《公路边坡柔性防护系统构件》JTT 528-2004

《公路边坡柔性防护系统构件》JT/T 528-2004
一、背 景
在人类不懈地与自然灾害抗争的过程中，人类也在不断的提高抵御自然灾害的能力，解决岩崩、滑坡、泥石流、雪崩等自然灾害只有两种思路：一是阻止危石滚落或泥砂下滑，必须把山体加固；二是对滚落的危石和下滑的泥砂进行拦截，把危石泥砂拒之在建筑群体之外，使建筑群体不受冲击。边坡柔性防护系统是以钢丝绳网为主要特征构件，以覆盖(主动防护系统)和拦截(被动防护系统)两种基本形式来防治各类坡面地质灾害和爆破飞石、坠物等危害的柔性安全防护系统。它是一种集构件设计与加工、系统配置设计与定型、现场设计选型、现场布置与施工设计的系统化技术。自1995年边坡柔性防护系统技术引入我国以来，已经在多个工程中得到应用，解决了传统边坡防护措施难以解决的难题。其可靠的安全保障性、施工的快速标准化和利于环保等综合技术经济优势，及其新颖而巧妙的防护观念和设计思想使边坡柔性防护技术有着很好的推广应用前景。交通行业标准《公路边坡柔性防护系统构件》JT/T 528-2004是根据交通部交科教发[2002]531号文“关于下达2002年交通标准化补充计划的通知”中的计划编号JT2002-136项的要求制定的。
二、边坡柔性防护系统的构成
边坡柔性防护系统的类型
边坡柔性防护系统从防护原理和目的上可以分为主动防护系统和被动防护系统两类。
主动防护系统                  
被动防护系统
主动防护系统
采用锚杆和支撑绳固定方式将钢丝绳网和钢丝网覆盖在具有潜在地质灾害的坡面上，从而实现坡面加固或限制落石运动范围的一种边坡柔性防护系统。
被动防护系统
    采用锚杆、钢柱、支撑绳和拉锚绳等固定方式将钢丝绳网在坡面上形成栅栏形式的拦石网，从而实现拦截落石的一种边坡柔性防护系统。其功能是拦截和堆存坡面落石
边坡柔性防护系统的适用范围
以钢丝绳网为主要构成特征的柔性防护系统，可以用于边坡的崩坍、坍塌、落石、坍滑、风化剥落、碎落和泥石流等坡面以坡面或浅层破坏为特征的坡面地质灾害以及雪崩、岸坡冲刷、爆破飞石、坠物等危害防护中。
在国外这些用途都有应用，比如日本的富士山旅游公路边坡大量使用了边坡柔性防护系统来控制边坡表面火山堆的松散残迹物的塌落、运动和保护游人的安全。但是在国内迄今为止边坡柔性防护系统还主要用作危岩和崩坍落石地质灾害的防护，如我国内昆铁路盐津段边坡落石防护工程等。
三、主要构件的主要技术指标要求
钢丝绳网
1．材料与规格
1) 钢丝绳的质量要求应符合《制绳用钢丝》（GB/T8919）的要求；其中钢丝绳的镀锌量应符合GB/T8919表6中 B类镀锌钢丝绳的要求，其公称抗拉强度不小于1770MPa，最小断裂拉力不小于40KN(Φ8mm钢丝绳)或不小于20KN(Φ6mm钢丝绳)。
2)根据用途不同其菱形网孔边长一般为300，250，200，150，120，100mm。网目边长误差不大于20mm。
3)成品网块规格一般为4×4/2、5×3/4/5/6m，也可根据设计要求调整网块尺寸。
4)钢绳网的编制 钢绳网的编制应满足以下要求：
上下交错编织；编制成网的钢丝绳不得有断丝、脱丝现象；交叉节点处用扣压件固定，接头处用搭接件压接, 不得遗漏，钢绳露出搭接件长度至少为10mm；编网时扣压件和搭接件用机械压接，表面不得有破裂和明显损伤；网的形状平整、绳不得有打结明显扭曲现象。
5) 搭接件一般采用普通软纯铝管，长度不小于35cm，外径不大于3cm，壁厚不小于3mm。 6) 钢丝绳网交叉处固定用的扣压件厚度不小于2mm，并采用镀锌处理，镀锌层厚度不小于8μm。 7)编网用扣压件的材质、结构尺寸和压接工艺必须保证其拉滑力（抗错动能力）不小于5kN，拉脱落力不小于10kN。
钢丝网
宜采用由直径不小于2.2mm的热镀锌钢丝编制的，网孔为50mm×50mm的钢丝网。钢丝应满足《一般用途低碳钢丝》（GB/T 343）的要求。
钢 柱
钢柱根据被动系统的不同高度采用不同规格的工字钢(或H型钢)加工而成。钢柱的高度与系统高度相同。不同高度工字钢的最低规格要求见表3。当采用H型钢时，可参照表4进行换算。
