会员中心
咨询电话:13980826288
     13880699934
解决方案

SNS防护系统的工程特点

| 更新时间:2014.02.28    查看次数:3368

一项工程技术是否为市场所接受并成为市场的主流产品,这要取决于该技术的可行性和可靠性,同时还取决于它自身所具有的工程的适应性、施工安装的便捷性以及相对的经济性。SNS防护系统从研发思路上有别于传统的刚性防护结构,它利用柔性网的易铺展性和金属材料的高防冲击能力,来实现对坡面地质灾害的防治,从结构形式上实现了轻型化,同时充分利用技术成熟、性价比良好的金属涂层防腐技术,对系统中重要受力构件钢丝绳和钢丝采用热镀锌或锌铝合金涂层工艺进行处理,确保系统具备较长的防腐工作寿命,因此,它不仅具备以圬工为代表的传统方法对坡面地质灾害的防治功能,而且还具有其他方面的优势。



  一、良好的工程适应性 



  SNS防护系统在中国几千例的工程实践中,常常因其新颖的防护形式和良好的工程适应性,在传统的边坡防护工艺无法或者很难实施的工程防护中解决棘手的防护难题,发挥独到的防护效果。SNS防护系统的工程适应性体现在下述几点。



1、柔性和整体性


  SNS防护系统的首要特征就是其主要构件及系统具有足够的柔性,这对边坡加固系统来说十分重要。作为主要使用在边坡上的一种防护技术,由于边坡地形的复杂多样性,这就要求各种构件的安装必须能很好地适应这种复杂的环境,否则会带来实施困难或实施成本增高的问题,有时甚至不得不部分牺牲其防护功能。目前SNS防护系统所采用的各种金属编织网均具有良好的易铺展性,即使是在要求紧贴坡面的边坡加固系统中,它也很容易实现在凹凸不平坡面的安装。


  SNS防护系统还有一个重要的特点是在承受荷载作用时系统整体的受力,它强调系统的整体性而非单一构件的性能。在系统结构方面,SNS防护系统是由多构件组合而成的结构体系,其主要受力构件采用特定形式的金属柔性网,配合柔性钢丝绳锚杆、支撑绳、拉锚绳、缝合绳的采用,以及被动防护系统中钢柱与基座间的活动铰接方式等的应用,保证了整个系统的柔性匹配,从整体上成为高强度柔性结构。从力学功能需要考虑,柔性结构具有“以柔克刚”的优势,这在被动防护系统中表现得尤为突出,同时,柔性防护系统具有非常好的荷载扩散传递功能,能够避免过多和过大的局部应力集中,通过系统整体功能的充分调动,实现“局部受载,整体作用”的防护效果。


  由于系统采用积木式的组合安装来构筑其结构,各种半成品化的功能构件在现场进行积水式安装时就有了一定的灵活性,它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之初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作一定幅度的调整。


2、美观与环保


  近年来随着我国经济的高速发展、人们生活水平的不断提高,人们对环保的要求也越来越高。在边坡地质灾害防治领域,过去由于经费和技术水平有限,治理理念只是注重对灾害的防治,而很少关注工程行为对环境的破坏。如今,在环保观念深入人心的时代,工程技术措施的环保性要求已成为工程设计与施工中不可或缺的组成部分。与传统的均工防护措施比较而言,柔性防护系统在这方面具有下面一些优势特征:
                       

  柔性防护系统具有开放性,因而在工程实施时不仅保护了原有植被及其生长条件,同时也未改变原有的地下水循环系统,对既有地貌起到了良好的保护作用,这不仅使得既有坡面植被可以继续的自然生长发育,同样对无绿化坡面也保留了进行后期二人工绿化的条件。


  柔性防护系统工程措施具有相当的环保性,具体体现为两方面:一是所用的系统材料基本上不发生分解和老化,不会对大气、土壤和地下水环境造成污染,而少量使用的基础混凝土或砂浆可能对环境带来影响,但这个影响的程度十分轻微;二是工程施工过程中对环境造成的破坏很小,在这方面,柔性防护系统具有良好的地形适应性,它的实施不需要对坡面进行额外开挖、削坡,从而对既有地貌和坡面植被具有良好的保护作用。所以,柔性防护系统的环保优势主要体现在工程应用中对环境造成的破坏最小化。


