主(被)動網安防技術在喀斯特地貌地質景區危巖防治中的應用

收稿日期：2023-11-01

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

摘 要：喀斯特地貌自然地質景區內巖崩、墜石等現象，嚴重威脅游客安全，危巖防治是排除景區安全隱患重要環節，景區危巖防治措施既要安全可靠、施工便捷，經濟合理，又要能有效保護自然地質遺跡景觀。以恩施大峽谷地質景區內危巖防治為例，探討了主（被）動網安全防護技術在自然地質景區危巖防治中的應用。

關鍵詞：主（被）動網；安防技術；喀斯特地貌；地質景區；危巖防治

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

隨著文旅產業發展，人文、歷史、自然等旅游資源得到有效開發，尤其是以險奇雄喀斯特地貌自然地質景區相繼開發以來，人們在欣賞大自然美景同時，景區內巖崩、墜石現象時有發生，嚴重威脅游客的安全。因此，有效防治喀斯特地貌地質景區內危巖是消除景區安全隱患重要的一環。以恩施大峽谷景區危巖防治為例，探討了主（被）動網安全防護技術在喀斯特地貌地質景區防治危巖中的應用。

1 大峽谷景區的基本情況

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

屬鄂西南構造剝蝕侵蝕中山區，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大冶組三段（T1d3）[1]。景區分布著絕壁、峰叢、巖柱、天坑、地縫、溶洞、暗河等喀斯特地貌地質景觀，著名景點有凈高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地層、左岸為2.5億～2.8億年前二疊紀地層的地縫等（圖3）。

2 景區危巖基本特征及其成因分析

2.1 危巖基本特征

景區地形條件十分復雜，主要借助無人機、望遠鏡、紅外線掃描儀、長焦距相機等設備對絕壁、峰叢、石柱立面上的危巖進行調查，調查發現僅絕壁棧道上部就存在的危巖達數十處（圖4），呈現出不同形態特征，有底部懸空懸掛狀、帽檐狀的（圖5、圖6），有重心外傾柱狀、板狀等形態的危巖體（圖7），崖頂、巖壁裂縫和巖壁臺階上風化散落著活動巖塊。

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條件因影響外，還長期受風化、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，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，在風化、水蝕、根裂、自重等作用下失穩下墜；危巖傾倒式破壞是因危巖與母巖壁間僅存斷續貫通的裂隙面在風化、水蝕、根裂、溫差等作用下大面積貫通，危巖體重心出現在底座局部臨空支點外側，危巖體就會沿著支點向臨空方向傾倒；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[2]。

3 自然地質景區危巖防治的理念

3.1 危巖防治原則

以人為本、安全可靠、施工便捷、經濟合理，有效保護自然地質遺跡景觀，最大限度地保障游客安全。

3.2 危巖防治方案

根據自然地質景區危巖防治原則，兼顧與自然景觀相協調，大峽谷景區危巖防治以防為主、治為輔。防護主要是采取主動防護與被動防護相結合的防治措施，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加固較大體積危巖。因此，主（被）動防護網安全防護技術應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，隱蔽不易被發現的巖壁植被發育處和巖壁裂縫中塊狀危巖。

3.2.2 主動防護網

主動防護網作用原理，采用鋼絲繩錨桿和支撐繩固定方式柔性金屬網覆蓋具有潛在地質災害坡面上，加固邊坡限制危石運動范圍，主動防護網由菱形鋼繩網、支撐繩、鋼絲格柵、鋼絲繩錨桿等組成[3]。針對大峽谷景區內絕壁棧道上部（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（圖9），采用GPS2型SNS主動柔性防護網系統，Φ18縱向和Φ18橫向支撐繩，與4 m

