唐文佳， 呂雨生， 何旭東， 賀太紅

(貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局114地質(zhì)大隊(duì)，貴州 遵義 563000)

1 引言

鉆孔測(cè)斜是一種可以準(zhǔn)確獲取巖土體內(nèi)部位移方向及各深度位移量的原位監(jiān)測(cè)手段。國(guó)外自20世紀(jì)60年代開始，測(cè)斜儀已被大量應(yīng)用于各類巖土工程的原位監(jiān)測(cè)。國(guó)內(nèi)自20世紀(jì)80年代以來在一些大型的巖土工程中相繼使用了鉆孔位移監(jiān)測(cè)。1985年新灘滑坡、二灘庫首金龍山谷坡、三峽高邊坡等均使用了鉆孔測(cè)斜儀進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)，取得了十分顯著的效果。之后隨著國(guó)內(nèi)巖土工程的飛速發(fā)展，鉆孔測(cè)斜儀已被廣泛應(yīng)用于滑坡與邊坡的監(jiān)測(cè)，2007年湖北省高臺(tái)滑坡利用測(cè)斜儀監(jiān)測(cè)該滑坡的變形機(jī)制，成功監(jiān)測(cè)出該滑坡滑帶的深度位置，并判定滑坡處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。本文以普安縣盤水實(shí)驗(yàn)中小學(xué)南側(cè)滑坡為例，通過分析其鉆孔測(cè)斜儀監(jiān)測(cè)結(jié)果來展現(xiàn)鉆孔測(cè)斜儀在探測(cè)滑坡滑面中的應(yīng)用。

2 監(jiān)測(cè)儀器及原理

采用四川葛南儀器有限公司GN-103型號(hào)測(cè)斜儀進(jìn)行試驗(yàn)，設(shè)備主要由測(cè)頭、測(cè)讀儀、電纜、測(cè)斜管等組成，其工作原理是當(dāng)傳感器探頭相對(duì)原始線發(fā)生偏移時(shí)，傳感器中敏感元件相對(duì)原始線之間會(huì)形成一定的角度，經(jīng)過儀器本身的數(shù)據(jù)分析處理后，將直接在儀器顯示屏中顯示被測(cè)點(diǎn)的位移量(X)。

測(cè)斜管自鉆孔施工完成后安裝，安裝完成待測(cè)斜管穩(wěn)定后開始第一次測(cè)量，之后每間隔一段時(shí)間進(jìn)行一次數(shù)據(jù)測(cè)量。記錄每次讀數(shù)后在室內(nèi)完成數(shù)據(jù)分析，根據(jù)讀數(shù)可得出該段時(shí)間內(nèi)鉆孔內(nèi)各深度的位移量，統(tǒng)計(jì)后得出累計(jì)位移-深度曲線。室內(nèi)數(shù)據(jù)分析根據(jù)以下公式進(jìn)行：

Xn=0.5(Xn正-Xn反)n=1,2,…

(1)

ΔXkn=Xkn-X0nk=1,2,…

(2)

式中Xn正、Xn反分別為在n點(diǎn)位置的正測(cè)和反測(cè)值；Xkn為在第k次第n點(diǎn)位置的累計(jì)位移量，X0n為在首次測(cè)量中第n點(diǎn)位置的累計(jì)位移量；ΔXkn為當(dāng)次測(cè)量第n點(diǎn)的累計(jì)水平位移量。

3 工程實(shí)例

3.1 滑坡概況

普安縣盤水實(shí)驗(yàn)中小學(xué)南側(cè)滑坡位于貴州省普安縣三板橋鎮(zhèn)，出露地層為P2x的砂巖、泥巖，為緩斜坡與臺(tái)地相間地形，地形坡度20°左右?；缕矫娉省吧唷毙停v長(zhǎng)約175 m，由東向西寬約150 m，主滑向340°，厚度約10～12 m，體積約30萬立方米，屬于中型推移式堆積層滑坡(圖1)?；w物質(zhì)為老滑坡堆積體，主要物質(zhì)成分為含碎石粉質(zhì)黏土夾碎塊石，物質(zhì)成分復(fù)雜，結(jié)構(gòu)較松散，滑坡中部發(fā)育一條自然沖溝，調(diào)查期間流量約2 L/s。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，滑坡主要威脅對(duì)象有：中石化成品油輸油管道運(yùn)營(yíng)安全，待建盤水實(shí)驗(yàn)中學(xué)、小學(xué)項(xiàng)目以及上部馬槽田村寨24戶120人的生命財(cái)產(chǎn)安全，潛在經(jīng)濟(jì)損失約3億元。