  柔性防护系统的景观效果也相对较好。从工程美学的角度来讲,工程景观自然化是一个认识统一的、美的标准。当为了边坡安全必须采取某种工程措施时,柔性防护系统就能尽可能地保护自然景观,将工程治理与环境保护和改造融为一体。当然,任何一种工程措施都可能带来对原景观的视觉干扰,但由于柔性防护系统结构小型化及具有的开放性,其通透性视觉效果将对带来的视觉干扰尽可能地减小。


3、特殊环境的适应性


  由于边坡防护工程实施地点大多处于野外偏远地区,需治理的坡面高矮不一,坡度或陡或缓,坡面地形地貌凹凸有别、千奇百怪,加之比类工程的施工条件相对较差,因而对防护工艺的适应性也提出较高的要求。


  对于高边坡的防护,一般不宜采用消削边坡的处理方式,因为那样产生的土石方工程量将十分巨大,会对工程的工期和造价造成很大的影响;也不宜采用需要搭设脚手架作施工平台的防护工艺,如喷射混凝土、大孔径钻机成孔,否则因为脚于架搭设而产生的工程措施费用很大,工程工期也将因此延长,特别是那些坡脚不具备脚手架搭设条件的边坡如河岸等更是难以实施。柔性防护系统具有很好的坡面适应性,实施过程中坡面清削的工程进仅限于危及施工安全的坡面危石,而系统标准设计采用的锚杆长度一般不超过3 m,锚杆孔径也仅为42mm,施工时用小型风钻即可完成锚杆成孔工作,兼顾系统材料在坡面运输和安装的快捷,柔性防护系统的高空作业通常采用安全绳作牵引和防护,省去了脚手架等施工辅助措施,节约了施工成本。



  对于坡度较陡的边坡防护工程,除需考虑施工措施之外,还应考虑防护工艺的适用性。当坡度非常大时,由于传统防护工艺中常常采用的砂浆、混凝土具有一定的流动性,故在其硬化周期内很难有效固结于坡面上,而柔性防护系统采用金属网进行坡面加固或对落物进行拦截的防护思路最大程度地缩减了坡面施工中的土建工作量,克服了传统防护工艺中的此类弊端。另外,对于一些倒悬边坡(坡度大于90°时),在坡脚不具备支顶基础而又无法进行削坡时,柔性防护系统就成为唯一可以选择的防护工艺。


  对于一些工程地质非常差的边坡,如青藏高原地区的公路边坡就大量存在典型的土夹石地质状况,坡面土石体呈松散的堆积状,极易发生溜坍、落石等坡面地质灾害,如采用削坡处理,则土石方工程量将非常大,同时坡面在人为扰动时容易发生牵引式滑坡,带来很大的安全隐患。经过多年的治理,在对多种防护工艺的综合比较之后,工程界一致认为,此类边坡最好的防护方式就是采用柔性防护系统进行表面加固,即通过系统对坡面施加一定的预应力来提高坡面单块危石的安全系数,从而达到全坡面的稳定。


  近年来,我国饱受各种自然灾害的侵袭,为最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最为常见。抢险工程的最大要求就是快捷有放,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专用品之一。



  二、施工安装的便捷性



  边坡地质灾寄通常都具有随时间演进性恶化的特征,在进行灾害治理时宜尽可能快地控制灾害问题的进一步发展和恶化,避免治理滞后可能带来的防护工程量增加,或者在还没有来得及治理时灾害就已经发生的情况,这种迫切性在地质灾害抢险治理工程中尤为突出,这就要求防护工程必须尽早、快捷实施。柔性防护系统在这方面具有明显优势。


  首先,柔性防护系统的结构安装非常快捷。经过多年的摸索和发展,柔性防护系统如今已基本完成了它的标准化和定型化工作。一项技术的标准化首先便于设计、使用和提供者之间的相互交流,其次也便于对技术及其产品功能和质量优劣的评价。对一种非成品性的产品来讲,如果其使用时的结构和装配形式未加以固定,那么其设计和采用都将存在诸多的不便。如果每一个设计都要针对不同的防护需求进行设计计算和构件选用,并且还要对构件组合后的整体功能加以验证的话,对于简单的单一构件结构来讲或许是可行的,但对于由不同功能性构件组合而成的柔性防护系统来讲,就显得过于复杂了。柔性防护系统各型产品通过产品


