进行全面分析与模拟，以此来为边坡防护方案的设计提供有价值的参考依据。
在落石模拟分析计算中，落石的水平与竖向初速度均为 0m/s;斜面顶部是其初始位置。计算可知，落石的密度与半径分别为 2500kg /m3、 0.576m，落石的重量大约为2000kg;总跌落次数为 1000 次。
3.2.2 设计方案
根据落石模拟分析的计算可知，边坡坡顶的危石在滚落过程中所产生的最大冲击能量与最大冲击速度分别为700kJ、 2.9m/s。且落石最终的落点大部分位于高速公路所涵盖的范围内[2]。当落石滚落到高速公路线的边缘区域时，其弹跳高度大约在 1～ 2.9m之间，其所产生的冲击能量大约为300 ～ 800k J，冲击速度可以达到 15 ～ 24m/s。基于此，初步制定在距离边坡40m 高度的坡面过渡段，张挂LZ - 100 型张口式帘式网（高 5m，防护宽度160m，防护平均高度35m），防护区域断面图见图2。
4 张口式帘式网在高速公路高边坡防护中的应用分析
4.1 施工放线
①在钢柱基础上进行施工放线时，要尽量确保每一个钢柱基础位置均处于同一等高线上。在一般情况下，钢柱间距设为10m，这就要求施工人员依据施工现场的实际情况，可以在1m 范围内对钢柱间距进行适当的调整。②在正常情况下，上拉绳锚孔放线主要位于两根钢柱之间，其左右位移均不可以超出1m，详细示意图见图3 。
4.2 基础施工
①钢柱基础的位置要尽量选择在质地较为坚硬的岩石上，施工人员就可以直接在岩石上进行钻凿锚孔。与此同时，若钢柱基础位置部分存在覆盖层，施工人员就要根据相关技术标准来合理开挖覆盖层[3]。在此期间，若覆盖层的厚度大于1m时，人工开挖的深度也大约为1m，接着利用地脚螺栓对其进行校正，最后利用混凝土对地脚螺栓以及基座基础进行浇筑。②上拉锚杆孔要优先选择在质地坚硬的石头上，尽可能避开松散的软土与孤石，同时也要确保孔与坡口保持一定的距离。③下排锚杆钻孔与坡面要形成一个75°～80°的夹角，且锚杆端头与坡面预留 0.5m的距离，详细情况见图4。
4.3 安装钢柱、锚杆和上拉绳
①施工人员在安装上拉绳与钢柱的过程中，首先，要将上拉绳的一端从钢柱柱头绳孔穿过，并利用绳卡进行固定，接着要把上拉绳的另外一端从与其对应的上拉锚杆穿过，同样利用绳卡实施暂时性的固定[4]。其次，要规范安装钢柱，并对其角度进行适当调整。最后，将上拉绳张紧，并利用绳卡进行固定。②在安装锚杆时，要将锚杆与锚头弯头端部牢固焊接到一起，同时锚杆要安装在焊接处朝上的位置。
4.4 安装上部拦截区
①钢柱位置处的跨中间环形网间与环形网间的缝合卸扣要分别采用单向缝合与双向卸扣缝合的方式。②次支撑绳要有序依次地穿过环形网最下部分的各环，并在其两边安装消能装置，最后将其固定在锚固点的两边。
4.5 安装纵向主拉绳及下支撑绳
首先，要利用绳卡把纵向主拉绳的一端牢牢固定在上支撑绳[5];其次，要把纵向主拉绳的末端牢牢固定在下支撑绳上;最后，利用规格相同的绳卡将其末端再实施固定，具体图示见图 5。
4.6 铺挂金属网及缝合
在大部分情况下，双绞六边形网均均匀铺挂在靠近山体的缠绕型环形网内侧，其中，每一张双绞六边形网的连接位置处的覆盖厚度不能低于10cm。
4.7 安装纵横向拉绳
在纵横向拉绳安装的过程中，首先，要将纵向次拉绳的上部紧密固定在上支撑绳，或者也可以将其固定在锚固点上，纵向次拉绳的下部要固定在下支撑绳上，其中需要注意的是，纵向拉绳不需要张紧[6]，同时在横向拉绳的安装过程中，横向拉绳一定要先穿过金属网片，各个穿孔之间的间距要保持在1～2m之间。另外，对于长度大于 50m 的横向拉绳，要在其中间部分分段设置缓冲绳环，以此来进一步确保张口式帘式网的牢固性。
5 结语
总而言之，相关部门要充分重视高速公路高边坡浅表病害的防护工作，合理应用张口式帘式网，以此来确保运营高速公路过往车辆的安全，并在最大程度上减少防护施工对正常交通造成的影响。从根本上起到高边坡病害的防治作用。
【参考文献】
【1】王继军，王焕妮.高速公路路堑高边坡应力状态与防护[J].四川建材，2019，45（07）：146-147.
【2】楊小珠.湄潭至石阡高速公路路基高边坡锚固防护的施工控制[J].交通世界，2019（12）：48-49.
【3】熊勇.浅谈高边坡防护工程的勘察设计与施工[J].黑龙江交通科技，2019，42（03）：36-37.
【4】龚放，白志勇.秀松高速公路路堑高边坡应力状态与防护措施研究[J].公路工程，2018，43（06）：151-156.
【5】胡倩.山区高速公路边坡防护措施及其适用性分析[J].黑龙江交通科技，2018，41（08）：55-56.
【6】刘涛，冯小军，李矗.某高速公路高边坡防护工程的设计方法及其应用[J].灾害学，2018，33（S1）：130-133.
