滑坡灾害监测方法综述(用)

1、滑坡灾害监测方法综述林水通(厦门地质工程勘察院摘 要:滑坡监测是滑坡防治工程施工、运行安全的保证,通过监测进行设计验证,可以达到优化设计的效果,同时也为滑坡预测预报提供了依据。本文介绍了滑坡监测的目的、内容,以及一些常用的滑坡监测技术方法。关键词:滑坡 监测内容 监测方法中图分类号:P642 22 文献标识码:A 文章编号:1004-6135(200605-0073-02Su mm ary of the Landsli d eM onit ori n g M ethodsL i n Shu itong(x ia m en i nstitute of eng i neer i ng geolog

2、y exp l o ra tionAbst ract:L andslide m on itor i ng is the prom ise of the eng i neer i ng constructi on and safe t y i n operati on o f t he contro lli ng pro ject T he des i gn ve rifica ti on,wh i ch is basic on the mon it o ri ng,can get t he effecti veness of opti m u m design A t t he m eanti

3、 m e,it can be t he g i st of l andsli de forecasti ng T he thesi s i ntroduced the ob j ec ti ve and content o f l andsli de m on itor i ng,and some regular m e t hods of itK eywords:L andslide;M on itor i ng Con tent;M on itor i ng M e t hod0 前言我国是地质灾害多发国家之一,尤以滑坡灾害的影响最为严重。据不完全统计,中国有70多座城市和460多个县市受

4、到滑坡灾害的威胁及危害,平均每年至少造成1523亿元的经济损失1。同时,很多国家重点工程的建设运营也受到滑坡灾害的威胁,如长江三峡水利工程、西南多山地区水利工程等。近年来,我国政府对地质灾害投入了极大的关注,组织全国各个部门力量,全面展开地质灾害防治工作。但是,由于滑坡易发区地质条件的复杂性,很多已进行治理的滑坡仍然存在持续变形甚至滑动的可能。因此,对于已治理滑坡的监测以及预测同样具有十分重要的意义。1 滑坡监测的目的通过滑坡监测,可以了解和掌握滑坡体的演变过程,及时捕捉崩滑灾害的特征信息,为正确分析、评价滑坡以及滑坡预测、预报等提供可靠资料和科学依据。长江西陵峡新滩滑坡(1985年6月12日

5、,3000 104m3,设站仪器观测,经监测预报,减少直接经济损失8700万元;湖北秭归县马家坝滑坡(1986年7月16日,2882 104m3,宏观前兆法捕捉短临前兆报警使924人幸免于难;湖北秭归县鸡鸣寺滑坡(1991年6月9日,简易测桩监测,监测预报,无一人伤亡;甘肃省永靖县黄茨滑坡(1995年1月30日,600 104m3,仪表观测法监测预报成功;瑞士阿尔卑斯山滑坡(1991年5月15日,1500 104m3,设站仪器及自动连续观测监测预报成功23。这些监测预报成功的实例为探索研究滑坡监测技术方法积累了宝贵经验。2 滑坡监测内容滑坡监测内容包括滑坡形变监测、滑坡变形破坏的相关因素监测及

6、滑坡诱发因素监测。具体内容如下表:表1 滑坡监测内容一览表监测项目监测内容地质宏观监测滑坡裂隙(拉张裂隙、剪切裂隙、鼓张裂隙、扇形裂隙等、建筑物裂缝和泉水动态等;地表隆起、位移(如沟谷变窄、地面沉降、塌陷等。地表位移监测滑体的三维位移量、位移方向、位移速率等绝对位移量。深部位移监测深部裂缝、滑带等点与点之间的绝对位移量和相对位移量。地表水监测与滑体有关的河、沟、渠的水位、水量、含砂量等动态变化及农田灌溉用水的水量和时间。地下水监测钻孔、井水水位及水压力、泉水的动态变化等。气象监测指标包括降雨量、降雪量、融雪量、气温、蒸发量等内容。 不同类型的滑坡其监测的重点内容也不同。如降雨型土质滑坡应主要监

7、测地下水、地表水和降水动态变化;降雨型岩质滑坡还应增加裂缝的充水情况、充水高度等内容。冲蚀型及明挖型滑体应主要监测前缘的冲蚀和开挖情况,坡角被切割的宽度、高度、倾角及其变化情况,坡顶及谷肩处裂缝发育情况与充水情况。洞掘型滑体应进行倾斜、地声和井下地压监测。土质滑坡可不进行地声和地应力监测。另外,同一类型的滑坡由于其诱发因素不同,其监测的重点也不同。例如,同为土质滑坡,南方红土地区的滑坡,主要诱发因素是降雨,重点监测是雨量及降雨时间的连续性,而在西北的黄土地区,部分滑坡是由于冻融导致滑坡产生,所以重点监测温度变化所引起的土中含水量的变化4。3 滑坡监测方法从滑坡的监测内容来看,滑坡监测应该是由多

8、种监测方法相结合的。它既要监测地面、地下变形,同时也要监测诱发因素和相关因素。对于不同的监测目的、不同的滑坡发育阶段及不同的滑坡类型所选择的滑坡监测方法也不同。常用的监测方法有宏观地质监测法、大地精密测量法、GPS法,今年来也出现了许多新的测量方法,如近景摄影测量法和TDR监测法等。具体如下:(1宏观地质监测法这种方法主要是对滑坡发育过程中的各种迹象,如地裂隙、房屋、泉水动态等进行定期监测、记录,掌握滑坡的动态变化和发展趋势。其中,最常用的是对地表裂隙、建筑物变形的监测。在裂隙处设置简易监测标志,定期测量裂隙长度、宽度、深度的变化,以及裂隙的形态和开裂延伸方向等。由于滑坡体在滑动过程中各部位受

