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摘要：青居船闸下引航道左侧边坡尽头属自然岩石边坡，坡面凹凸不平，节理较发育，加上长期受风化致使部分危岩破碎、裸露，可能存在落石、风化剥落、溜坍、溜滑或塌落等地质灾害。为了保证边坡稳定，避免地质灾害的发生，采用GPS2柔性防护网对该自然岩石边坡进行支护处理，处理后不仅达到预期的稳定边坡的作用，而且取得保护植被，美化环境的效果，实现了最佳的边坡防护和保护环境的目的。
关键词：船闸；引航道；GPS2柔性网；边坡支护
中图分类号：U641文献标识码： A
1 工程概述
四川华能青居水电站船闸枢纽工程位于四川省南充市高坪区青居镇境内的嘉陵江干流上，是嘉陵江水电开发规划苍溪至合川段十三级开发方案中的第十个梯级。船闸由船闸主体、引航道及导航建筑物组成。船闸下引航道左侧尽头边坡属自然岩石边坡，边坡坡度约53°，坡高97.46m，顺岸长46m，总面积约4000多m2。边坡组成基本为强风化泥岩、砂岩互层岩体，坡面上岩体差异风化严重、裂隙发育、破碎、裸露，植被稀少，再加上长期受风化可能存在落石、风化剥落、溜坍、溜滑或塌落等地质灾害。为了稳定边坡，避免地质灾害的发生，同时保护植被，采用GPS2柔性防护网对边坡进行支护处理。
2．处理方案的比较选择
青居船闸工程引航道边坡岩石主要为砂质粘土岩，夹薄层砂岩和泥质粉砂岩，属软质岩类，抗风化能力弱，总体岩层平缓，岩体较稳定，层间结合良好，少见软弱夹层、层间错动和层面张开现象。
在对工区地形和地质考察的基础上，为了保护基岩，保证边坡稳定，采用常规混凝土挂网喷护方案，对此永久性边坡进行喷锚支护，喷锚支护对边坡围岩的稳定性要求较高。下引航道左侧尽头边坡下左导0+138.6m ~下左导0+184.6m，高程为242.5~340.5m.属自然岩石边坡，坡面上岩体差异风化严重、裂隙发育、破碎、裸露，植被稀少，如果采用普通喷锚支护进行边坡处理，能够起到稳定边坡的作用，但是由于边坡地质地形条件不利于喷锚支护，喷锚支护所用的钢筋网在稳定边坡过程中起不到很好的作用；同时下引航道左侧边坡尽头属于高边坡，施工难度大；再次，少量植被也会造到破坏，不可避免的造成水土流失。鉴于此，经过业主、监理及施工技术人员决定，对此边坡采用GPS2柔性网进行支护处理。
GPS2柔性防护网防护系统在作用原理上类似于喷锚和土钉墙等面层护坡体系，但因其柔性特征能使系统将局部集中荷载向四周均匀传递以充分发挥整个系统的防护能力，即局部受载，整体作用，从而使系统能承受较大的荷载并降低单根锚杆的锚固力要求。此外，由于系统的开放性，地下水可以自由排泄，避免了由于地下水压力的升高而引起的边坡失稳问题；该系统除对稳定边坡有一定贡献外，同时还能抑制边坡遭受进一步的风化剥蚀，且对坡面形态特征无特殊要求，不破坏和改变坡面原有地貌形态和植被生长条件，其开放特征给随后或今后有条件并需要时实施人工坡面绿化保留了必要的条件，绿色植物能够在其开放的空间上自由生长，植物根系的固土作用与坡面防护系统结为一体，从而抑制坡面破坏和水土流失，反过来又保护了地貌和坡面植被，实现最佳的边坡防护和环境保护目的。
