主(被)動網(wǎng)安防技術(shù)在喀斯特地貌地質(zhì)景區(qū)危巖防治中的應(yīng)用

收稿日期：2023-11-01

作者簡介：于祥圣（1972—），男，湖北恩施人，工程師，主要從事地質(zhì)災(zāi)害治理安全技術(shù)管理工作。

摘 要：喀斯特地貌自然地質(zhì)景區(qū)內(nèi)巖崩、墜石等現(xiàn)象，嚴(yán)重威脅游客安全，危巖防治是排除景區(qū)安全隱患重要環(huán)節(jié)，景區(qū)危巖防治措施既要安全可靠、施工便捷，經(jīng)濟(jì)合理，又要能有效保護(hù)自然地質(zhì)遺跡景觀。以恩施大峽谷地質(zhì)景區(qū)內(nèi)危巖防治為例，探討了主（被）動網(wǎng)安全防護(hù)技術(shù)在自然地質(zhì)景區(qū)危巖防治中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：主（被）動網(wǎng)；安防技術(shù)；喀斯特地貌；地質(zhì)景區(qū)；危巖防治

中圖分類號：S17 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B文章編號：2095–3305（2024）03–0-03

隨著文旅產(chǎn)業(yè)發(fā)展，人文、歷史、自然等旅游資源得到有效開發(fā)，尤其是以險奇雄喀斯特地貌自然地質(zhì)景區(qū)相繼開發(fā)以來，人們在欣賞大自然美景同時，景區(qū)內(nèi)巖崩、墜石現(xiàn)象時有發(fā)生，嚴(yán)重威脅游客的安全。因此，有效防治喀斯特地貌地質(zhì)景區(qū)內(nèi)危巖是消除景區(qū)安全隱患重要的一環(huán)。以恩施大峽谷景區(qū)危巖防治為例，探討了主（被）動網(wǎng)安全防護(hù)技術(shù)在喀斯特地貌地質(zhì)景區(qū)防治危巖中的應(yīng)用。

1 大峽谷景區(qū)的基本情況

恩施大峽谷景區(qū)，是國家5A級旅游景區(qū)，位于湖北省恩施市（圖1）。峽谷全長108 km，面積約300 km2，

屬鄂西南構(gòu)造剝蝕侵蝕中山區(qū)，山體總體走向北東向，傾向南東，陡崖出露地層巖性主要為三疊系下統(tǒng)大冶組三段（T1d3）[1]。景區(qū)分布著絕壁、峰叢、巖柱、天坑、地縫、溶洞、暗河等喀斯特地貌地質(zhì)景觀，著名景點(diǎn)有凈高300多 m絕壁山腰“絕壁棧道”，有通高約

150 m、最小直徑4 m獨(dú)立石柱“一炷香”（圖2），有5 000萬年以前形成、右岸為1.8億～2.3億年三疊紀(jì)地層、左岸為2.5億～2.8億年前二疊紀(jì)地層的地縫等（圖3）。

2 景區(qū)危巖基本特征及其成因分析

2.1 危巖基本特征

景區(qū)地形條件十分復(fù)雜，主要借助無人機(jī)、望遠(yuǎn)鏡、紅外線掃描儀、長焦距相機(jī)等設(shè)備對絕壁、峰叢、石柱立面上的危巖進(jìn)行調(diào)查，調(diào)查發(fā)現(xiàn)僅絕壁棧道上部就存在的危巖達(dá)數(shù)十處（圖4），呈現(xiàn)出不同形態(tài)特征，有底部懸空懸掛狀、帽檐狀的（圖5、圖6），有重心外傾柱狀、板狀等形態(tài)的危巖體（圖7），崖頂、巖壁裂縫和巖壁臺階上風(fēng)化散落著活動巖塊。

2.2 危巖的成因分析

引起危巖崩塌破壞的因素較多，除危巖自身所在的地質(zhì)條件因影響外，還長期受風(fēng)化、水蝕、根裂、溫差、凍融以及人類活動等外部因素的影響。危巖體失穩(wěn)，會以不同破壞形式崩塌，主要破壞形式有墜落式、傾倒式和滑落式。危巖墜落式破壞是因底部臨空懸掛在陡崖面的危巖體受順坡向裂隙、兩側(cè)裂隙和巖層層面的切割，下部與后部尚未完全脫離母巖，在風(fēng)化、水蝕、根裂、自重等作用下失穩(wěn)下墜；危巖傾倒式破壞是因危巖與母巖壁間僅存斷續(xù)貫通的裂隙面在風(fēng)化、水蝕、根裂、溫差等作用下大面積貫通，危巖體重心出現(xiàn)在底座局部臨空支點(diǎn)外側(cè)，危巖體就會沿著支點(diǎn)向臨空方向傾倒；滑落危巖式破壞主要是崖頂、裂縫和崖壁臺階散落活動塊狀巖石失穩(wěn)[2]。

