滑坡隱患災(zāi)害防治工程的現(xiàn)場變形監(jiān)測與分析

王俊

【摘要】滑坡監(jiān)測技術(shù)是減少和防治地質(zhì)災(zāi)害的重要手段，可以為防治滑坡隱患災(zāi)害方案設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù)，確保防治工程的施工安全。文中從山體變性監(jiān)測方案設(shè)計(jì)入手，深入研究防治工程現(xiàn)場變形監(jiān)測的實(shí)踐操作和分析。

【關(guān)鍵詞】滑坡隱患；變形監(jiān)測；監(jiān)測與分析

0.引言

滑坡隱患災(zāi)害主要是指在高差較大斜坡上的土體或巖體，在外部環(huán)境影響下和重力作用下沿著一定方向發(fā)生位移，對人們的生命安全造成很大威脅，因此對滑坡隱患災(zāi)害防治工程的土體或巖體進(jìn)行變形監(jiān)測意義重大[1]。監(jiān)測技術(shù)是采用一定的技術(shù)手段安裝或者埋設(shè)儀器設(shè)備，對土體或巖體結(jié)構(gòu)的實(shí)時狀態(tài)進(jìn)行動態(tài)測試和分析，用于指導(dǎo)防治工程的施工工序和工藝。

1.滑坡監(jiān)測基本方法

1.1GPS法

GPS測量法最早出現(xiàn)于上世紀(jì)70年代，在美國的全球定位系統(tǒng)中首先提出，該技術(shù)通過GPS接收機(jī)、天線、顯示設(shè)備及計(jì)算機(jī)等，對任何地點(diǎn)位置進(jìn)行精確定位。GPS測量法在測量滑體水平位移方面的誤差可以控制在（±5）mm之間，在高程測量方面的誤差可以控制在（±10）mm之間，使用GPS法測量滑坡地表變形量的主要優(yōu)點(diǎn)在于不需要通視兩個觀測點(diǎn)，而且觀測點(diǎn)位選擇也很方便，能夠全天候監(jiān)測滑體的不同變化階段。

1.2大地測量

該方法共需要三種儀器：水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀、測距儀，大地測量法的基本原理需要在監(jiān)測體穩(wěn)定的情況下監(jiān)測出多個不同的通視監(jiān)測點(diǎn)，保持基準(zhǔn)點(diǎn)不動的情況下，移動其他的監(jiān)測點(diǎn)位，并通過分析觀測點(diǎn)位當(dāng)前坐標(biāo)與初設(shè)坐標(biāo)的差異確定其運(yùn)行狀態(tài)。

1.3地表傾斜測量法

該方法主要用于觀測滑體表面變化的傾斜方向和傾斜角度，而當(dāng)前在該方法中使用的儀器主要有美國Sinco盤式傾斜儀，量程為±30°，該方法主要用在監(jiān)測傾斜較大的滑體當(dāng)中，國內(nèi)使用較多的是國產(chǎn)T字型的傾斜儀。

2.變形監(jiān)測實(shí)際操作

使用高精度的全站儀對山體的平面位移進(jìn)行監(jiān)測，實(shí)踐操作為：從GPS控制點(diǎn)提出A、B、C、D四個監(jiān)測基準(zhǔn)點(diǎn)，在點(diǎn)C處架設(shè)全站儀，在點(diǎn)D處架設(shè)條平臺用以定向，采用極坐標(biāo)法采集平面內(nèi)的位移點(diǎn)的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，使用三維坐標(biāo)變化量公式計(jì)算三維變化量進(jìn)而推算平面位移量。公式為：△xi=Xi+1-Xi；△yi=Yi+1-Yi；△xi=Hi+1-Hi；△H=Hn-H1.

