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本文作者：陸世彪江威作者單位：中國(guó)人民武裝警察部隊(duì)水電第三總隊(duì)十一支隊(duì)

1工程概況

藏木水電站是雅魯藏布江干流中游桑日至加查峽谷段規(guī)劃5級(jí)電站中的第4級(jí)，上游銜接街需電站，下游為加查電站。工程施工采用“左岸明渠全年導(dǎo)流、導(dǎo)流及主體工程分三期、基坑全年施工”的方式。一期進(jìn)行左岸導(dǎo)流明渠的修建;二期進(jìn)行主河床內(nèi)的大壩、廠房修建;三期完建明渠壩段。

左岸導(dǎo)流明渠工程包括:左岸一期混凝土重力壩(包括1#、2#擋水壩段開(kāi)挖及部分混凝土澆筑、3#、4#溢流壩段及下游消能設(shè)施(與導(dǎo)流明渠結(jié)合)，開(kāi)挖支護(hù)及部分混凝土等工程項(xiàng)目、灌漿廊道開(kāi)挖、支護(hù)、混凝土襯砌等項(xiàng)目。導(dǎo)流明渠布置在左岸兩孔溢流壩內(nèi)，采用全斷面混凝土結(jié)構(gòu)。

明渠邊坡開(kāi)挖高程為3375～3220m，開(kāi)挖高差達(dá)155m，具有開(kāi)挖邊坡高陡、工程量大、技術(shù)難度較高，需克服高原施工各項(xiàng)難題，為雅魯藏布江上第一座水電站等一系列高原之最，被公認(rèn)為最具挑戰(zhàn)性的工程之一。

導(dǎo)流明渠自然邊坡高陡，地形完整，無(wú)溝谷切割。地表地質(zhì)調(diào)查及勘探揭示，無(wú)較大規(guī)模斷層分布，小斷層發(fā)育，屬Ⅲ級(jí)結(jié)構(gòu)面，f15:N10°E/SE∠88°，陡傾山內(nèi)，破碎帶的出露寬度為0．3～0．4m，帶內(nèi)為構(gòu)造角礫巖、碎裂巖、斷層泥，地表風(fēng)化為砂糖狀，地貌上形成負(fù)地形，可見(jiàn)延伸長(zhǎng)度達(dá)320m，出露于壩軸線附近的明渠工程邊坡，應(yīng)對(duì)其實(shí)施加強(qiáng)防護(hù)措施。開(kāi)挖后的邊坡坡比為1∶0．3。

坡面巖石為花崗巖，節(jié)理裂隙發(fā)育，受開(kāi)挖爆破作業(yè)影響后形成較多的坡面松動(dòng)危石。

明渠開(kāi)挖后，出現(xiàn)小規(guī)模崩塌掉塊的可能性較大，往往造成巖體松動(dòng)，發(fā)生風(fēng)化剝落，形成巖崩的可能性較大，對(duì)下部邊坡開(kāi)挖施工存在較大的安全隱患，應(yīng)引起重視并實(shí)施必要的支護(hù)處理措施。

2SNS柔性被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)的原理及技術(shù)指標(biāo)

藏木水電站左岸導(dǎo)流明渠邊坡開(kāi)挖存在上部開(kāi)挖施工、下部進(jìn)行縱向圍堰防滲墻立體交叉施工干擾的問(wèn)題，為確保邊坡開(kāi)挖不因滾石或發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害垮塌而對(duì)下部縱向圍堰造成安全隱患，對(duì)其存在的潛在危害可由適當(dāng)?shù)墓こ谭雷o(hù)措施加以防止。對(duì)于邊坡滾石的防護(hù)，傳統(tǒng)上常采用以鋼筋石籠擋渣墻等剛性結(jié)構(gòu)抵抗動(dòng)力沖擊，存在“事倍功半”的弊端;而SNS柔性被動(dòng)防護(hù)結(jié)構(gòu)借用了“以柔克剛”的思想，實(shí)現(xiàn)了“事半功倍”的效果。

SNS柔性被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)系統(tǒng)主要由鋼柱、鋼繩網(wǎng)、上(下)支撐繩、上拉錨桿、側(cè)拉錨桿、側(cè)拉錨繩等構(gòu)件組成，其技術(shù)指標(biāo)及特性見(jiàn)表1。

3設(shè)計(jì)參數(shù)的確定

3．1防護(hù)網(wǎng)設(shè)計(jì)位置

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，導(dǎo)流明渠邊坡開(kāi)挖高程為3375～3220m，前期一期縱向圍堰施工高程為3260m，主要存在威脅的部位為(壩)0+073～(壩)0+225．5?？紤]到該段邊坡地形條件和存在的落石特性，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，擬在高程3300m處設(shè)置一道被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)，其最大垂直高差達(dá)75m。