3 自然地質(zhì)景區(qū)危巖防治的理念

3.1 危巖防治原則

以人為本、安全可靠、施工便捷、經(jīng)濟(jì)合理，有效保護(hù)自然地質(zhì)遺跡景觀，最大限度地保障游客安全。

3.2 危巖防治方案

根據(jù)自然地質(zhì)景區(qū)危巖防治原則，兼顧與自然景觀相協(xié)調(diào)，大峽谷景區(qū)危巖防治以防為主、治為輔。防護(hù)主要是采取主動防護(hù)與被動防護(hù)相結(jié)合的防治措施，治主要采用人工輔助以小型器具清除崖頂、坡面裂縫和崖面臺階松動小塊危巖和單點(diǎn)加固較大體積危巖。因此，主（被）動防護(hù)網(wǎng)安全防護(hù)技術(shù)應(yīng)用是此次危巖防治的主要措施。

3.2.1 危石清排

危石清排僅針對松動隱蔽的小體量危巖體，采用高空懸索法借用小型工具人工清除。如崖頂、裂縫、崖壁臺階散落活動巖塊，懸掛在巖壁塊狀危巖，隱蔽不易被發(fā)現(xiàn)的巖壁植被發(fā)育處和巖壁裂縫中塊狀危巖。

3.2.2 主動防護(hù)網(wǎng)

主動防護(hù)網(wǎng)作用原理，采用鋼絲繩錨桿和支撐繩固定方式柔性金屬網(wǎng)覆蓋具有潛在地質(zhì)災(zāi)害坡面上，加固邊坡限制危石運(yùn)動范圍，主動防護(hù)網(wǎng)由菱形鋼繩網(wǎng)、支撐繩、鋼絲格柵、鋼絲繩錨桿等組成[3]。針對大峽谷景區(qū)內(nèi)絕壁棧道上部（圖8）、地縫游步道岸壁上部、巖壁大裂縫壁面（一線天）等部位大面積裸露巖壁面上的危巖防護(hù)（圖9），采用GPS2型SNS主動柔性防護(hù)網(wǎng)系統(tǒng)，Φ18縱向和Φ18橫向支撐繩，與4 m

×4 m正方形布置的2根Φ16鋼絲繩錨桿相聯(lián)結(jié)，構(gòu)成每個4 m×4 m支撐繩網(wǎng)格，支撐繩網(wǎng)內(nèi)先鋪設(shè)小網(wǎng)孔的SO/2.2/50型格柵網(wǎng)，然后鋪設(shè)3.5 m×3.5 m的DO/08/300型鋼繩網(wǎng)，用Φ12柔性鋼絲縫合繩將每張鋼繩網(wǎng)與支撐繩進(jìn)行縫合并預(yù)張拉，為使鋼繩網(wǎng)盡可能緊貼巖面，達(dá)到最佳防護(hù)效果，錨桿孔位盡可能布置在巖面低凹處，對繩網(wǎng)連續(xù)懸空面積＞5 m2部位還增設(shè)Φ16的雙鋼繩錨桿加固。鋼絲繩錨桿安裝，桿長不小于3 m，錨孔不小于50 mm，抗拔力不小于50 kN，

注漿采用M25的水泥砂漿或純水泥漿，控制配合比，壓漿前插入錨桿，自下而上注漿，嚴(yán)格遵守錨桿施工規(guī)范，施工前做抗拔試驗(yàn)。

3.2.3 被動防護(hù)網(wǎng)

被動防護(hù)網(wǎng)作用原理，采用錨桿、鋼柱、支撐繩和拉錨繩等固定方式將鋼絲繩網(wǎng)以一定角度安裝在坡面上形成柵欄式的攔石網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)攔截飛石、落石、滾石等的一種防護(hù)系統(tǒng)。大峽谷景區(qū)內(nèi)被動網(wǎng)主要設(shè)置在地形起伏變化大的溝槽部位，巖壁植被較發(fā)育危巖區(qū)和崩坡積層堆積區(qū)等游客經(jīng)過地段（圖10、圖11），采用RXI-150型網(wǎng)型R12/3/300被動防護(hù)網(wǎng)系統(tǒng)，不同地段設(shè)計不同防護(hù)高度和外傾角度，以達(dá)到最佳防護(hù)效果。絕壁棧道段被動防護(hù)網(wǎng)，鋼柱14#熱鍍鋅工字鋼，間距5 m，外傾角度呈110°，鋼柱與基座地腳錨桿螺栓固定，涂防銹漆層，地腳錨桿長不小于2 m，孔徑不小于Φ50，巖石基礎(chǔ)頂面采用10 cm厚的M20水泥砂漿抹平，在覆蓋層厚地段或大于50 cm基座均采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆。每根鋼柱上連接1根上拉錨繩，最兩端鋼柱分別連接1根側(cè)拉錨繩，與鋼絲繩錨桿連接，鋼絲繩錨桿長不小于2 m，孔徑不小于Φ50。減壓環(huán)分布在上拉錨繩和上下支撐繩上，其中每根上拉錨繩與下支撐繩上分別套接2個減壓環(huán)，每根上支撐繩上套接1個減壓環(huán)。鋼柱間以5.0 m×5.0 m的DO/08/150型柔性鋼絲繩網(wǎng)通過Φ12縫合繩與上下支撐繩連接組合構(gòu)成一個整體，同時在鋼繩網(wǎng)內(nèi)鋪設(shè)小網(wǎng)孔的SO/2.2/50型格柵網(wǎng)。

