覃永兵

（四川省煤田地質(zhì)局一三七隊(duì)，四川 達(dá)州 635006）

地球內(nèi)部活動(dòng)的加劇和城市的高速發(fā)展，是各種地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)的根源。地質(zhì)災(zāi)害隱患的頻繁發(fā)生，給人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)巨大的危害。在治理這些地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)的同時(shí)，應(yīng)急變形監(jiān)測(cè)是必不可少的一項(xiàng)工作，且起著極其凸顯的作用。但各個(gè)災(zāi)害點(diǎn)特點(diǎn)迥異，有時(shí)采用一種方法，有時(shí)又需采用幾種方法同時(shí)進(jìn)行。而一種合適的變形監(jiān)測(cè)方法顯得尤其重要。本文以通川區(qū)石龍溪滑坡應(yīng)急變形監(jiān)測(cè)為例，介紹了在應(yīng)急變形監(jiān)測(cè)中一些常用的方法，并對(duì)變形監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)的優(yōu)化進(jìn)行了分析。

1 項(xiàng)目概況

1.1 變形監(jiān)測(cè)區(qū)域概況

滑坡區(qū)位于達(dá)州市通川區(qū)北外鎮(zhèn)石龍溪，鎮(zhèn)政府駐地高家壩，距市中心城區(qū) 7km，距北外鎮(zhèn)城鎮(zhèn)以南約2km，屬210國(guó)道過(guò)境場(chǎng)鎮(zhèn)。其東與盤(pán)石鄉(xiāng)接壤，南與東城街道辦事處相依，西與西外鎮(zhèn)、雙龍鎮(zhèn)、東岳鄉(xiāng)交界，北與羅江鎮(zhèn)相鄰，境內(nèi)犀牛山和鳳凰山各座東西，州河橫貫?zāi)媳薄?/p>

2012年7月10日至12日暴雨期間該滑坡初次發(fā)生滑動(dòng)，變形破壞主要表現(xiàn)為后部滑移錯(cuò)臺(tái)、中部拉張裂縫、前緣滑塌。直接威脅到滑坡下方達(dá)州市紀(jì)委監(jiān)察局培訓(xùn)中心住宅大樓 200余人及停車(chē)場(chǎng)等生命財(cái)產(chǎn)安全，其直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)1000萬(wàn)元以上。至2013年5月在暴雨以及持續(xù)降雨時(shí)，滑坡位移量仍持續(xù)加劇，鑒于此滑坡危害的嚴(yán)重性對(duì)其進(jìn)行治理和監(jiān)測(cè)是非常必要的。

滑坡區(qū)為土質(zhì)陡坎和斜坡平臺(tái)組成，陡緩相間，土坎一般高2～5m，長(zhǎng)15～60m；平臺(tái)寬5～15m，均被達(dá)州市紀(jì)委監(jiān)察局種植的草木覆蓋；滑坡左右兩側(cè)基巖出露，右側(cè)居民零星分布，右側(cè)地形成脊?fàn)?，為?jiǎn)單的緩斜坡地貌?；潞缶壸罡邩?biāo)高約為347.7m，前緣最低標(biāo)高約為284.4m，高差約為63m。坡面整體呈階梯狀發(fā)育，同時(shí)呈陡坎、斜坡平臺(tái)、緩斜坡等微地貌發(fā)育。該滑坡縱向長(zhǎng)約75m，橫向?qū)捈s115m，面積約0.863×104m2，滑坡平均厚度約8m，總方量6.90×104m3，屬小型土質(zhì)滑坡，此次監(jiān)測(cè)僅為滑塌部分。

1.2 監(jiān)測(cè)目的

本次監(jiān)測(cè)的目的是為了精確掌握滑坡體和周邊建筑物的水平位移、垂直位移、滑帶相對(duì)位移及裂縫寬度變化等動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。在本次監(jiān)測(cè)過(guò)程中我單位科學(xué)、準(zhǔn)確、及時(shí)的分析和預(yù)報(bào)了滑坡體和建筑物的變形狀況，為相關(guān)部門(mén)科學(xué)決策提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，確保了周邊群眾和現(xiàn)場(chǎng)施工人員的生命財(cái)產(chǎn)安全，保證了應(yīng)急施工的如期進(jìn)行。