工字钢的尺寸、外型、重量及允许偏差应符合《热轧工字钢尺寸、外型、重量及允许偏差》（GB/T706）的各项技术要求。 对于H型钢，其抗弯强度指标应不低于相应的工字钢。钢柱表面应采用防腐措施。一般采用热镀锌处理，镀锌层厚度不小于8μm。
当采用H型钢时，标准给出了H型钢与工字钢的换算关系。
基座及连接件
基座为钢柱的定位座，为钢结构件。连接件用于实现钢柱和基座间铰连接的构件。钢柱的基座及连接件的防腐要求应不低于与其连接的钢柱的防腐性能。
减压环（消能器）
1．根据与其相连的钢丝绳直径不同和设计能量分别采用不同型号的减压环（消能器），减压环（消能器）一般有三种型号。
2．减压环（消能器）的启动荷载应介于与其相连的钢丝绳断裂拉力的10%～70%，其临界形变载荷不小于50KN。
3．减压环管径mm，壁厚3mm，环状外径＝448mm。
4．消能器采用用热轧钢板制作，其质量应符合《碳素结构钢和低合金结构热轧薄钢板及钢带》（GB/T 912）的技术要求，表面镀锌防锈，镀锌层厚度不小于8μm。
支撑绳
横向支撑绳宜采用不小于Φ16钢丝绳；
纵向支撑绳宜采用不小于Φ12钢丝绳；
设置双层钢丝绳网的区域纵横支撑绳均宜采用不小于Φ16钢丝绳。
支撑绳所用钢丝绳的质量要求与钢丝绳网相同，也应符合《制绳用钢丝》（GB/T8919）的要求。
钢丝绳锚杆
宜采用双股形式的不小于Φ16钢丝绳锚杆，其长度应不小于2m。
质量检验
各种五金和标准件按相关的标准进行检验。主要构件质量检测方法可参照《公路边坡柔性防护系统》（JT/T528-2004）的相关规定执行。
四、边坡柔性防护的设计计算
一.边坡柔性防护技术的设计步骤与内容
边坡柔性防护系统作为一种标准化、定型化的防护系统，其设计工作主要是根据现场地形地貌条件、坡面潜在灾害特征、施工条件、工期要求、临近建筑物运营状况、后期维护条件、投资控制、景观要求等综合因素，进行合理的选型和现场布置设计。
一般程序为：设计前的准备工作→选定主动还是被动防护系统→选定型号→现场布置或施工图设计。 边坡柔性防护系统设计前应做好的准备工作包括：收集或测绘防护区的地形图，横断面图；在防护区域进行地质勘察；调查危石的位置、几何特性及分布范围；分析落石可能出现的形态及运动方式；历史落石情况的调查等。
根据准备工作收集调查到的资料和信息，分析防护系统在该防护区域应用的经济性、安全性及施工可能性，在此基础上根据现场条件和计算分析选择防护类型，进行现场布置或施工图设计。

主动防护系统的设计主要包括以下步骤和设计内容：
1）选择合适的锚杆，通过计算确定锚杆长度和布置方式；
2）确定支撑绳及缝合绳的直径、长度及其固定方式；
3）选用钢丝绳网的规格，确定其层数；
4）格栅规格的选定及其联结方式。
被动防护系统的设计主要包括以下步骤和设计内容：
1）根据落石的计算动能选择防护系统型号；
2）根据计算落石的弹跳高度，确定防护系统的高度,
3） 根据能有效而经济地拦截落石的原则，确定防护系统设置的位置；
4）确定防护系统的布置方式，即确定防护系统的长度与系统走向；
5） 选择合适的钢柱、柔性锚杆、基座、连接件等构件，计算确定钢柱间距；
6） 通过分析确定基座及系统的铅直方位；必要时应采用防倾倒螺杆；
7） 拉锚系统的设计；
8） 选择和确定合适的支撑绳、减压环、钢丝绳网、缝合绳、格栅等相应配套设施的型号及规格。
典型的边坡柔性被动防护系统设计见图6。
五、边坡柔性防护系统的施工与安装
边坡柔性防护技术由轻型化的标准金属部件构成，其施工安装仅需要少量机具和作业人员进行标准部件的积木式快速装配，以锚杆作业为主的前期基础施工量非常少。
1．主动防护系统的施工与安装
主动防护系统的主要施工步骤为：
清除或就地临时处理坡面防护区域内的浮土及浮石；放线测量确定锚杆孔位，对于标准主动防护系统，需在每一个孔位处凿一深度不小于锚杆外露环套长度的凹坑；按设计深度钻凿锚杆孔并清孔；注浆并插入锚杆；安装纵横向支撑绳，张拉紧后两端用绳卡与锚杆外露环套固定连接；从上而下铺挂钢丝网；在钢丝网铺设的同时，从上而下铺设钢绳网并用缝合绳进行缝合。
2.被动防护系统的施工与安装
被动系统的主要施工步骤为：
清除或就地临时处理坡面防护区域内的浮土及浮石；放线测量确定锚杆及基座位置；基坑开挖与混凝土灌注(土质地层)、钻凿锚杆孔并清孔；基座及锚杆安装；钢柱及拉锚绳安装与调试；支撑绳安装与调试；钢绳网的铺挂与缝合；格栅网的铺挂。