滑坡隱患災害防治工程的現(xiàn)場變形監(jiān)測與分析

王俊

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

【關鍵詞】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，因此對滑坡隱患災害防治工程的土體或巖體進行變形監(jiān)測意義重大[1]。監(jiān)測技術是采用一定的技術手段安裝或者埋設儀器設備，對土體或巖體結構的實時狀態(tài)進行動態(tài)測試和分析，用于指導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70年代，在美國的全球定位系統(tǒng)中首先提出，該技術通過GPS接收機、天線、顯示設備及計算機等，對任何地點位置進行精確定位。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)點在于不需要通視兩個觀測點，而且觀測點位選擇也很方便，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，保持基準點不動的情況下，移動其他的監(jiān)測點位，并通過分析觀測點位當前坐標與初設坐標的差異確定其運行狀態(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中，國內使用較多的是國產T字型的傾斜儀。

2.變形監(jiān)測實際操作

使用高精度的全站儀對山體的平面位移進行監(jiān)測，實踐操作為：從GPS控制點提出A、B、C、D四個監(jiān)測基準點，在點C處架設全站儀，在點D處架設條平臺用以定向，采用極坐標法采集平面內的位移點的三維坐標數(shù)據(jù)，使用三維坐標變化量公式計算三維變化量進而推算平面位移量。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180度，再將其放入斜管底部位置重復上述操作，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），此方法是內部傾斜監(jiān)測（表1所示）。

另一種方法是內部相對位移監(jiān)測，如果山體滑坡出現(xiàn)變形，則滑體內部的兩點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兩點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點，另一點選擇變形明顯的位點，而對相對位移量的計算需采用多點位（圖1所示）計算，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)定性的預測是否準確有效，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)測信息的真實性產生干擾，以此在確定報告之前需要對相關數(shù)據(jù)做預處理，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)測值與技術警戒值相比較及監(jiān)測物理量對比等，在工程實踐中通常與作圖法、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)律特點的數(shù)值，而特征值統(tǒng)計法是借助特征值統(tǒng)計結果，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、塌方、不良地質條件、地下水作用及預應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)測資料的認識和理解。

4.結束語

坡體隱患災害防治工程現(xiàn)場的變形監(jiān)測和分析工作需要時刻保持嚴謹?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，完成坡體隱患災害防治工程變形監(jiān)測的目標。

【參考文獻】

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

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