由于該區(qū)域?yàn)槔匣露逊e體，滑體土層較厚，成分復(fù)雜，傳統(tǒng)的勘探方法無法有效查清滑坡變形機(jī)制、滑動(dòng)面的分布，為準(zhǔn)確查找滑面位置、分布及深部位移情況，為下一步的治理設(shè)計(jì)提供依據(jù)，在該滑坡勘察過程中引用了鉆孔測(cè)斜監(jiān)測(cè)手段。

3.2 監(jiān)測(cè)孔布設(shè)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查結(jié)合滑坡勘察設(shè)計(jì)書，鉆孔測(cè)斜孔選擇在滑坡前、中、后緣及外圍布設(shè)， 共計(jì)布設(shè)了5個(gè)鉆孔，總計(jì)監(jiān)測(cè)孔深達(dá)134 m。本次重點(diǎn)分析ZK01、ZK02、ZK03監(jiān)測(cè)孔的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

3.3 資料整理及成果分析

經(jīng)過歷時(shí)20 d的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，并利用Excel對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析、成圖，得出3個(gè)典型鉆孔測(cè)斜的累計(jì)位移-深度曲線，具體分析如下：

(1)ZK01監(jiān)測(cè)孔：如圖2所示，該孔測(cè)斜數(shù)據(jù)存在兩處明顯突變的位置，與鉆孔揭示、鉆孔電視成像獲取資料吻合度較高，說明該孔監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)的2處突變段分布深度為2～4 m、12～14 m處，累計(jì)位移最大突變?yōu)? m和12 m處，說明該點(diǎn)為滑坡滑動(dòng)面位置。

(2)ZK02監(jiān)測(cè)孔：如圖3所示，該孔測(cè)斜數(shù)據(jù)存在兩處明顯突變的位置，分布深度為11～12 m、17～23 m，其中3～4 m突變位置與鉆孔揭示、鉆孔電視成像獲取資料較為吻合，且該鉆孔地下土層厚約15.5 m，證明該孔潛在滑動(dòng)面分布深度為3～4 m，其中地下3 m處累計(jì)位移量最大，說明該點(diǎn)為滑坡滑動(dòng)面位置。

(3)ZK03監(jiān)測(cè)孔：如圖4所示，該孔測(cè)斜數(shù)據(jù)存在兩處明顯突變的位置，分布深度為11～12 m、17～23 m，其中11～12 m突變位置與鉆孔揭示、鉆孔電視成像獲取資料較為吻合，且該孔地下土層厚度約13.4 m，證明該孔潛在滑動(dòng)面分布深度為11～12 m，其中地下11 m處累計(jì)位移量最大，說明該點(diǎn)為滑坡滑動(dòng)面位置。

圖3 ZK02監(jiān)測(cè)孔累計(jì)位移-深度曲線

圖4 ZK03監(jiān)測(cè)孔累計(jì)位移-深度曲線

圖5 剖面示意圖

通過以上綜合分析，各鉆孔累計(jì)位移-深度曲線在形狀上均呈“r”形，為滑坡滑動(dòng)的典型曲線特征。將3組鉆孔累計(jì)位移-深度曲線放入對(duì)應(yīng)的剖面圖中(圖5)，可以直觀地看出：ZK03至ZK01之間共存在兩組潛在滑動(dòng)面，一組滑動(dòng)面自ZK03至ZK01，滑動(dòng)面分布深度為11～12 m，另一組滑動(dòng)面自ZK02號(hào)至ZK01號(hào)鉆孔，滑動(dòng)面分布深度為2～3 m。

4 結(jié)論

(1)鉆孔測(cè)斜儀安裝簡(jiǎn)單，操作方便，準(zhǔn)確性較高，能有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)勘探手段的單一性和不足，是復(fù)雜滑坡勘察的必備手段之一。

(2)通過鉆孔測(cè)斜的累計(jì)位移-深度曲線能直觀反應(yīng)滑坡體內(nèi)部變化突變的位置，并結(jié)合鉆探情況可直接得出滑坡滑面的位置，有效解決了傳統(tǒng)勘探手段難以查找滑坡堆積體滑面的問題。

(3)通過對(duì)滑坡體進(jìn)行鉆孔測(cè)斜監(jiān)測(cè)，可直接得到滑坡體內(nèi)部各深度的實(shí)時(shí)位移量，為滑坡治理工程提供準(zhǔn)確的地質(zhì)資料，具有較強(qiáng)的推廣意義。