3.2.4 被動防護(hù)網(wǎng)棚

為加強(qiáng)核心景點(diǎn)絕壁棧道上游客安全保障，絕壁棧道上方5 m高處設(shè)置一道懸挑式被動防護(hù)網(wǎng)棚。網(wǎng)棚挑梁骨架采用14#熱鍍鋅工字鋼結(jié)構(gòu)，呈銳角“∠”形，外沿超過游步棧道護(hù)欄，經(jīng)過實(shí)地測量計算，挑梁支架上邊長3.56 m、水平角度下斜45°，支架下邊長2.5 m、水平上斜角度10°，支架水平間距3 m，支架腳板與4根M28×2 000高強(qiáng)度地腳錨桿螺栓固定，涂防銹漆層，錨桿長不小于2 m，孔徑不小于50 mm，內(nèi)傾角15°，注漿采用M25的水泥砂漿或純水泥漿，錨桿安裝如前所述。

棚面采用RXI-150環(huán)形網(wǎng)，網(wǎng)型為R12/3/300，攔截撞擊能1 500 kJ落石，鋼絲強(qiáng)度不應(yīng)低于1 770 MPa，熱鍍鋅等級不低于AB級，單環(huán)搭接長度不小于100 mm，無機(jī)械損傷和銹蝕現(xiàn)象（圖12）。

棚網(wǎng)安裝，上下支撐繩采用Φ22雙繩，每跨每根各1個減壓環(huán)；上拉錨繩采用Φ18單繩，“人”字形布置，每根1個減壓環(huán)；側(cè)拉錨繩采用Φ18雙繩[4]；縫合繩采用Φ12柔性鋼絲繩，環(huán)形網(wǎng)單個環(huán)與工字鋼用Φ12縫合繩連接卡緊（圖13）。環(huán)形網(wǎng)上部鋪設(shè)雙層鋼絲格柵網(wǎng)（一層格柵網(wǎng)，一層雙絞六邊網(wǎng)），采用直徑為2.2 mm的熱鍍鋅鋼絲編制成網(wǎng)孔為50 mm×50 mm的鋼絲格柵及60 mm×80 mm的雙絞六邊網(wǎng)，格柵網(wǎng)片邊界間不小于5 cm的疊置，格柵間用1.2 mm鋼絲綁扎，綁扎間距不得大于1 m。上支撐繩與巖壁之間采用Φ18雙鋼絲錨繩錨桿連接加固，錨桿間距1 m，長度不小于2 m，孔徑不小于50 mm，錨桿安裝如前所述。

4 景區(qū)危巖監(jiān)測

采用設(shè)備儀器和人工對景區(qū)危巖體進(jìn)行科學(xué)長期監(jiān)測，是排查景區(qū)危巖安全隱患不可缺少的長期措施，可以有效預(yù)測危巖體變形發(fā)展變化趨勢，及時發(fā)現(xiàn)和預(yù)報險情，提前關(guān)閉景點(diǎn)區(qū)域，排除安全隱患。

5 總結(jié)

通過對恩施大峽谷風(fēng)景區(qū)危巖防治經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，在喀斯特地貌地質(zhì)景區(qū)開發(fā)過程中，危巖防治應(yīng)作為景區(qū)建設(shè)重要環(huán)節(jié)，景區(qū)危巖防治方案應(yīng)從以下幾個方面考慮：以人為本，安全可靠，最大限度保障游客安全；以防為主、以治為輔，減少對景區(qū)內(nèi)自然地質(zhì)遺跡景觀破壞。主（被）網(wǎng)安全防護(hù)技術(shù)能克服施工受地形條件限制，施工安全便捷，材料輕便，成本經(jīng)濟(jì)等，其在自然地質(zhì)景區(qū)危巖防治中值得借鑒。

參考文獻(xiàn)

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[2] 陳洪凱，唐紅梅，王蓉.三峽庫區(qū)危巖穩(wěn)定性計算方法及應(yīng)用[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報，2004（4）：614-619.

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[4] 白剛剛，趙瑛，陳菊林，等.青海瑪多花石峽危巖發(fā)育特征與工程治理分析評價[J].青海國土經(jīng)略，2016（2）：69-72.