靳 玉 鵬 ， 胡 慶 忠 ， 覃 事 河

(國電大渡河猴子巖水電建設(shè)有限公司，四川 康定 626005)

1 概 述

開頂滑坡體位于大渡河猴子巖水電站庫區(qū)、甘孜州丹巴縣格宗鄉(xiāng)開繞村大渡河右岸，距離猴子巖大壩約14.5 km。滑坡體地表為斜坡地形，淺表部為崩坡積孤塊石塊碎石土，地表坡度大體為33°～40°，植被發(fā)育。高程2 080 m以上為基巖出露，天然坡度約為45°～50°，植被發(fā)育稀疏。高程1 860 m附近為省道S211公路以明線形式通過，公路內(nèi)側(cè)大部分為基巖出露，公路外側(cè)采用混凝土擋墻護坡，擋墻高3～10 m[1]。

猴子巖水電站于2016年11月中旬開始下閘蓄水，2017年汛前及汛期水庫水位低于1 825 m。2017年汛后水庫水位逐步抬升，11月發(fā)現(xiàn)開頂滑坡體斜坡出現(xiàn)明顯變形跡象，并且變形不斷加劇。經(jīng)測繪分析，滑坡體沿省道S211公路長約490 m，分布高程大致為2 080～1 750 m，總體積約450萬m3。2018年2月中旬滑坡體出現(xiàn)明顯滑移后，變形逐步衰減并趨于穩(wěn)定[1]。為監(jiān)測、分析滑坡體的變形狀態(tài)與發(fā)展趨勢，保證地方交通的通行安全，開頂滑坡體采用了微芯樁監(jiān)測技術(shù)進行實時監(jiān)測預(yù)警。

2 采用微芯樁監(jiān)測的優(yōu)勢

由于岸坡巖體受層面及裂隙結(jié)構(gòu)面控制并切割，表部巖體風(fēng)化、卸荷嚴(yán)重，導(dǎo)致部分巖體已松馳脫離母巖，零散分布于滑坡體淺表，大小不等，且穩(wěn)定性差，其中最大的孤石體積約525 m3。目前，滑坡監(jiān)測有觀測墩表面位移監(jiān)測、測斜孔深層位移監(jiān)測、GNSS監(jiān)測、三維激光掃描等監(jiān)測技術(shù)方法[2-3]，鑒于傳統(tǒng)監(jiān)測手段已無法滿足當(dāng)前的監(jiān)測需要及安全管理要求，且無法保障監(jiān)測人員的自身安全，因此，采用微芯樁監(jiān)測，既避免了人工觀測可能帶來的危險和誤差，提高了信息傳遞效率，又可以對滑坡體淺表孤石的變形情況及整體穩(wěn)定性進行實時監(jiān)測并預(yù)警，為滑坡區(qū)域的管制通行及應(yīng)急處治提供安全保障及技術(shù)支持。

3 監(jiān)測原理

微芯樁監(jiān)測系統(tǒng)是基于高精度態(tài)勢感知智能傳感物聯(lián)網(wǎng)，自動監(jiān)測工程安全參數(shù)的細(xì)微變化，自動分析工程的安全狀態(tài)及演變趨勢，實時推送安全預(yù)警等信息。

該監(jiān)測系統(tǒng)由微芯樁、一桿式采集測站等硬件部分和iSafety云平臺、手機客戶端等軟件部分構(gòu)成(圖1)；微芯樁內(nèi)置低功耗、高靈敏度、耐用性強的無線態(tài)勢感知傳感器，可定時或閾值觸發(fā)采集空間形變、相對形變、振動等信息，實現(xiàn)24 h實時在線監(jiān)測滑坡體及淺表孤石的細(xì)微變化。微芯樁將采集到的數(shù)據(jù)通過485通訊信號無線傳輸至一桿式采集測站，一桿式采集測站再將接收到的信號通過GPRS無線傳輸至iSafety云平臺，iSafety云平臺對采集的數(shù)據(jù)進行分析、處理，最終將有關(guān)數(shù)據(jù)及安全預(yù)警等信息傳輸至移動終端，現(xiàn)場管理人員即可通過移動終端實時查看滑坡體及淺表孤石的變形情況[4]。

iSafety云平臺配備高性能處理器，具有強大的數(shù)據(jù)分析處理能力、專業(yè)的數(shù)據(jù)管理、健康診斷及安全預(yù)警系統(tǒng)等，通過對采集的數(shù)據(jù)進行的分析、處理及存儲，實現(xiàn)對滑坡體的專業(yè)健康診斷及安全預(yù)警。