3．2爆破滾石的運(yùn)動(dòng)速度

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖爆破參數(shù)和經(jīng)驗(yàn)調(diào)查資料，邊坡開(kāi)挖后，巖體形成的不規(guī)則巖塊多數(shù)體積為0．1～1．2m3，個(gè)別體積達(dá)2m3以上。其運(yùn)動(dòng)速度計(jì)算結(jié)果為:（略）。

3．3滾石的沖擊能量計(jì)算

根據(jù)查爾斯(Chasles)理論:動(dòng)能=運(yùn)動(dòng)能+滾動(dòng)能。在這里，采用經(jīng)驗(yàn)公式:KE=1．2×(1/2)mv2。將上述數(shù)據(jù)代入公式，分別計(jì)算得出大、中、小滾石達(dá)到設(shè)防部位時(shí)的沖擊能量:505．43kj、303．26kj、252．72kj?？紤]到防護(hù)的重點(diǎn)是體積為1m3以上的滾石，結(jié)合今后維護(hù)及必要的安全系數(shù)，最終按500kj設(shè)防，滿(mǎn)足防護(hù)需要。因此，最終決定采用RX－050型柔性被動(dòng)網(wǎng)實(shí)施防護(hù)。

3．4RX－050柔性防護(hù)網(wǎng)的設(shè)計(jì)

如圖1所示，本工程擬在(壩)0+073～(壩)0+225．5、高程3300m處設(shè)置一道被動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)網(wǎng)高為4m;長(zhǎng)度為152．5m;防護(hù)網(wǎng)型號(hào)為DO/8/200;柱距為10m;鋼柱截面為180mm2。

4RX－050柔性防護(hù)網(wǎng)施工安裝要點(diǎn)

4．1測(cè)量定位

采用測(cè)量?jī)x器對(duì)防護(hù)網(wǎng)鋼柱和錨桿基礎(chǔ)進(jìn)行測(cè)量定位。

4．2基座錨固

(1)基礎(chǔ)開(kāi)挖:對(duì)覆蓋層較薄的地方，當(dāng)開(kāi)挖至基巖而尚未達(dá)到設(shè)計(jì)深度時(shí)，在基礎(chǔ)的錨孔位置處鉆鑿錨桿孔，待錨桿插入基巖并注漿后方灌注上部基礎(chǔ)混凝土。(2)預(yù)埋錨桿并灌注基礎(chǔ)混凝土。對(duì)于巖石基礎(chǔ)，應(yīng)按鉆鑿錨桿孔和錨桿安裝的工藝進(jìn)行;對(duì)于混凝土基礎(chǔ)，也可以在灌注基礎(chǔ)混凝土后鉆孔安裝錨桿施工。(3)將基座套入地腳螺栓并用螺帽擰緊。

4．3鋼柱及上拉錨繩的安裝

(1)將鋼柱順坡向上放置并使鋼柱底部位于基座處。(2)將上拉錨繩的掛環(huán)掛于鋼柱頂端掛座上，然后將拉錨繩的另一端與對(duì)應(yīng)的上拉錨桿環(huán)套連接并用繩卡暫時(shí)固定(設(shè)置中間加固和下拉繩時(shí)，同上拉錨繩一起安裝或待上拉錨繩安裝好后再安裝均可)。(3)將鋼柱緩慢抬起并對(duì)準(zhǔn)基座，然后將鋼柱底部插入基座中，最后插入連接螺桿并擰緊。(4)通過(guò)上拉錨繩并按設(shè)計(jì)方位調(diào)整好鋼柱的方位，拉緊上拉錨繩并用繩卡固定。