构件及其组装方式的定型,使得设计工作简单化为一种基于计算的选型工作,而施工安装过程也变成构件明确、结构形式清晰的积木式安装,在其施工过程中现场加工环节少,需要投入的机具数量也小,整个系统安装的效率相对其他工艺都非常高。


  其次,柔性防护系统的基础施工也非常快捷。坡面地质灾害防护工程多为高山峡谷区内高陡边坡上的野外商空作业,作业环境一般都非常恶劣,这就要求防护工程的实施必须快速而方便。柔性防护系统具有良好的地形适应性,因此柔性防护系统在实施时相对于传统工艺省去非常费时的清坡工序,从而大大节省了施工时间。柔性防护系统具有独特的防护原理,它以锚杆或混凝士基座作为系统主要的固定方式,借力御力,实现其防护功效。对于各种锚杆,除非特殊工程需要,系统的标准配置一般都为手持式轻型凿岩机能够完成钻孔作业的短锚杆锚固方,式而对于被动防护系统中主要起定位作用的基座基础,其工程量相对也非常小。因此,柔性防护工程基础部分的士建施工工程进也降到了很低,其施工也能够快速完成。


  再次,柔性防护系统施工作业的快速化还因为它具有施工干扰小这一特性。柔性防护系统的柔性和施工布置时的灵活性带来了对各种复杂的地形地貌最大限度的适应性,这样既尽可能降低或避免了采用其他工艺时因坡面开挖而造成的对边坡稳定性的危害,同时也减小了对同一工作面上其他作业工种和周边建筑物正常运营的干扰。在大型基建工程中,采用坡面柔性防护工程时,可以同步或超前于防护工作面以下的主体工程进行施工,即进行平行作业或逆作法施工,从而实现工程总工期的缩减。另外,大量的工程实践告诉我们,既有工程的边坡灾害问题如在建设期未能得到及时治理,常常会因灾害威胁的升级而不得不在工程运营期间进行后期治理。在这种情况下,防护工程的实施必须保证既有建筑物、道路和人员的安全,同时还要兼顾工程的正常运营,而柔性防护系统在这种情况下也具有相当优势。


  三、工程应用的经济性


  柔性防护系统相对其他坡面防护工艺,在材料成本上具有一定的优势。柔性防护系统各型产品均已定型化,即系统的各种构件均有固定的标准,它可以实现工广化的批量生产,这对产品质量控制是非常有利的,同时也降低了材料的生产成本,这也是工业社会对各种技术产品生产的必然要求。由于结构和构件的轻型化,使得材料易于搬运,物流成本也有效降低。


  柔性防护系统相对其他坡面防护工艺,在施工安装费用上也有相当的优势。由于柔性防护系统实施时,不需要做过多的开挖清削,相对其他防护工艺省去“清坡”这道工序,因此工程土石方的工程量将大幅度降低,同时工期也将大大缩减。在柔性防护系统基础工程的少


量土建工作中,锚杆如无特殊设计要求均为小孔径短锚,这样的锚孔施工仅需小型空压机配合风钻即可完成,避免了采用大型凿岩机钻凿深孔时对脚手架搭设操作平台的需要,即便是在被动防护系统中需要开挖固定基座的基础时,因基座要求的尺寸很小,现场土石方开挖的工程量也是非常少的。柔性防护系统构件出广之时已加工成为半成品,而系统结构和构件利用高强金属材料的质轻和易加工特点巳实现了轻型化,因此在进行系统安装时,现场只需投入少量简单化的机具,采取积木式部件组装即可完成系统的构筑,这样就缩短了防护工程的施工工期,降低了工程的施工成本,同时也实现了防护产品在使用过程中维护的简便化。另外,工作人员在进行系统安装时,绝大多数工作均可采用安全绳保护下的高空作业完成,而不用搭设钢管脚手架,这样就极大地加快了工程的施工进展,大幅度地节省了工程技术措施费用。总体来说,柔性防护系统是一项施工安装费用非常低的边坡防护工艺。


  另外,对于大型基建工程而言,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。



                                              
 摘自《SNS边坡柔性安全防护系统工程应用》