2 監(jiān)測(cè)方法

2.1 應(yīng)急變形監(jiān)測(cè)中常用的方法

應(yīng)急變形監(jiān)測(cè)是在地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)發(fā)生重大險(xiǎn)情后立即組織實(shí)施的一項(xiàng)監(jiān)測(cè)工作，面臨時(shí)間急迫、任務(wù)重，受監(jiān)測(cè)場(chǎng)地的限制監(jiān)測(cè)方法不好選擇。一般采用的方法有：

1）大地測(cè)量法。大地測(cè)量方法包括三角交會(huì)法、幾何水準(zhǔn)法、小角法、測(cè)距法、視準(zhǔn)線(xiàn)法等；主要常用的儀器設(shè)備有高精度光學(xué)和光電測(cè)量?jī)x器如水準(zhǔn)儀、全站儀等，通過(guò)測(cè)角、測(cè)邊來(lái)完成邊坡的監(jiān)測(cè)；其主要優(yōu)點(diǎn)是投入快、精度高、監(jiān)測(cè)范圍寬，直觀(guān)、安全，便于確定滑坡位移方向及變形速率。

2）GPS法。GPS法適用于邊坡體地表的三維位移監(jiān)測(cè)，特別適合于地形條件復(fù)雜、起伏大或建筑物密集、通視條件差的邊坡監(jiān)測(cè)。精度可達(dá)毫米級(jí)。

3）近景攝影法。近景攝影監(jiān)測(cè)適應(yīng)于變形速率較大的邊坡水平位移及危巖陡壁裂縫變化監(jiān)測(cè)，受氣候條件影響較大。精度不如傳統(tǒng)的測(cè)量方法。

4）測(cè)縫法。測(cè)縫法屬于簡(jiǎn)易觀(guān)測(cè)法，適應(yīng)于裂縫量測(cè)，巖土體張開(kāi)、閉合、位錯(cuò)、升降變化的監(jiān)測(cè)。

2.2 本項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)流程

1）本次滑坡應(yīng)急變形監(jiān)測(cè)采用四等導(dǎo)線(xiàn)測(cè)量的方式進(jìn)行基點(diǎn)聯(lián)測(cè)。所用儀器為T(mén)opcon GPT-7501全站儀，根據(jù)檢定結(jié)果顯示其測(cè)距中誤差為±1.06mm，一測(cè)回水平方向標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.59″，完全滿(mǎn)足本次變形監(jiān)測(cè)的精度要求。由于本次變形監(jiān)測(cè)采用的是獨(dú)立坐標(biāo)系和獨(dú)立高程基準(zhǔn)，沒(méi)有和已知點(diǎn)聯(lián)測(cè)，并且我們所需要的僅僅是各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的相對(duì)位置變化情況，故在進(jìn)行基點(diǎn)聯(lián)測(cè)的時(shí)候水平角、垂直角和距離分別各測(cè)2個(gè)測(cè)回。

2）在每周期的觀(guān)測(cè)中采用測(cè)回法對(duì)各個(gè)監(jiān)測(cè)樁進(jìn)行了精密的測(cè)角、測(cè)距（其中水平角、垂直角和距離分別觀(guān)測(cè)2測(cè)回），再根據(jù)角度和距離等數(shù)據(jù)計(jì)算出各個(gè)監(jiān)測(cè)樁的三維坐標(biāo)、坐標(biāo)變化量、變化速度等。在最開(kāi)始的半個(gè)月之內(nèi)每天通過(guò)測(cè)角和測(cè)距的方式檢核各個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)的穩(wěn)定性，經(jīng)檢核各個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)位置選擇相當(dāng)好，埋設(shè)特別穩(wěn)固，沒(méi)有發(fā)生移動(dòng)。