4．4側(cè)拉錨繩的安裝

安裝工藝與上拉錨繩相同，上拉錨繩安裝完畢，再進(jìn)行側(cè)拉錨繩的安裝。

4．5上下支撐繩的安裝

(1)將第一根上支撐繩的掛環(huán)端暫時(shí)固定于端柱(分段安裝時(shí)為每一段的起始鋼柱)的底部，然后沿平行于系統(tǒng)走向上調(diào)直支撐繩并放置于基座的下側(cè)，將消能環(huán)調(diào)節(jié)就位(距鋼柱約50cm，同一根支撐繩上每一跨的消能環(huán)相對(duì)于鋼柱對(duì)稱(chēng)布置)，然后將支撐繩的掛環(huán)掛于終端鋼柱頂部的掛座上。(2)在第二根鋼柱處，用繩卡將支撐繩固定于掛座的外側(cè)(此時(shí)僅用30%的標(biāo)準(zhǔn)堅(jiān)固力);在第三根鋼柱處，將支撐繩放在掛座內(nèi)側(cè);如此相間安裝支撐繩在基座掛座的外側(cè)和內(nèi)側(cè)，直到本段最后一根鋼柱并向下繞至該鋼柱基座的掛座上，再用繩卡暫時(shí)固定。(3)再次調(diào)整消能環(huán)位置，當(dāng)確定消能環(huán)全部正確就位后拉緊支撐繩并用繩卡固定。(4)第二根上支撐繩與第一根的安裝方法相同，只不過(guò)是從第一根支撐繩的最后一根鋼柱向第一根鋼柱的方向安裝而已，且消能環(huán)位于同一跨的另一側(cè)。(5)在距消能環(huán)40cm處用一個(gè)繩卡將兩根上部支撐繩相互聯(lián)結(jié)(僅用30%的緊固力)，在同一掛座處形成內(nèi)側(cè)和外側(cè)兩根交錯(cuò)的雙支撐繩結(jié)構(gòu)。

4．6鋼繩網(wǎng)的安裝

(1)將鋼繩網(wǎng)按組編號(hào)，并在鋼柱之間按照對(duì)應(yīng)的位置展開(kāi)。(2)用一根多余的起吊鋼繩穿過(guò)鋼繩網(wǎng)上緣網(wǎng)孔(同一跨內(nèi)兩張網(wǎng)同時(shí)起吊)，一端固定在一根臨近鋼柱的頂端，另一端通過(guò)另一根鋼柱掛座繞到其基座并暫時(shí)固定。(3)用緊繩器將起吊繩拉緊，直到鋼繩網(wǎng)上升到上支撐繩的水平為止，再用多余的繩卡將網(wǎng)與上支撐繩暫時(shí)進(jìn)行松動(dòng)聯(lián)結(jié)，同時(shí)亦可將網(wǎng)與下支撐繩暫時(shí)聯(lián)結(jié)以確定縫合時(shí)更為安全，此后起吊繩可以松開(kāi)抽出。(4)將鋼繩網(wǎng)暫時(shí)掛到上支撐繩上，并側(cè)向調(diào)整鋼繩位置使之正確。(5)將縫合繩的中間固定在每張網(wǎng)的上緣中點(diǎn)，從中點(diǎn)開(kāi)始用一半縫合繩分別向左向右將網(wǎng)與支撐繩纏繞在一起，直到跨越鋼繩網(wǎng)下緣中點(diǎn)，使左右側(cè)的縫合繩端頭重疊1m為宜，最后，用繩長(zhǎng)將縫合繩與鋼繩網(wǎng)固定在一起，繩長(zhǎng)放在離縫合繩末端0．5m的地方。

4．7格柵安裝

(1)將格柵鋪掛在鋼繩網(wǎng)的內(nèi)側(cè)，并疊蓋在鋼繩網(wǎng)上緣，用扎絲固定在網(wǎng)上。(2)格柵底部沿斜坡向上敷設(shè)0．2～0．5m，將底部壓緊。(3)每張格柵疊蓋10cm，每m2在網(wǎng)上固定4處。

5結(jié)語(yǔ)

SNS柔性被動(dòng)網(wǎng)防護(hù)系統(tǒng)材料性能穩(wěn)定，安裝方便快捷，施工工藝流程簡(jiǎn)單，操作方便，防止邊坡滾石和巖石崩塌效果較好，適宜在開(kāi)挖成臺(tái)階馬道的高陡邊坡上使用。SNS柔性被動(dòng)網(wǎng)防護(hù)系統(tǒng)采用的是一種開(kāi)放式防護(hù)方法，按照設(shè)計(jì)要求正確組織實(shí)施，相對(duì)于傳統(tǒng)的全坡面防護(hù)方法可以節(jié)約大量資金，降低工程造價(jià)，同時(shí)又增添了邊坡開(kāi)挖的整體美感。從SNS柔性被動(dòng)網(wǎng)防護(hù)范圍及效果看，可根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，配合掛鋼筋網(wǎng)噴混凝土、錨桿淺層支護(hù)、植草綠化等防護(hù)方法，從根本上保證高陡邊坡的穩(wěn)定。從導(dǎo)流明渠左岸邊坡開(kāi)挖至施工結(jié)束，未發(fā)生一起因邊坡開(kāi)挖施工造成下部施工人員安全事故的發(fā)生，很大程度上保證了邊坡開(kāi)挖施工的安全進(jìn)行。