滑坡隱患災害防治工程的現場變形監測與分析

王俊

【摘要】滑坡監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，確保防治工程的施工安全。文中從山體變性監測方案設計入手，深入研究防治工程現場變形監測的實踐操作和分析。

【關鍵詞】滑坡隱患；變形監測；監測與分析

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，在外部環境影響下和重力作用下沿著一定方向發生位移，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測意義重大[1]。監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進行動態測試和分析，用于指導防治工程的施工工序和工藝。

1.滑坡監測基本方法

1.1GPS法

GPS測量法最早出現于上世紀70年代，在美國的全球定位系統中首先提出，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、經緯儀、測距儀，大地測量法的基本原理需要在監測體穩定的情況下監測出多個不同的通視監測點，保持基準點不動的情況下，移動其他的監測點位，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。

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測，實踐操作為：從GPS控制點提出A、B、C、D四個監測基準點，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據，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需要記錄一次數據，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，此時測得數據記作（A-），有上述兩組數據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測（表1所示）。

另一種方法是內部相對位移監測，如果山體滑坡出現變形，則滑體內部的兩點之間的相對位置就會發生變化，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.變形監測數據分析

3.1監測數據預處理

滑坡監測信息的精度直接影響著對滑坡穩定性的預測是否準確有效，但是在工程現場往往存在降雨、地震及其他工程活動等因素對滑坡監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據做預處理，包括剔除異常數據、插值處理、位移適量投影、平滑處理等[2]。

3.2監測數據分析

比較法是通過分析監測數據的變化規律，判斷建筑物或者山體目前的狀態是否對稱和穩定，該方法通常有監測成果與理論成果相對照、監測值與技術警戒值相比較及監測物理量對比等，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。

作圖法是指根據數據分析的具體要求，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，判斷數據書否存在異常。

特征值是指能夠明顯揭示出山體監測物理量變化規律特點的數值，而特征值統計法是借助特征值統計結果，對比監測物理量的變化規律是否合理，而且目前國內外在巖土工程中均使用特征值來監測山體變化規律、變化幅度及山體趨于穩定的時間，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值的影響程度，并判斷影響規律，通過綜合分析提高對監測資料的認識和理解。

4.結束語

坡體隱患災害防治工程現場的變形監測和分析工作需要時刻保持嚴謹的態度，在監測過程中需要時刻注意所采集數據是否存在異常，或是否與其他的可計量因素存在聯系，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[J].巖石力學與工程學報，2014，11（03）：433-457.

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