圖1 觀(guān)測(cè)墩

3）由于此滑坡監(jiān)測(cè)工程進(jìn)度要求得太急，在剛進(jìn)場(chǎng)的時(shí)候埋設(shè)了7個(gè)臨時(shí)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，采用極坐標(biāo)測(cè)量的方式進(jìn)行了臨時(shí)監(jiān)測(cè)，于此同時(shí)埋設(shè)高精度的強(qiáng)制對(duì)中監(jiān)測(cè)樁。

4）由于滑坡體內(nèi)及周邊出現(xiàn)多處裂縫，為了更準(zhǔn)確的分析預(yù)報(bào)，采用了數(shù)顯游標(biāo)卡尺（精度達(dá)0.01mm）對(duì)裂縫進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并保持與水平位移監(jiān)測(cè)和垂直位移監(jiān)測(cè)同步進(jìn)行。

5）監(jiān)測(cè)預(yù)警。

圖2 監(jiān)測(cè)樁

2.3 方案優(yōu)化設(shè)計(jì)：

1）采用Topcon GPT-7501全站儀進(jìn)行四等導(dǎo)線(xiàn)測(cè)量的方式布設(shè)水平位移監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)網(wǎng)和垂直位移監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)網(wǎng)。

2）采用測(cè)回法對(duì)各個(gè)監(jiān)測(cè)樁進(jìn)行精密的測(cè)角、測(cè)距，計(jì)算出三維坐標(biāo)，其中水平角、垂直角和距離分別觀(guān)測(cè)2測(cè)回。

3）由于滑坡區(qū)前、后緣房屋較密集，無(wú)法埋設(shè)監(jiān)測(cè)樁，為此采用固定棱鏡的方式對(duì)重要房角點(diǎn)進(jìn)行水平位移監(jiān)測(cè)和垂直位移監(jiān)測(cè)。

4）由于房屋及地面出現(xiàn)多處裂縫，為了更準(zhǔn)確的分析預(yù)報(bào)，在周邊選擇了有代表性的25處房屋裂縫采用數(shù)顯游標(biāo)卡尺進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，并保持與水平位移監(jiān)測(cè)和垂直位移監(jiān)測(cè)同步進(jìn)行。

5）監(jiān)測(cè)周期：①臨時(shí)監(jiān)測(cè)階段5月29日至6月5日每天監(jiān)測(cè)4次；②監(jiān)測(cè)樁穩(wěn)固之后，從6月6月至7月2日每天監(jiān)測(cè)2次；③7月3日起滑坡體后緣減載、前緣壓腳及鋼管樁施工逐漸完成并起到了明顯效果，故7月3日至7月30日每天監(jiān)測(cè)1次；④在暴雨、連續(xù)降雨或其它外力影響時(shí)前后各測(cè)一次，變形速度加快時(shí)加密觀(guān)測(cè)；⑤水平位移、垂直位移、裂縫監(jiān)測(cè)同步進(jìn)行；⑥當(dāng)變形量特別小，甚至沒(méi)有發(fā)生變形時(shí)適當(dāng)加長(zhǎng)了監(jiān)測(cè)周期，但最長(zhǎng)沒(méi)超過(guò)1次/2天；⑦由于施工原因裂縫監(jiān)測(cè)點(diǎn)全數(shù)破壞，故裂縫監(jiān)測(cè)于6月16日終止；⑧施工現(xiàn)場(chǎng)情況復(fù)雜多變，當(dāng)監(jiān)測(cè)樁被破壞則終止對(duì)其監(jiān)測(cè)，同時(shí)根據(jù)需要及時(shí)補(bǔ)點(diǎn)，并按周期重新監(jiān)測(cè)、計(jì)算、繪圖和分析。

3 變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析

3.1 水平位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析

本次監(jiān)測(cè)通過(guò)精密測(cè)角、測(cè)距計(jì)算出各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)，并進(jìn)行前后比對(duì)計(jì)算出了每次監(jiān)測(cè)的本次水平位移量和本次累計(jì)水平位移量，來(lái)分析滑坡的總體位移情況。