4 現(xiàn)場監(jiān)測點的布置

根據(jù)現(xiàn)場實際情況，經(jīng)設(shè)計院專家組研究決定，開頂滑坡體現(xiàn)場共布置14個微芯樁監(jiān)測點(圖2)和1個微芯樁測站，對滑坡體實現(xiàn)全覆蓋，實時進行監(jiān)測。當(dāng)監(jiān)測值超過預(yù)警值后，手機客戶端會立即反映預(yù)警提示，放置于現(xiàn)場的便攜式裝置也會立即報警預(yù)警。

5 監(jiān)測成果與預(yù)警

5.1 監(jiān)測內(nèi)容及成果

開頂滑坡體微芯樁監(jiān)測以24 h全天候?qū)麦w淺表孤石及整體穩(wěn)定性進行實時監(jiān)測，監(jiān)測的主要內(nèi)容有淺表孤石的振動、傾向、傾角(表1)；

圖2 微芯樁監(jiān)測點布置圖

同時，為便于整體研究滑坡體的變形趨勢及穩(wěn)定情況，結(jié)合現(xiàn)場實際情況，微芯樁監(jiān)測以每天上午7∶00為一個時間點，獲取一次監(jiān)測數(shù)據(jù)；經(jīng)過24 h，即第二天上午7∶00再獲取一次監(jiān)測數(shù)據(jù)，將兩次獲取的數(shù)據(jù)對比分析，就可獲得一個時間段(24 h)內(nèi)各微芯樁的變形情況，即這一個時間段(24 h)內(nèi)各微芯樁所在部位淺表孤石及滑坡體的變形情況(表2)[5]。

表1 微芯樁實時監(jiān)測數(shù)據(jù)查詢表

表2 一個時間段(24 h)內(nèi)各微芯樁的監(jiān)測情況表

5.2 安全預(yù)警

2018年6月19日，2號微芯樁主動感知危險前兆，實時發(fā)送避險預(yù)警信息，及時引導(dǎo)滑坡范圍內(nèi)作業(yè)人員迅速撤離到安全區(qū)域，在所有人員撤離1分鐘后，頂部危石滾落，避免了坍塌帶來的損失。

開頂滑坡體微芯樁監(jiān)測于2018年1月底投入使用，截至2019年10月14日，微芯樁實時監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)(圖3)主動發(fā)出黃色預(yù)警提示

累計1 900余次，紅色預(yù)警提示累計650余次，為滑坡區(qū)域的管制通行及滑坡體的應(yīng)急處治提供了強有力技術(shù)保障。

圖3 監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)

6 結(jié) 語

微芯樁監(jiān)測系統(tǒng)由微芯樁、一桿式采集測站、iSafety云平臺、手機客戶端等構(gòu)成，通過將采集到的指標(biāo)數(shù)據(jù)依次傳輸至采集測站、iSafety云平臺，最終在手機端查看滑坡體的動態(tài)及預(yù)警信息。采用微芯樁監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)可以有效解決滑坡體淺表孤石監(jiān)測難、預(yù)警預(yù)報不準(zhǔn)的問題，極大的提升我國對地質(zhì)災(zāi)害的防治水平，減少因地質(zhì)災(zāi)害造成人員傷害及財產(chǎn)損失。微芯樁監(jiān)測能準(zhǔn)確地反映滑坡體淺表孤石的變形情況，為滑坡區(qū)域的管制通行及應(yīng)急處治提供了技術(shù)保障；開頂滑坡體作為國家能源集團及大渡河公司一級危險源點，因成功預(yù)警，避免了人員傷亡及財產(chǎn)損失，取得了巨大的安全效益、經(jīng)濟效益、社會效益，為企業(yè)在類似重大危險源安全管控方面積累了經(jīng)驗。