對山體進(jìn)行深層位移監(jiān)測需使用便攜式手動測斜儀或滑動式測斜儀。如果使用手動測斜儀，為了可以獲得完成的測斜儀觀測報(bào)告，需要在測管的四周開展一系列的傾斜觀測。

在滑動式測斜儀存在兩組小滑輪，兩者的距離為0.5m，測量時要將測頭放在斜管的底部位置，并逐步向上提升感應(yīng)纜繩，纜繩每上升0.5m需要記錄一次數(shù)據(jù)，記作（A+），之后將測頭取出并旋轉(zhuǎn)180度，再將其放入斜管底部位置重復(fù)上述操作，此時測得數(shù)據(jù)記作（A-），有上述兩組數(shù)據(jù)綜合計(jì)算的本次觀測值：[（A+）-（A-）]*0.025，山體的累積位移量（Di）為：（本次觀測值）-（第一次觀測值）+（上一深度累積量：Di+0.5），此方法是內(nèi)部傾斜監(jiān)測（表1所示）。

另一種方法是內(nèi)部相對位移監(jiān)測，如果山體滑坡出現(xiàn)變形，則滑體內(nèi)部的兩點(diǎn)之間的相對位置就會發(fā)生變化，因此可以使用儀器測量山體內(nèi)兩點(diǎn)之間的相對位移判斷沉降。在滑坡變形范圍以外尋找一個變形微小的基準(zhǔn)點(diǎn)，另一點(diǎn)選擇變形明顯的位點(diǎn)，而對相對位移量的計(jì)算需采用多點(diǎn)位（圖1所示）計(jì)算，測量出坡體沿孔軸線的位移變化。

3.變形監(jiān)測數(shù)據(jù)分析

3.1監(jiān)測數(shù)據(jù)預(yù)處理

滑坡監(jiān)測信息的精度直接影響著對滑坡穩(wěn)定性的預(yù)測是否準(zhǔn)確有效，但是在工程現(xiàn)場往往存在降雨、地震及其他工程活動等因素對滑坡監(jiān)測信息的真實(shí)性產(chǎn)生干擾，以此在確定報(bào)告之前需要對相關(guān)數(shù)據(jù)做預(yù)處理，包括剔除異常數(shù)據(jù)、插值處理、位移適量投影、平滑處理等[2]。

3.2監(jiān)測數(shù)據(jù)分析

比較法是通過分析監(jiān)測數(shù)據(jù)的變化規(guī)律，判斷建筑物或者山體目前的狀態(tài)是否對稱和穩(wěn)定，該方法通常有監(jiān)測成果與理論成果相對照、監(jiān)測值與技術(shù)警戒值相比較及監(jiān)測物理量對比等，在工程實(shí)踐中通常與作圖法、回歸分析法等共同使用，對得到的主要圖形和特征值作出結(jié)論。

作圖法是指根據(jù)數(shù)據(jù)分析的具體要求，繪出分布圖、綜合過程線、相關(guān)圖及過程線圖，通過圖形直觀地分析和了解山體位移變化量之間的規(guī)律（如圖2所示），推測觀測荷載因素對觀測值的影響程度，判斷數(shù)據(jù)書否存在異常。

特征值是指能夠明顯揭示出山體監(jiān)測物理量變化規(guī)律特點(diǎn)的數(shù)值，而特征值統(tǒng)計(jì)法是借助特征值統(tǒng)計(jì)結(jié)果，對比監(jiān)測物理量的變化規(guī)律是否合理，而且目前國內(nèi)外在巖土工程中均使用特征值來監(jiān)測山體變化規(guī)律、變化幅度及山體趨于穩(wěn)定的時間，推測其變化最大的軸線方向及位置。

觀測值影響因素分析法是指提前收集好開挖施工、空間效應(yīng)、塌方、不良地質(zhì)條件、地下水作用及預(yù)應(yīng)力錨索加固等多種因素對即將觀測數(shù)值的影響程度，并判斷影響規(guī)律，通過綜合分析提高對監(jiān)測資料的認(rèn)識和理解。

4.結(jié)束語

坡體隱患災(zāi)害防治工程現(xiàn)場的變形監(jiān)測和分析工作需要時刻保持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，在監(jiān)測過程中需要時刻注意所采集數(shù)據(jù)是否存在異常，或是否與其他的可計(jì)量因素存在聯(lián)系，并采用不同的分析方法綜合處理，完成坡體隱患災(zāi)害防治工程變形監(jiān)測的目標(biāo)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]佘詩剛，林鵬.中國巖石工程若干進(jìn)展與挑戰(zhàn)[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2014，11（03）：433-457.

[2]彭歡，黃幫芝，楊永.滑坡監(jiān)測技術(shù)方法研究[J].資源環(huán)境與工程，2012，12（01）：45-50.