水平位移速度分析：根據(jù)各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位移量及時(shí)間可以作出時(shí)間-水平位移量曲線(xiàn)圖，這樣可以更加直觀(guān)的反映滑坡體的變形過(guò)程（圖3）。

水平位移方向分析：①滑坡體的后緣移動(dòng)方向約為北偏西8°，中部移動(dòng)方向基本為正北方向，前緣移動(dòng)方向約為北偏西 23°；②滑坡體從后到前位移方向發(fā)生了明顯的轉(zhuǎn)向，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況分析是因?yàn)樽髠?cè)和前緣的擋墻綜合作用所引起，同時(shí)再次說(shuō)明前緣擋墻起到了阻擋作用；傘后緣的 JC5為鋼管樁施工前所作點(diǎn)，其位移方向與鋼管樁施工后所作點(diǎn)位移方向明顯不一樣，這說(shuō)明鋼管樁施工完成后對(duì)后緣的土體起到了較大阻擋作用，使其位移方向也發(fā)生了轉(zhuǎn)向。另外前緣點(diǎn)NC8位移方向與其他前緣點(diǎn)也有較大區(qū)別，是因?yàn)?月20日暴雨使得其后面的土體下滑將其扎歪所致；④總體上看該滑坡體的位移趨于受阻力薄弱的北偏西15°左右手方向移動(dòng)。

3.2 垂直位移數(shù)據(jù)分析

累計(jì)垂直位移量分析：①該滑坡體除側(cè)緣和后緣點(diǎn)受擠壓而出現(xiàn)少量上升以外，都發(fā)生了或多或少的沉降；②越接近滑坡體主滑面沉降量越大；滑坡體中部沉降最大，速度最快，前緣次之，后緣沉降較小，鋼管樁也發(fā)生了較大沉降；JC6、JC7、JC9及NC8、NC9、NC10沉降量相對(duì)較大，沉降速度較快；沉降量較大的點(diǎn)主要集中在前緣，故前緣擋墻不能輕易拆掉；③JC7點(diǎn)即大石頭處沉降量最大，兩個(gè)月時(shí)間沉降了約-575mm，其危險(xiǎn)性相當(dāng)大應(yīng)妥善處理。

垂直位移速度分析：①總體來(lái)看同水平位移一樣強(qiáng)降雨、暴雨和持續(xù)降雨對(duì)此滑坡體的垂直位移速度影響較大，位移速度根據(jù)降雨量多少和滑坡體進(jìn)水多少成倍增加，部分點(diǎn)最大達(dá)約 100mm/d。由垂直位移數(shù)據(jù)再次說(shuō)明防水工程是后續(xù)綜合治理階段中一項(xiàng)重中之重的工作；②從全晴天的角度分析，同水平位移一樣，預(yù)計(jì)只要滑坡體內(nèi)不大量進(jìn)水，該滑坡體將處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，即垂直位移速度逐漸減??；③根據(jù)各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位移量及時(shí)間可以作出時(shí)間-垂直位移量曲線(xiàn)圖，這樣可以更加直觀(guān)的反映滑坡體的變形過(guò)程。

圖4 裂縫寬度變化曲線(xiàn)圖

3.3 裂縫監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析

裂縫監(jiān)測(cè)點(diǎn)累計(jì)寬度變化分析：①整體上看，南北方向裂縫監(jiān)測(cè)點(diǎn)累計(jì)寬度變化比東西方向監(jiān)測(cè)點(diǎn)要大（前緣點(diǎn)LF9除外，因其在左下角受力最大）。這說(shuō)明滑坡體南北方向移動(dòng)比東西方向要大，并且此數(shù)據(jù)與水平位移方向較統(tǒng)一。②裂縫以平均每天 3.0mm/d的速度加寬；南北方向監(jiān)測(cè)點(diǎn)以平均每天3.7mm/d的速度加寬；東西方向監(jiān)測(cè)點(diǎn)以平均每天1.1mm/d的速度加寬；LF9以6.9mm/d的速度加寬。③裂縫監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)從另一個(gè)角度反映了水平位移和垂直位移的位移特性，同時(shí)顯示出了三種監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性和正確性。