3柔性防护网防护系统施工
3.1参数选择
根据边坡地质地形特征，进行锚杆、钢绳、钢丝网及支撑绳设计，选择参数如下：
3.1.1锚杆
（1）锚杆：锚杆采用直径16mm的专用钢绳制作而成，保证单根杆体抗拔力不低于40kN,抗破断拉力不低于100kN；
（2）锚杆长度L=3m， 坡脚与坡顶两排锚杆长5m；
（3）锚杆倾角：一般近于垂直坡面，当栅格有悬空时，宜使锚杆与张紧后的栅格表面近于垂直；
（4）锚杆间距：锚杆间距取4.5m，在坡顶和坡脚的两排锚杆间距取2.0，根据地形锚杆间距有0.3m的调整量；
（5）锚杆孔：孔深应大于设计锚杆长度5～10cm，孔径不得小于50mm，比锚杆直径大12mm以上。
3.1.2钢绳网
（1）DO/08/300钢绳网：采用直径为8㎜的钢丝和十字卡扣编制而成，网孔菱形边长300mm，网块形状为正方形，单块面积4m×4m(或4m×2m)；编网十字卡扣必须保证其抗错动能力（两根相互交叉的钢丝绳，在交叉接点处用十字卡扣固定住后使一根钢丝绳沿受力方向滑出的最大拉力）不得小于5KN和大于8KN，抗脱落能力（两根相互交叉的钢丝绳，在交叉接点处用十字卡扣固定后，使两根钢丝绳沿其交叉面法线方向发生分离的最大拉力）不小于10kN。
（2）SO/2.2/50型格栅网。无纽结编制的铁丝格栅网网孔为50㎜×50㎜（根据落石直径一般为10～20㎝，最小直径6㎝）。
3.1.3支撑绳
纵、横向支撑绳分别为Φ12mm和Φ16mm的钢绳。
3.1.4缝合绳
根据DO/08/300钢绳网的边长, 每张钢绳网均用一根长约31m的Ф8缝合绳（钢绳）与支撑绳进行缝合并预张拉。缝合绳两端各用两个绳卡与钢绳进行固定连接。
3.2具体方法及施工工艺
边坡清理→定位造孔→锚杆作业→安装纵横支撑绳→格栅网铺设缝合→质量验收
3. 2.1 边坡清理
按自上向下的施工顺序，采用铁锄、铁铲人工清除崩塌区坡面上松动及处于临界状态的危岩、松散岩体，规整地形边界；对于小体积突石、尖石用钢钻打凿，需要时回填凹坑，以利于后续铺设格栅网工作；对清方掉下的大块石解小，避免冲击荷载过大，在滚落过程中造成坡面坡体因撞击而破坏；对局部人工难以清除的危岩体，采用随机锚杆锚固；尽量不破坏坡面上的植被，对于影响系统功能的个别灌木丛，则用铁铲铲掉其露出地面部分，保留树根。
3. 2.2定位造孔
3.2.2.1造孔
通过测量放线确定锚杆孔位，在孔间距允许的调整范围内，尽可能地在低凹处选定锚杆孔位；对非低凹处或不能满足系统安装后尽可能紧贴坡面的锚杆孔（一般连续悬空面积不得大于5m2，否则宜增加随机锚杆，随机锚杆采用2根直径为16mm、长3m的钢筋锚杆），应在每一孔位处凿一深度不小于锚杆外露环套长度的凹坑，一般口径20cm，深20cm（具体见代表性断面及A—A大样图）。孔深、孔径应该符合设计要求。当受到凿岩设备限制时，构成单根锚杆的两股钢绳可分别锚入两个孔径不小于35mm的锚孔内。形成人字形锚杆，两股钢绳间的角度为15°～30°，以达到同样的效果；当局部孔位因岩层松散而不能钻孔时可以采用尺寸不小于0.4m×0.4m的C15混凝土基础置换不能成孔的岩土段。
3.2.2.2成孔要求
（1）钻机：可用掌上型风钻；