9、力性质和大小不同,滑速也不同,因而不同部位产生不同力学性质的裂隙,有滑坡后部的拉张裂隙、滑坡体中前部两侧的剪切裂隙、滑体前缘的鼓张裂隙和滑坡舌部的扇形裂隙。除此之外,还有一些滑坡标志,如封闭洼地、滑坡鼓丘、滑坡泉、马刀树、醉汉林等。该方法的特点是获取的信息直观可靠,简单经济,实用性较强,适应于对正在发生病害的边坡进行观测。但也存在内容单一、精度低和劳动强度大等缺点。(2大地精密测量法该方法即采用高精度光学和光电测量仪器,如精密水准仪、全站仪等仪器,通过测角和测距来完成监测任务。监测边坡的二维(X、Y方向水平位移常用前方交会法、距离交会法;监测水平单向位移常用视准线法、小角法、测距法;监测边坡的

10、垂直位移常用几何水准测量法、精密三角高程测量法。大地精密测量法长期以来受到滑坡工程监测人员的高度重视,是由于具有如下优点:能确定边坡地表变形范围;量程不受限制;能观测到边坡体的绝对位移量;精度高;通过三维测量能提供点位坐标和高程;测量数字化,和计算机技术结合形成系统,实时性强;一机多测点,效率高。适用于不同变形阶段的位移监测,但也受到地形条件和气象条件的限制,工作量大,周期长,连续观测能力差。(3G PS法最近十几年来,GPS作为现代大地测量的一种技术手段,已广泛应用于滑坡、地面沉降、地震、地裂缝等地质灾害监测中。通过跟踪GPS卫星连续不断地传送到全球的电磁波,系统可获取经度、纬度及三维坐标。

11、GPS法以坐标、距离和角度为基础,用新值与初始坐标之差反映目标的运动,来实现监测变形的目的。该法适用于滑坡不同变形阶段地表三维位移监测,滑坡监测GP S网中相邻两点最小距离为500m,最大距离为10k m。它可以实现三维大地测量,进行连续监测及实现测量过程的自动化,作业简单方便,具有全天候、高精度、全自动、低投资等优点。存在的问题是在高山地区,卫星信号易被遮挡,多路径效应较为严重,对测量有一定影响,另外接收机的价格较贵,妨碍其推广应用。(4近景摄影测量法该方法是把近景摄影仪放置在2个不同的固定测点上,同时对边坡范围内观测点摄影构成立体像时,利用立体坐标仪量测像片上观测点三维坐标的一种方法。主要

12、适应于变形速率较大的滑坡水平位移及危岩陡壁裂缝变化监测。其优点是操作方便、外业省时省力,可以同时测定多个观测点在某一瞬间的空间位置,所获得的像片资料是滑坡地表变化的实况记录,并且可以随时进行比较。缺点是观测的绝对精度低,受气候条件影响较大,但仍可满足甭滑体处于速变、剧变阶段的监测要求。(5TDR监测法时间域反射测试技术(T i m e D oma i n R eflecto m etry是一种电子测量技术,许多年来,一直被用于各种物体形态特征的测量和空间定位。TDR用于滑坡监测时,向埋入监测孔内的电缆发射脉冲信号,当遇到电缆在孔中产生变形时,就会产生反射波信号。经过对反射信号的分析,就能确定电

13、缆发生形变的程度和位置。该方法具有价格低廉、监测时间短、可遥测、安全性高以及数据提供快捷的优点。同时也存在不足之处在于,它不能用于需要监测倾斜情况但不存在无剪切作用的区域,而且仅能确定剪切面,无法确定滑坡移动的方向。另外,TDR技术监测滑坡的有效性是以其测试电缆的变形为前提,若电缆未产生变形破坏,就很难监测滑坡的位移。6 总结滑坡的失稳破坏,都有一个从渐变到突变的发展过程,一般单凭人们的直觉是难以发现的,必须依靠精密的监测仪器和适宜的技术方法进行周密监测。借助监测来了解滑坡的实际状况及其稳定性,既为工程安全提供了科学依据,又对修改设计、指导施工提供了可靠资料,能帮助人类规避风险,把滑坡灾害损失

14、降低到最小程度。滑坡监测技术的迅速发展,必将促进监测范围不断扩大、自动化系统、数据处理和资料分析系统、监测预报系统等技术方法日趋完善。参考文献:1王尚庆等。长江三峡滑坡监测预报M。北京:地质出版社,1998。2陈永波,王成华。滑坡系统监测及预报J。水土保持研究,2001,6。3易庆林,王尚庆,涂鹏飞。崩塌滑坡监测方法适用性分析J。中国地质灾害与防治学报,1996,7。4周平根。滑坡监测的指标体系及技术方法J。地质力学学报,2004,3。(上接第76页曲线的发展过程表明,在基坑开挖的初始阶段,基坑坡顶沉降值较小,均在0 5mm以内,开挖中期,由于施工机械荷载作用、基坑内部支护未能及时发挥作用,土体水平位移有一定幅度的增加,当地下室墙体结构施工完成,刚度形成,沉降曲线趋于水平。数据结果表明,沉降值最大点为J1点,在4 0mm左右,这也远小于规范的容许