[发明专利]一种旅游条件下地下洞室防风化双隔离安全通道方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于旅游条件下确保游客安全和地下洞室长期保护的防风化双隔离安全通道方法。上述地下洞室包括古代的地下墓室、石窟寺、古代地下岩石工程(如古地下采石场)、喀斯特溶洞等。

背景技术

1.在旅游条件下地下洞室群防风化和长期保护的迫切性

历史遗存下来大量的地下洞室群。这些洞室群是生活在不同朝代的人们根据不同目的(例如宗教活动、采矿、采石、居所和军事等)而建造的，由于它们往往能折射所建年代的社会条件、艺术特点和蕴藏着古工程科学思想和高超技术，所以其中相当一部分不仅成为国家不同级别的文物保护单位，而且还成为游客观赏的对象、科普旅游基地。显然，在旅游条件下，这些洞室群将面临着如何保证旅游安全和如何长期保护(特别是防风化)问题的双重挑战。对于前者，将因洞室围岩的劣化而变得困难。对于后者，问题也十分复杂，其复杂性往往与洞室围岩的破坏程度有关，而围岩的破坏则主要取决于地质条件(包括岩性、构造等)、工程条件(包括洞跨、洞高和多洞结构的复杂性)和围岩所处的环境条件。而问题的严重性还在于，目前防止围岩风化的方法不多。

在我国很多地区(尤其是西南地区)，一些喀斯特溶洞也被开发为旅游景区。这些喀斯特溶洞的形成大都需要百万年甚至更长时间。喀斯特溶洞不仅是很好的旅游资源，它也具有很高的科研价值(比如可从钟乳石和石笋中提取信息来研究古环境)。但是随着游客的增加，游客因呼吸残留在洞内的CO₂也会增多，而洞室内的钟乳石和石笋会受到CO₂的侵蚀。更有甚者，某些游客会折断洞室中钟乳石和石笋而对洞室造成永久的损害。目前已开发为旅游的喀斯特溶洞中尚未有相关的防护措施。

2.既有防风化和长期保护方法技术的调查

经过对国内多种开发为旅游的地下洞室的调查，发现其中相当一部分未采用防风化和长期保护措施。通过对已采用防风化和长期保护措施的洞室进行分析，可归纳为以下几种方法：

(1)破坏区修复和洞内CO₂监测的保护方法

在所调查的洞室中，有一类属于顶板上无窗无洞口(水平洞口)、仅有垂直向洞口的洞室，比如石窟寺。通过调查，发现很多石窟寺(如世界文化遗产敦煌石窟中的某些洞室)就采用了上述防风化和长期保护措施。管理部门首先按照文物保护原则修复了破坏的洞口，还采取限制每批旅客入洞的人数、定期监测因游客呼吸残留在洞内CO₂的含量、不准拍照、洞内不设灯(仅允许导游用手电照明讲解)等防风化措施。另外，还在洞内设栏杆以避免游客靠近石窟洞壁。

(2)破坏区修复和洞口(水平洞口)封闭的保护方法

举浙江省重点文物保护单位——龙游石窟为例。管理部门对于龙游石窟3号洞洞口的坍塌之处进行修复，同时根据龙游石窟这一地下工程的洞口在顶板上而成为水平洞口的特点，采取了对洞口加透明盖进行封闭的措施。

3.现有防风化长期保护方法、技术的效果分析

敦煌石窟和龙游石窟对于已发生的破坏区都采取修复的方法，不仅必要而且也很有效果。在防风化方面，敦煌石窟管理部门注意到游客呼出CO₂可以造成围岩风化这一问题是正确的，因此他们所采取的限制入洞游客人数和CO₂监测等措施也是适当的；另外，所采取的不准带电入洞、禁止照相也是适当的，因为在手电和照相的光线中含有加速围岩风化的紫外线。龙游石窟在防风化方面所采用的措施也是必要且有效的。为水平洞口所加的透明盖是有机玻璃制作的。它可防止雨水和沙尘进入洞室，有助于减小洞内温湿度变化的幅度，有助于减缓洞室围岩的风化。

显然，上述这些措施是必要的、有科学根据和有效的，但不充分。理由如下：第一，在旅游条件下，游客不可能不进入洞内，也不得不把呼出的CO₂留在洞中，而CO₂有助于围岩的风化。因CO₂重于空气，加之洞室洞口较小所以不能靠自然排出。限制入洞人数可以减少CO₂，通过监测可了解洞内沉积CO₂的数量，但两者都无法减少洞内CO₂含量；第二，风和砂尘也可以进入，促进洞室围岩的风化；第三，洞口的存在也不利于洞室保持恒温恒湿，过大的温湿度变化，将不利于洞室的防风化；第四，洞底未加保护，岩土体可在众多游客的长期踩踏下磨损；第五，未能采取有效措施防治顶板因风化而产生的可能伤及游客的掉块。

发明内容