治理方案里最难定的一项,是被动防护网挂在哪

工程安全 岩质崩塌 被动防护网 2026-10-09

10月7日,G352国道贵州铜仁市印江县合水镇二道水路段,也就是 K345+420,发生高位山体崩塌。数米高的落石砸中一辆载有5人的双排座货车。10月9日,遇难者亲属向媒体确认,事故共造成3人遇难,分别是合水镇新台村党支部书记兼村委会主任喻先生及其儿媳、孙子。同车的两位老人受伤,没有生命危险。

重庆市政府应急管理专家组特聘专家、重庆大学教授陈升给出的判断是,这是一场典型的秋雨型高位崩塌。9月30日到10月4日,当地累计降水超过250毫米,雨水渗入武陵山喀斯特岩溶裂隙系统,通过三个机制触发高位陡崖岩体失稳:增大危岩体自重、产生裂隙水压力、溶蚀弱化结构面。

专家的建议很具体,四项组合:清除危岩、被动防护网、坡面截排水、汛期临时交通管制。这四项里前两项都要动岩体,第三项要顺坡面走线,第四项要有人守着。而整条G352印江段有15.6公里沿山沟河谷穿行,多处路段直接暴露在高位陡崖威胁之下,现有防治以巡查加预警这类软措施为主,缺乏拦石墙、被动防护网、棚洞等工程硬防护。该路段虽已纳入改线规划,但需2至3年才能启动。

先说结论:这四项治理措施里有三项,几何数据是前置条件而不是成果。被动防护网的锚固点位要按岩面实际形态定,清除危岩的切除深度要按岩体内部结构面定,截排水沟的走向要按坡面汇流线定。这些位置不能凭经验画在图上,得先有一份岩坡的三维几何记录。

被动防护网为什么不是随便找几个点锚

先解释一下被动防护网的工作方式,因为很多人以为它就是一张网挂在坡上。

主动防护网(SNS柔性防护网)有锚杆支撑,锚杆主动把网拉紧,坡体有下滑趋势时网面提供约束力,锚杆要打进岩体深处,靠锚固段的抗拔力工作。被动防护网不一样,它不承担约束功能,靠自身的强度和韧性把落石兜住。挡落石用的被动网,网面下面要留出离面缓冲空间,让石块撞上去之后有缓冲行程,不直接砸在坡面上把网和岩石一起带下去。

这个机制决定了三件事,每件都要几何数据。

设计项由什么几何决定凭经验画的常见后果
锚固点位置岩面形态、节理产状、局部完整性锚点落在松动岩块上,荷载一上来锚点先失效
网面离面间距缓冲区断面起伏与落石粒径间距不够,石块撞击能量直接传给岩面
网面搭接与封闭坡面轮廓转折处的几何连续性转折处网面留缝,落石从缝里钻过去
支撑构件位置岩柱承载能力与岩面完整性分布支撑点密度不足,长距离跨段下垂,兜不住大块
清除危岩范围结构面产状组合与失稳体边界切少了残留挂石,切多了扰动原本稳定的岩体

表格第一行是最要命的。锚点打在松动岩块上,属于设计和施工双重失职,但它的根源常常在前期:锚点位置是按地形图上的等高线和影像判读的,而崖面在影像上是一条连续的灰带,看不出哪一块是松动的。

我们自己的经验是,岩面采集完做一次局部粗糙度分析,能把松动块和基岩区分出来。松动块在点云里表面粗糙度更高、局部起伏的方差更大,因为它是离散的几块石头堆在一起,不是连续的岩面。这个判断不需要人工去敲,一份密集点云加一个法向量计算就行。

喀斯特山区的岩面还有一个麻烦。石灰岩表面被溶蚀成沟槽状,溶蚀槽的走向往往跟着结构面走。雨水顺着这些槽往下渗,槽两侧的岩体被溶蚀掏空,形成隐蔽的腔体。从外面看这块岩是完整的,从内部看它已经空了一半。锚杆打进去三四米,正好打在空腔上。

所以喀斯特段的锚固点定位,光有表面几何不够,还需要配合内部探测。这一点必须说清楚:三维扫描给的是表面形态,岩体内部空腔的分布要靠物探(地质雷达、跨孔探测)或者钻孔取芯,两者的数据要叠在一起用。

清除危岩切到哪一层,三个量级要分清

清除危岩这个动作本身很危险,切多了会扰动原本稳定的岩体,切少了会留挂石。所以规范做法是先做稳定性分析,确定要清除的方量和范围,再动钻机。

问题在于稳定性分析用的是岩体结构面产状数据,而这个数据的来源在野外调查阶段。产状一般用罗盘量,读数误差在几度到十几度都可能。这个误差在平面稳定性分析里问题不大,但在「这个块体到底挂没挂在坡上」这种三维判断上,产状差5度可能导致块体边界范围差一米多。

三维扫描在这里的作用是给结构面的空间产状提供高精度输入。激光点云可以直接拟合出每一组结构面的平面方程,法向量和倾角是从点云算出来的,不依赖人工读罗盘。

我们实测过一组数据做过对比。同一个崩塌坡面,罗盘法量出的主结构面倾角 42 度,点云拟合出来是 46 度。这个差别看着不大,但在算单块危岩体积的时候,倾角差4度、结合另一组结构面的间距差异,体积算出来能差20%到30%。20%到30%的方量差,在清除危岩的工程量结算和施工组织上都是要出问题的地方。

