主(被)动网安防技术在喀斯特地貌地质景区危岩防治中的应用

收稿日期：2023-11-01

作者简介：于祥圣（1972—），男，湖北恩施人，工程师，主要从事地质灾害治理安全技术管理工作。

摘 要：喀斯特地貌自然地质景区内岩崩、坠石等现象，严重威胁游客安全，危岩防治是排除景区安全隐患重要环节，景区危岩防治措施既要安全可靠、施工便捷，经济合理，又要能有效保护自然地质遗迹景观。以恩施大峡谷地质景区内危岩防治为例，探讨了主（被）动网安全防护技术在自然地质景区危岩防治中的应用。

关键词：主（被）动网；安防技术；喀斯特地貌；地质景区；危岩防治

中图分类号：S17 文献标识码：B文章编号：2095–3305（2024）03–0-03

随着文旅产业发展，人文、历史、自然等旅游资源得到有效开发，尤其是以险奇雄喀斯特地貌自然地质景区相继开发以来，人们在欣赏大自然美景同时，景区内岩崩、坠石现象时有发生，严重威胁游客的安全。因此，有效防治喀斯特地貌地质景区内危岩是消除景区安全隐患重要的一环。以恩施大峡谷景区危岩防治为例，探讨了主（被）动网安全防护技术在喀斯特地貌地质景区防治危岩中的应用。

1 大峡谷景区的基本情况

恩施大峡谷景区，是国家5A级旅游景区，位于湖北省恩施市（图1）。峡谷全长108 km，面积约300 km2，

属鄂西南构造剥蚀侵蚀中山区，山体总体走向北东向，倾向南东，陡崖出露地层岩性主要为三叠系下统大冶组三段（T1d3）[1]。景区分布着绝壁、峰丛、岩柱、天坑、地缝、溶洞、暗河等喀斯特地貌地质景观，著名景点有净高300多 m绝壁山腰“绝壁栈道”，有通高约

150 m、最小直径4 m独立石柱“一炷香”（图2），有5 000万年以前形成、右岸为1.8亿～2.3亿年三叠纪地层、左岸为2.5亿～2.8亿年前二叠纪地层的地缝等（图3）。

2 景区危岩基本特征及其成因分析

2.1 危岩基本特征

景区地形条件十分复杂，主要借助无人机、望远镜、红外线扫描仪、长焦距相机等设备对绝壁、峰丛、石柱立面上的危岩进行调查，调查发现仅绝壁栈道上部就存在的危岩达数十处（图4），呈现出不同形态特征，有底部悬空悬挂状、帽檐状的（图5、图6），有重心外倾柱状、板状等形态的危岩体（图7），崖顶、岩壁裂缝和岩壁台阶上风化散落着活动岩块。

2.2 危岩的成因分析

引起危岩崩塌破坏的因素较多，除危岩自身所在的地质条件因影响外，还长期受风化、水蚀、根裂、温差、冻融以及人类活动等外部因素的影响。危岩体失稳，会以不同破坏形式崩塌，主要破坏形式有坠落式、倾倒式和滑落式。危岩坠落式破坏是因底部临空悬挂在陡崖面的危岩体受顺坡向裂隙、两侧裂隙和岩层层面的切割，下部与后部尚未完全脱离母岩，在风化、水蚀、根裂、自重等作用下失稳下坠；危岩倾倒式破坏是因危岩与母岩壁间仅存断续贯通的裂隙面在风化、水蚀、根裂、温差等作用下大面积贯通，危岩体重心出现在底座局部临空支点外侧，危岩体就会沿着支点向临空方向倾倒；滑落危岩式破坏主要是崖顶、裂缝和崖壁台阶散落活动块状岩石失稳[2]。

3 自然地质景区危岩防治的理念

3.1 危岩防治原则

以人为本、安全可靠、施工便捷、经济合理，有效保护自然地质遗迹景观，最大限度地保障游客安全。

3.2 危岩防治方案

根据自然地质景区危岩防治原则，兼顾与自然景观相协调，大峡谷景区危岩防治以防为主、治为辅。防护主要是采取主动防护与被动防护相结合的防治措施，治主要采用人工辅助以小型器具清除崖顶、坡面裂缝和崖面台阶松动小块危岩和单点加固较大体积危岩。因此，主（被）动防护网安全防护技术应用是此次危岩防治的主要措施。

3.2.1 危石清排

危石清排仅针对松动隐蔽的小体量危岩体，采用高空悬索法借用小型工具人工清除。如崖顶、裂缝、崖壁台阶散落活动岩块，悬挂在岩壁块状危岩，隐蔽不易被发现的岩壁植被发育处和岩壁裂缝中块状危岩。

3.2.2 主动防护网

主动防护网作用原理，采用钢丝绳锚杆和支撑绳固定方式柔性金属网覆盖具有潜在地质灾害坡面上，加固边坡限制危石运动范围，主动防护网由菱形钢绳网、支撑绳、钢丝格栅、钢丝绳锚杆等组成[3]。针对大峡谷景区内绝壁栈道上部（图8）、地缝游步道岸壁上部、岩壁大裂缝壁面（一线天）等部位大面积裸露岩壁面上的危岩防护（图9），采用GPS2型SNS主动柔性防护网系统，Φ18纵向和Φ18横向支撑绳，与4 m