（2）鉆进方式：采用无水钻进；
（3）钻孔顺序：采用连片顺序钻孔；
（4）钻孔直径：孔径应大于50mm以上，以确保灌浆充分；
（5）钻孔方向：钻孔方向与坡面不得与设计角度偏差±1°；
（6）钻孔速度：钻孔速度必须严格控制，不得高出钻机本身标准钻速的1%～2%，采用匀速钻进，以防止钻孔弯曲和变径，造成下锚困难；
（7）钻孔深度：钻孔深度不得浅于设计深度的110%；
（8）孔底要求：钻进达到设计深度之后，不能立即停钻，必须在停止进尺的情况下，稳钻1～2min，防止孔底端部尖灭，达不到设计锚固直径；
（9）钻孔孔壁：钻孔孔壁不得有粘土或粉砂滞留，必须清洗干净，清洗方法可先用高压风清孔，以保证锚杆能达到预定深度；
（10）成孔数目：每个边坡的最终成孔数目不得少于设计数目。
4. 2.3 锚杆作业
锚杆施工工艺流程见图1。
图1锚杆施工工艺流程图
3.2.3.1钻孔冲洗
通过定位造孔形成锚杆孔，将1英寸软管插入孔底，采用高压气对钻孔内的积水和岩粉进行吹洗。
3.2.3.2锚杆的锚固和注浆
（1）锚杆制作：①锚杆体的材料：锚杆体的材料严格按照设计要求的材料选用，所采用的材料具备国家法定单位或部门的合格证书及试验检测报告；②钢丝绳锚杆制作时将一根钢绳中点对折，在弯折处嵌入鸡心环，并用绳卡或铝合金套管固定形成一根一端带套环的锚杆。
（2）锚杆注浆：①在灌浆之前应对锚孔用风冲洗，并排尽残渣；②注浆时，注浆管应插至距孔底50～100mm，随砂浆注入缓慢匀速拔出。
（3）注浆材料：浆体材料强度等级不低于M30。
3.2.4安装纵横向支撑绳
将纵横支撑绳穿过锚杆外露环套（在锚杆弯折处嵌入鸡心环，并用绳卡或铝合金套管固定而形成的套环），用绳卡固定连接(支撑绳长度小于15m时为2个，大于30m时为4个，其间为3个)，具体见支撑绳按装示意图2。
3. 2.5格栅网和钢绳网的铺设缝合
从上向下铺挂网，栅格网间重叠宽度不小于5cm，两张栅格网间以及必要时栅格网与支护绳之间用直径为1.5mm的铁丝扎结，当坡度小于45。时，扎结点间距一般不得大于2m；当坡度大于45。时，扎结点间距一般不得大于1m；在栅格网上沿坡面按从上向下的方向铺设钢绳网并缝合，缝合绳为直径为8mm的钢绳，每张钢绳网均用一根长约31m(或27m)的缝合绳与四周支撑绳进行缝合并预张拉，具体见系统标准布置及缝合示意图3。
3.2.6质量验收
在GPS2柔性防护网施工过程中派遣专职质检员全过程、全方位认真、严格负责质量监督检查和各项检验工作，确保每一个环节、每一道工序达到标准，并做好质量检查记录和质量事故处理记录，初检合格后上報监理人员复检。
5结束语
边坡支护工程是水电工程中不可或缺的一部分，在工程中起到举足轻重的作用，做好边坡支护工程更是搞好工程的核心。青居船闸下引航道左侧尽头边坡属自然岩石边坡，岩体裸露、破碎、裂隙发育，坡面陡峭，边坡支护施工难度大，采用GPS2柔性防护网对边坡进行支护处理，实现了最佳的边坡防护和环境保护目的。通过运用GPS2柔性防护网进行边坡支护处理，同时与其他普通支护方法对比，GPS2柔性防护网在施工方法和处理结果中都有一定的优越性，不但稳定边坡效果好，而且施工方法简单，不破坏原有地形地貌，保护植被，避免水土流失；同时GPS2柔性防护网也存在材料价格较高的问题，往往会影响工程实施的经济性。总之，采用GPS2柔性防护网支护是高边坡支护工程的较佳选择，同时在青居船闸边坡支护工程中的应用为其在今后工程中的广泛应用和优化打下坚实的基础。