×4 m正方形布置的2根Φ16鋼絲繩錨桿相聯結，構成每個4 m×4 m支撐繩網格，支撐繩網內先鋪設小網孔的SO/2.2/50型格柵網，然后鋪設3.5 m×3.5 m的DO/08/300型鋼繩網，用Φ12柔性鋼絲縫合繩將每張鋼繩網與支撐繩進行縫合并預張拉，為使鋼繩網盡可能緊貼巖面，達到最佳防護效果，錨桿孔位盡可能布置在巖面低凹處，對繩網連續懸空面積＞5 m2部位還增設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，嚴格遵守錨桿施工規范，施工前做抗拔試驗。

3.2.3 被動防護網

被動防護網作用原理，采用錨桿、鋼柱、支撐繩和拉錨繩等固定方式將鋼絲繩網以一定角度安裝在坡面上形成柵欄式的攔石網，從而實現攔截飛石、落石、滾石等的一種防護系統。大峽谷景區內被動網主要設置在地形起伏變化大的溝槽部位，巖壁植被較發育危巖區和崩坡積層堆積區等游客經過地段（圖10、圖11），采用RXI-150型網型R12/3/300被動防護網系統，不同地段設計不同防護高度和外傾角度，以達到最佳防護效果。絕壁棧道段被動防護網，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，每根上支撐繩上套接1個減壓環。鋼柱間以5.0 m×5.0 m的DO/08/150型柔性鋼絲繩網通過Φ12縫合繩與上下支撐繩連接組合構成一個整體，同時在鋼繩網內鋪設小網孔的SO/2.2/50型格柵網。

3.2.4 被動防護網棚

為加強核心景點絕壁棧道上游客安全保障，絕壁棧道上方5 m高處設置一道懸挑式被動防護網棚。網棚挑梁骨架采用14#熱鍍鋅工字鋼結構，呈銳角“∠”形，外沿超過游步棧道護欄，經過實地測量計算，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環形網，網型為R12/3/300，攔截撞擊能1 500 kJ落石，鋼絲強度不應低于1 770 MPa，熱鍍鋅等級不低于AB級，單環搭接長度不小于100 mm，無機械損傷和銹蝕現象（圖12）。

棚網安裝，上下支撐繩采用Φ22雙繩，每跨每根各1個減壓環；上拉錨繩采用Φ18單繩，“人”字形布置，每根1個減壓環；側拉錨繩采用Φ18雙繩[4]；縫合繩采用Φ12柔性鋼絲繩，環形網單個環與工字鋼用Φ12縫合繩連接卡緊（圖13）。環形網上部鋪設雙層鋼絲格柵網（一層格柵網，一層雙絞六邊網），采用直徑為2.2 mm的熱鍍鋅鋼絲編制成網孔為50 mm×50 mm的鋼絲格柵及60 mm×80 mm的雙絞六邊網，格柵網片邊界間不小于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 景區危巖監測

采用設備儀器和人工對景區危巖體進行科學長期監測，是排查景區危巖安全隱患不可缺少的長期措施，可以有效預測危巖體變形發展變化趨勢，及時發現和預報險情，提前關閉景點區域，排除安全隱患。

5 總結

通過對恩施大峽谷風景區危巖防治經驗總結，在喀斯特地貌地質景區開發過程中，危巖防治應作為景區建設重要環節，景區危巖防治方案應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，減少對景區內自然地質遺跡景觀破壞。主（被）網安全防護技術能克服施工受地形條件限制，施工安全便捷，材料輕便，成本經濟等，其在自然地質景區危巖防治中值得借鑒。

參考文獻

[1] 袁飛，付強，熊華盛，等.恩施大峽谷絕壁棧道危巖特征與防治方法探討[J].資源環境與工程，2019，33（S1）：59-63.

[2] 陳洪凱，唐紅梅，王蓉.三峽庫區危巖穩定性計算方法及應用[J].巖石力學與工程學報，2004（4）：614-619.

[3] 余勇.SNS柔性防護系統在山區橋梁施工安全中的應用[J].安全，2010，31（8）：4-6.

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