×4 m正方形布置的2根Φ16钢丝绳锚杆相联结，构成每个4 m×4 m支撑绳网格，支撑绳网内先铺设小网孔的SO/2.2/50型格栅网，然后铺设3.5 m×3.5 m的DO/08/300型钢绳网，用Φ12柔性钢丝缝合绳将每张钢绳网与支撑绳进行缝合并预张拉，为使钢绳网尽可能紧贴岩面，达到最佳防护效果，锚杆孔位尽可能布置在岩面低凹处，对绳网连续悬空面积＞5 m2部位还增设Φ16的双钢绳锚杆加固。钢丝绳锚杆安装，杆长不小于3 m，锚孔不小于50 mm，抗拔力不小于50 kN，

注浆采用M25的水泥砂浆或纯水泥浆，控制配合比，压浆前插入锚杆，自下而上注浆，严格遵守锚杆施工规范，施工前做抗拔试验。

3.2.3 被动防护网

被动防护网作用原理，采用锚杆、钢柱、支撑绳和拉锚绳等固定方式将钢丝绳网以一定角度安装在坡面上形成栅栏式的拦石网，从而实现拦截飞石、落石、滚石等的一种防护系统。大峡谷景区内被动网主要设置在地形起伏变化大的沟槽部位，岩壁植被较发育危岩区和崩坡积层堆积区等游客经过地段（图10、图11），采用RXI-150型网型R12/3/300被动防护网系统，不同地段设计不同防护高度和外倾角度，以达到最佳防护效果。绝壁栈道段被动防护网，钢柱14#热镀锌工字钢，间距5 m，外倾角度呈110°，钢柱与基座地脚锚杆螺栓固定，涂防锈漆层，地脚锚杆长不小于2 m，孔径不小于Φ50，岩石基础顶面采用10 cm厚的M20水泥砂浆抹平，在覆盖层厚地段或大于50 cm基座均采用钢筋混凝土现浇。每根钢柱上连接1根上拉锚绳，最两端钢柱分别连接1根侧拉锚绳，与钢丝绳锚杆连接，钢丝绳锚杆长不小于2 m，孔径不小于Φ50。减压环分布在上拉锚绳和上下支撑绳上，其中每根上拉锚绳与下支撑绳上分别套接2个减压环，每根上支撑绳上套接1个减压环。钢柱间以5.0 m×5.0 m的DO/08/150型柔性钢丝绳网通过Φ12缝合绳与上下支撑绳连接组合构成一个整体，同时在钢绳网内铺设小网孔的SO/2.2/50型格栅网。

3.2.4 被动防护网棚

为加强核心景点绝壁栈道上游客安全保障，绝壁栈道上方5 m高处设置一道悬挑式被动防护网棚。网棚挑梁骨架采用14#热镀锌工字钢结构，呈锐角“∠”形，外沿超过游步栈道护栏，经过实地测量计算，挑梁支架上边长3.56 m、水平角度下斜45°，支架下边长2.5 m、水平上斜角度10°，支架水平间距3 m，支架脚板与4根M28×2 000高强度地脚锚杆螺栓固定，涂防锈漆层，锚杆长不小于2 m，孔径不小于50 mm，内倾角15°，注浆采用M25的水泥砂浆或纯水泥浆，锚杆安装如前所述。

棚面采用RXI-150环形网，网型为R12/3/300，拦截撞击能1 500 kJ落石，钢丝强度不应低于1 770 MPa，热镀锌等级不低于AB级，单环搭接长度不小于100 mm，无机械损伤和锈蚀现象（图12）。

棚网安装，上下支撑绳采用Φ22双绳，每跨每根各1个减压环；上拉锚绳采用Φ18单绳，“人”字形布置，每根1个减压环；侧拉锚绳采用Φ18双绳[4]；缝合绳采用Φ12柔性钢丝绳，环形网单个环与工字钢用Φ12缝合绳连接卡紧（图13）。环形网上部铺设双层钢丝格栅网（一层格栅网，一层双绞六边网），采用直径为2.2 mm的热镀锌钢丝编制成网孔为50 mm×50 mm的钢丝格栅及60 mm×80 mm的双绞六边网，格栅网片边界间不小于5 cm的叠置，格栅间用1.2 mm钢丝绑扎，绑扎间距不得大于1 m。上支撑绳与岩壁之间采用Φ18双钢丝锚绳锚杆连接加固，锚杆间距1 m，长度不小于2 m，孔径不小于50 mm，锚杆安装如前所述。

4 景区危岩监测

采用设备仪器和人工对景区危岩体进行科学长期监测，是排查景区危岩安全隐患不可缺少的长期措施，可以有效预测危岩体变形发展变化趋势，及时发现和预报险情，提前关闭景点区域，排除安全隐患。

5 总结

通过对恩施大峡谷风景区危岩防治经验总结，在喀斯特地貌地质景区开发过程中，危岩防治应作为景区建设重要环节，景区危岩防治方案应从以下几个方面考虑：以人为本，安全可靠，最大限度保障游客安全；以防为主、以治为辅，减少对景区内自然地质遗迹景观破坏。主（被）网安全防护技术能克服施工受地形条件限制，施工安全便捷，材料轻便，成本经济等，其在自然地质景区危岩防治中值得借鉴。

参考文献

[1] 袁飞，付强，熊华盛，等.恩施大峡谷绝壁栈道危岩特征与防治方法探讨[J].资源环境与工程，2019，33（S1）：59-63.

[2] 陈洪凯，唐红梅，王蓉.三峡库区危岩稳定性计算方法及应用[J].岩石力学与工程学报，2004（4）：614-619.

[3] 余勇.SNS柔性防护系统在山区桥梁施工安全中的应用[J].安全，2010，31（8）：4-6.

[4] 白刚刚，赵瑛，陈菊林，等.青海玛多花石峡危岩发育特征与工程治理分析评价[J].青海国土经略，2016（2）：69-72.