关键词：船闸；引航道；GPS2柔性网；边坡支护
中图分类号：U641文献标识码： A
1 工程概述
四川华能青居水电站船闸枢纽工程位于四川省南充市高坪区青居镇境内的嘉陵江干流上，是嘉陵江水电开发规划苍溪至合川段十三级开发方案中的第十个梯级。船闸由船闸主体、引航道及导航建筑物组成。船闸下引航道左侧尽头边坡属自然岩石边坡，边坡坡度约53°，坡高97.46m，顺岸长46m，总面积约4000多m2。边坡组成基本为强风化泥岩、砂岩互层岩体，坡面上岩体差异风化严重、裂隙发育、破碎、裸露，植被稀少，再加上长期受风化可能存在落石、风化剥落、溜坍、溜滑或塌落等地质灾害。为了稳定边坡，避免地质灾害的发生，同时保护植被，采用GPS2柔性防护网对边坡进行支护处理。
2．处理方案的比较选择
青居船闸工程引航道边坡岩石主要为砂质粘土岩，夹薄层砂岩和泥质粉砂岩，属软质岩类，抗风化能力弱，总体岩层平缓，岩体较稳定，层间结合良好，少见软弱夹层、层间错动和层面张开现象。
在对工区地形和地质考察的基础上，为了保护基岩，保证边坡稳定，采用常规混凝土挂网喷护方案，对此永久性边坡进行喷锚支护，喷锚支护对边坡围岩的稳定性要求较高。下引航道左侧尽头边坡下左导0+138.6m ~下左导0+184.6m，高程为242.5~340.5m.属自然岩石边坡，坡面上岩体差异风化严重、裂隙发育、破碎、裸露，植被稀少，如果采用普通喷锚支护进行边坡处理，能够起到稳定边坡的作用，但是由于边坡地质地形条件不利于喷锚支护，喷锚支护所用的钢筋网在稳定边坡过程中起不到很好的作用；同时下引航道左侧边坡尽头属于高边坡，施工难度大；再次，少量植被也会造到破坏，不可避免的造成水土流失。鉴于此，经过业主、监理及施工技术人员决定，对此边坡采用GPS2柔性网进行支护处理。
GPS2柔性防护网防护系统在作用原理上类似于喷锚和土钉墙等面层护坡体系，但因其柔性特征能使系统将局部集中荷载向四周均匀传递以充分发挥整个系统的防护能力，即局部受载，整体作用，从而使系统能承受较大的荷载并降低单根锚杆的锚固力要求。此外，由于系统的开放性，地下水可以自由排泄，避免了由于地下水压力的升高而引起的边坡失稳问题；该系统除对稳定边坡有一定贡献外，同时还能抑制边坡遭受进一步的风化剥蚀，且对坡面形态特征无特殊要求，不破坏和改变坡面原有地貌形态和植被生长条件，其开放特征给随后或今后有条件并需要时实施人工坡面绿化保留了必要的条件，绿色植物能够在其开放的空间上自由生长，植物根系的固土作用与坡面防护系统结为一体，从而抑制坡面破坏和水土流失，反过来又保护了地貌和坡面植被，实现最佳的边坡防护和环境保护目的。
3柔性防护网防护系统施工
3.1参数选择
根据边坡地质地形特征，进行锚杆、钢绳、钢丝网及支撑绳设计，选择参数如下：
3.1.1锚杆
（1）锚杆：锚杆采用直径16mm的专用钢绳制作而成，保证单根杆体抗拔力不低于40kN,抗破断拉力不低于100kN；