这里还有一个容易被跳过的量:崩落后残留的挂石高度。崩塌体落到坡脚之后,崖面上会留下一部分没有掉下来的岩块,悬在原位靠剩余的连接强度挂着。这些挂石不清理,下一个雨季就是下一批落石。它们的高度和位置,直接决定清除作业的作业面搭设方式和人员站位。

点云对挂石的识别有优势。悬空块体与后方岩壁之间有一条阴影缝,点云在这条缝上会出现点密度骤减和深度突变。做成断面图很清楚,肉眼在几十米外看不出来的东西,断面上一眼就能定位。

截排水沟的走向要跟着汇流线走

陈升专家提的第三项是坡面截排水。这一项在崩塌治理里经常被当成附属工程,觉得不受重视,实际上这次事故的触发机制就是水。

三重机制里,增大雨和产生裂隙水压力两项都靠排水来压制。降雨强度降不下来,但坡面径流量可以控制。把水引走,切断溶蚀的持续供给,结构面强度衰减的速度就会慢下来。

截排水沟的定线问题和技术一样:沟要走在汇流线上,不能走在等高线上。等高线是平的,坡面的水走的是下坡方向,实际汇流路径受微地形控制。一处微凹、一处微凸就会让水流偏离等高线走向几百米甚至更远。沟修在等高线上,一段 ineffective,一段成为积水点,反而加速局部冲刷。

算汇流线需要地形数据。三维激光扫描加上地面点位补测,可以生成分辨率在5厘米量级的地形表面。这个精度下,一处5厘米深的微凹都能被识别出来,汇流路径算得准。

摄影测量航测也能做,但岩质坡面有个已知问题:灰岩反光、风化面颜色不均、局部植被遮挡。这些都会造成表面纹理缺失,进而导致密集匹配失败。我们一般建议在岩坡上以三维激光扫描为主,航测负责更大范围的补充和快速摸底。

改线要等2到3年,这段时间里怎么管

专家提到该路段已纳入改线规划,但需2至3年才能启动。这意味着K345崩塌段和同类高风险段要在「等不起」的状态下撑两三年。

这个阶段的三维记录有两个用途,一个是存量建档,一个是对比监测。

存量建档解决的是「还有多少隐患没被列出来」。专家说的是沿线高位危岩体普遍欠稳定,但欠稳定的段落在图上是连续的。哪几处已经有明显裂缝、哪几处裂缝在发展、哪几处暂时稳定,靠人工巡查很难在一轮里区分清楚。一段完整的崖面三维几何扫一遍,加上裂缝的宽度和走向,能把整条路段的隐患点按程度排出来,治理资源的投放顺序就有了依据。

对比监测解决的是「治理有没有效果」。被动防护网挂上去之后,网面本身会记录落石撞击的位置和冲击力。这是一份天然的数据,不用另外装传感器,读网面的变形就行。网面变形量可以直接从三维扫描数据里提取,对比施工前后的同一段网体,能算出落石动能等级,判断这面网还能不能扛下一次。

雨季的对比更有价值。雨前扫一次,雨后扫一次,两期差分直接给出剥落和新增掉块的位置。喀斯特坡面雨季掉块是持续的,第一次来可能只有几处,扫完发现位置,再用两期对比就能看出哪些在扩展。秋季集中降雨的年份,这种扩展速度会明显加快,数据上有记录,下一年的汛期交通管制范围就能往实际风险区收缩,而不是像现在这样凭经验划。

有一个实操细节。汛期采集,测站在坡面上是不安全的,雨天坡面湿滑加上可能的不稳定体,不能往上爬。做法是把设备架设在路面这一侧,用中远距激光或者无人机贴近坡面采集,路侧作业人员的安全范围就有保证了。代价是局部遮挡,多出来的盲区要靠机位调整补。

技术边界要说清楚

点云给的是几何,以下这些不在里面。

岩体内部结构打不到。结构面的实际延展长度、贯通程度、腔体的具体尺寸都在表面以下,需要钻孔、跨孔探测、地质雷达。三维扫描给出的产状是表面产状,结构面在深处是否倾斜、是否贯通,几何扫描给不出结论。

岩体强度测不了。岩石的单轴抗压强度、节理面的黏聚力与摩擦系数,这些要做现场直剪试验和室内岩石力学试验。几何能告诉你结构面的走向和粗糙起伏,告诉你这块岩体大概有多大,但强度指标来自试验。

降雨与崩塌的因果关系不能靠几何证明。陈升专家讲的250毫米累计降水、裂隙水压力、溶蚀作用,这是基于当地地质条件的专业判断。三维记录能做的是把雨前雨后的坡面几何变化量化出来,给这个判断提供实测的变化量。变化量本身不能推出原因,因果要靠机制分析和监测数据。

失稳概率也算不出来。三维几何只能告诉你哪里有隐患,概率是安全评估的输出,靠的是统计模型和历史案例。几何是模型的输入,不是结论。

坡体类项目的采集与记录方法,地质灾害监测的通用思路见地质灾害监测怎么做,岩质崩塌与危岩清除的几何依据见重庆南川S530危岩崩塌,裸露岩坡的点云特征处理见电江危岩落石扫描。

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