從裂縫監(jiān)測(cè)點(diǎn)累計(jì)寬度變化分析可知：裂縫寬度變化速度同水平位移及垂直位移一樣受降雨影響較大。6月6日到6月9日平均加寬速度為1.37mm/d；受強(qiáng)降雨影響6月9日到6月11日平均加寬速度為4.54mm/d；6月12日到6月16日平均加寬速度為2.59mm/d。裂縫寬度變化情況從時(shí)間-寬度變化曲線(xiàn)圖上可更加直觀(guān)反映。（圖4）

3.4 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

針對(duì)該項(xiàng)目的特點(diǎn)，共總結(jié)出以下幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)共勉：

1）全面的、盡可能多的收集滑坡變形監(jiān)測(cè)相關(guān)的圖件和文字資料，以便更合理的布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位，更準(zhǔn)確的掌握滑坡體的變形特性。

2）現(xiàn)場(chǎng)布設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)盡可能選擇在滑坡體正對(duì)面穩(wěn)定的位置，因?yàn)槟壳皽y(cè)距精度比測(cè)角精度要高，并且采用強(qiáng)制對(duì)中裝置和高精度儀器設(shè)備。布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)時(shí)邀請(qǐng)相關(guān)地質(zhì)專(zhuān)家一同選點(diǎn)，盡量沿剖面線(xiàn)布設(shè)，同樣采用強(qiáng)制對(duì)中裝置。如果監(jiān)測(cè)點(diǎn)位被破壞應(yīng)盡快補(bǔ)上，并重新觀(guān)測(cè)。

3）監(jiān)測(cè)中不能采用直接測(cè)坐標(biāo)的方式，而應(yīng)用多測(cè)回法進(jìn)行精密的測(cè)角、測(cè)距，再解算出監(jiān)測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)。盡快分析出滑坡體的變形特性，以便后續(xù)監(jiān)測(cè)中發(fā)現(xiàn)異值。

4）強(qiáng)降雨前后必須進(jìn)行觀(guān)測(cè)；變形速度加劇時(shí)必須加密監(jiān)測(cè)；變形速度特別小時(shí)可以加長(zhǎng)監(jiān)測(cè)周期，因?yàn)樽兓啃≌`差的影響就相對(duì)較大。

5）每次監(jiān)測(cè)完之后及時(shí)分析數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)發(fā)出預(yù)警通知，并將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)交由相關(guān)單位分析，以便采取相應(yīng)的措施。

4 結(jié)束語(yǔ)

目前，地球正處于活躍期，城市的規(guī)模在不斷擴(kuò)大，發(fā)展的速度在不斷增加，地質(zhì)災(zāi)害隨時(shí)都有可能發(fā)生，有地質(zhì)災(zāi)害就有應(yīng)急搶險(xiǎn)，應(yīng)急監(jiān)測(cè)則會(huì)給應(yīng)急搶險(xiǎn)提供完善、安全的保障。優(yōu)化設(shè)計(jì)出一套科學(xué)適用的應(yīng)急監(jiān)測(cè)方法，將會(huì)給搶險(xiǎn)救災(zāi)工作帶來(lái)足夠的安全保障和技術(shù)支撐。

[1]《變形監(jiān)測(cè)技術(shù)及應(yīng)用》.伊?xí)詵|,李保平.黃河水利出版社.2007.

[2] DZ/T0221-2006《崩塌、滑坡、泥石流監(jiān)測(cè)規(guī)范》.

[3] 馬能武,葉青,劉祖強(qiáng). 三峽高邊坡變形監(jiān)測(cè)新技術(shù)研究及其應(yīng)用[A].武漢：湖北辭書(shū)出版社,2003.

[4] 劉祖強(qiáng),劉彥杰. 清江庫(kù)區(qū)丹水撇洪渠邊坡變形監(jiān)測(cè)與變形分析[J].地理空間信息,2007.