（2）锚杆长度L=3m， 坡脚与坡顶两排锚杆长5m；
（3）锚杆倾角：一般近于垂直坡面，当栅格有悬空时，宜使锚杆与张紧后的栅格表面近于垂直；
（4）锚杆间距：锚杆间距取4.5m，在坡顶和坡脚的两排锚杆间距取2.0，根据地形锚杆间距有0.3m的调整量；
（5）锚杆孔：孔深应大于设计锚杆长度5～10cm，孔径不得小于50mm，比锚杆直径大12mm以上。
3.1.2钢绳网
（1）DO/08/300钢绳网：采用直径为8㎜的钢丝和十字卡扣编制而成，网孔菱形边长300mm，网块形状为正方形，单块面积4m×4m(或4m×2m)；编网十字卡扣必须保证其抗错动能力（两根相互交叉的钢丝绳，在交叉接点处用十字卡扣固定住后使一根钢丝绳沿受力方向滑出的最大拉力）不得小于5KN和大于8KN，抗脱落能力（两根相互交叉的钢丝绳，在交叉接点处用十字卡扣固定后，使两根钢丝绳沿其交叉面法线方向发生分离的最大拉力）不小于10kN。
（2）SO/2.2/50型格栅网。无纽结编制的铁丝格栅网网孔为50㎜×50㎜（根据落石直径一般为10～20㎝，最小直径6㎝）。
3.1.3支撑绳
纵、横向支撑绳分别为Φ12mm和Φ16mm的钢绳。
3.1.4缝合绳
根据DO/08/300钢绳网的边长, 每张钢绳网均用一根长约31m的Ф8缝合绳（钢绳）与支撑绳进行缝合并预张拉。缝合绳两端各用两个绳卡与钢绳进行固定连接。
3.2具体方法及施工工艺
边坡清理→定位造孔→锚杆作业→安装纵横支撑绳→格栅网铺设缝合→质量验收
3. 2.1 边坡清理
按自上向下的施工顺序，采用铁锄、铁铲人工清除崩塌区坡面上松动及处于临界状态的危岩、松散岩体，规整地形边界；对于小体积突石、尖石用钢钻打凿，需要时回填凹坑，以利于后续铺设格栅网工作；对清方掉下的大块石解小，避免冲击荷载过大，在滚落过程中造成坡面坡体因撞击而破坏；对局部人工难以清除的危岩体，采用随机锚杆锚固；尽量不破坏坡面上的植被，对于影响系统功能的个别灌木丛，则用铁铲铲掉其露出地面部分，保留树根。
3. 2.2定位造孔
3.2.2.1造孔
通过测量放线确定锚杆孔位，在孔间距允许的调整范围内，尽可能地在低凹处选定锚杆孔位；对非低凹处或不能满足系统安装后尽可能紧贴坡面的锚杆孔（一般连续悬空面积不得大于5m2，否则宜增加随机锚杆，随机锚杆采用2根直径为16mm、长3m的钢筋锚杆），应在每一孔位处凿一深度不小于锚杆外露环套长度的凹坑，一般口径20cm，深20cm（具体见代表性断面及A—A大样图）。孔深、孔径应该符合设计要求。当受到凿岩设备限制时，构成单根锚杆的两股钢绳可分别锚入两个孔径不小于35mm的锚孔内。形成人字形锚杆，两股钢绳间的角度为15°～30°，以达到同样的效果；当局部孔位因岩层松散而不能钻孔时可以采用尺寸不小于0.4m×0.4m的C15混凝土基础置换不能成孔的岩土段。
3.2.2.2成孔要求
（1）钻机：可用掌上型风钻；
（2）鉆进方式：采用无水钻进；
（3）钻孔顺序：采用连片顺序钻孔；
（4）钻孔直径：孔径应大于50mm以上，以确保灌浆充分；
（5）钻孔方向：钻孔方向与坡面不得与设计角度偏差±1°；
（6）钻孔速度：钻孔速度必须严格控制，不得高出钻机本身标准钻速的1%～2%，采用匀速钻进，以防止钻孔弯曲和变径，造成下锚困难；
（7）钻孔深度：钻孔深度不得浅于设计深度的110%；
（8）孔底要求：钻进达到设计深度之后，不能立即停钻，必须在停止进尺的情况下，稳钻1～2min，防止孔底端部尖灭，达不到设计锚固直径；
（9）钻孔孔壁：钻孔孔壁不得有粘土或粉砂滞留，必须清洗干净，清洗方法可先用高压风清孔，以保证锚杆能达到预定深度；
（10）成孔数目：每个边坡的最终成孔数目不得少于设计数目。
4. 2.3 锚杆作业
锚杆施工工艺流程见图1。
图1锚杆施工工艺流程图
3.2.3.1钻孔冲洗
通过定位造孔形成锚杆孔，将1英寸软管插入孔底，采用高压气对钻孔内的积水和岩粉进行吹洗。
3.2.3.2锚杆的锚固和注浆
（1）锚杆制作：①锚杆体的材料：锚杆体的材料严格按照设计要求的材料选用，所采用的材料具备国家法定单位或部门的合格证书及试验检测报告；②钢丝绳锚杆制作时将一根钢绳中点对折，在弯折处嵌入鸡心环，并用绳卡或铝合金套管固定形成一根一端带套环的锚杆。
（2）锚杆注浆：①在灌浆之前应对锚孔用风冲洗，并排尽残渣；②注浆时，注浆管应插至距孔底50～100mm，随砂浆注入缓慢匀速拔出。
（3）注浆材料：浆体材料强度等级不低于M30。
3.2.4安装纵横向支撑绳
将纵横支撑绳穿过锚杆外露环套（在锚杆弯折处嵌入鸡心环，并用绳卡或铝合金套管固定而形成的套环），用绳卡固定连接(支撑绳长度小于15m时为2个，大于30m时为4个，其间为3个)，具体见支撑绳按装示意图2。
3. 2.5格栅网和钢绳网的铺设缝合
从上向下铺挂网，栅格网间重叠宽度不小于5cm，两张栅格网间以及必要时栅格网与支护绳之间用直径为1.5mm的铁丝扎结，当坡度小于45。时，扎结点间距一般不得大于2m；当坡度大于45。时，扎结点间距一般不得大于1m；在栅格网上沿坡面按从上向下的方向铺设钢绳网并缝合，缝合绳为直径为8mm的钢绳，每张钢绳网均用一根长约31m(或27m)的缝合绳与四周支撑绳进行缝合并预张拉，具体见系统标准布置及缝合示意图3。
3.2.6质量验收
在GPS2柔性防护网施工过程中派遣专职质检员全过程、全方位认真、严格负责质量监督检查和各项检验工作，确保每一个环节、每一道工序达到标准，并做好质量检查记录和质量事故处理记录，初检合格后上報监理人员复检。
5结束语
边坡支护工程是水电工程中不可或缺的一部分，在工程中起到举足轻重的作用，做好边坡支护工程更是搞好工程的核心。青居船闸下引航道左侧尽头边坡属自然岩石边坡，岩体裸露、破碎、裂隙发育，坡面陡峭，边坡支护施工难度大，采用GPS2柔性防护网对边坡进行支护处理，实现了最佳的边坡防护和环境保护目的。通过运用GPS2柔性防护网进行边坡支护处理，同时与其他普通支护方法对比，GPS2柔性防护网在施工方法和处理结果中都有一定的优越性，不但稳定边坡效果好，而且施工方法简单，不破坏原有地形地貌，保护植被，避免水土流失；同时GPS2柔性防护网也存在材料价格较高的问题，往往会影响工程实施的经济性。总之，采用GPS2柔性防护网支护是高边坡支护工程的较佳选择，同时在青居船闸边坡支护工程中的应用为其在今后工程中的广泛应用和优化打下坚实的基础。