靳 玉 鵬 ， 胡 慶 忠 ， 覃 事 河

(國(guó)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(kù)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?；麦w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(hù)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(kù)水位低于1 825 m。2017年汛后水庫(kù)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(cè)繪分析，滑坡體沿省道S211公路長(zhǎng)約490 m，分布高程大致為2 080～1 750 m，總體積約450萬(wàn)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(cè)、分析滑坡體的變形狀態(tài)與發(fā)展趨勢(shì)，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(cè)技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警。

2 采用微芯樁監(jiān)測(cè)的優(yōu)勢(shì)

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(cè)有觀測(cè)墩表面位移監(jiān)測(cè)、測(cè)斜孔深層位移監(jiān)測(cè)、GNSS監(jiān)測(cè)、三維激光掃描等監(jiān)測(cè)技術(shù)方法[2-3]，鑒于傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)手段已無(wú)法滿足當(dāng)前的監(jiān)測(cè)需要及安全管理要求，且無(wú)法保障監(jiān)測(cè)人員的自身安全，因此，采用微芯樁監(jiān)測(cè)，既避免了人工觀測(cè)可能帶來(lái)的危險(xiǎn)和誤差，提高了信息傳遞效率，又可以對(duì)滑坡體淺表孤石的變形情況及整體穩(wěn)定性進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(cè)原理

微芯樁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是基于高精度態(tài)勢(shì)感知智能傳感物聯(lián)網(wǎng)，自動(dòng)監(jiān)測(cè)工程安全參數(shù)的細(xì)微變化，自動(dòng)分析工程的安全狀態(tài)及演變趨勢(shì)，實(shí)時(shí)推送安全預(yù)警等信息。

該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由微芯樁、一桿式采集測(cè)站等硬件部分和iSafety云平臺(tái)、手機(jī)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(qiáng)的無(wú)線態(tài)勢(shì)感知傳感器，可定時(shí)或閾值觸發(fā)采集空間形變、相對(duì)形變、振動(dòng)等信息，實(shí)現(xiàn)24 h實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)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(hào)無(wú)線傳輸至一桿式采集測(cè)站，一桿式采集測(cè)站再將接收到的信號(hào)通過GPRS無(wú)線傳輸至iSafety云平臺(tái)，iSafety云平臺(tái)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)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(dòng)終端，現(xiàn)場(chǎng)管理人員即可通過移動(dòng)終端實(shí)時(shí)查看滑坡體及淺表孤石的變形情況[4]。

iSafety云平臺(tái)配備高性能處理器，具有強(qiáng)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(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行的分析、處理及存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)對(duì)滑坡體的專業(yè)健康診斷及安全預(yù)警。

4 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，經(jīng)設(shè)計(jì)院專家組研究決定，開頂滑坡體現(xiàn)場(chǎng)共布置14個(gè)微芯樁監(jiān)測(cè)點(diǎn)(圖2)和1個(gè)微芯樁測(cè)站，對(duì)滑坡體實(shí)現(xiàn)全覆蓋，實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。當(dāng)監(jiān)測(cè)值超過預(yù)警值后，手機(jī)客戶端會(huì)立即反映預(yù)警提示，放置于現(xiàn)場(chǎng)的便攜式裝置也會(huì)立即報(bào)警預(yù)警。

5 監(jiān)測(cè)成果與預(yù)警

5.1 監(jiān)測(cè)內(nèi)容及成果

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

圖2 微芯樁監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置圖

同時(shí)，為便于整體研究滑坡體的變形趨勢(shì)及穩(wěn)定情況，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，微芯樁監(jiān)測(cè)以每天上午7∶00為一個(gè)時(shí)間點(diǎn)，獲取一次監(jiān)測(cè)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(cè)數(shù)據(jù)，將兩次獲取的數(shù)據(jù)對(duì)比分析，就可獲得一個(gè)時(shí)間段(24 h)內(nèi)各微芯樁的變形情況，即這一個(gè)時(shí)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(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)查詢表

表2 一個(gè)時(shí)間段(24 h)內(nèi)各微芯樁的監(jiān)測(cè)情況表

5.2 安全預(yù)警

2018年6月19日，2號(hào)微芯樁主動(dòng)感知危險(xiǎn)前兆，實(shí)時(shí)發(fā)送避險(xiǎn)預(yù)警信息，及時(shí)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(lái)的損失。

開頂滑坡體微芯樁監(jiān)測(cè)于2018年1月底投入使用，截至2019年10月14日，微芯樁實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)(圖3)主動(dòng)發(fā)出黃色預(yù)警提示

累計(jì)1 900余次，紅色預(yù)警提示累計(jì)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(qiáng)有力技術(shù)保障。

圖3 監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)

6 結(jié) 語(yǔ)

微芯樁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由微芯樁、一桿式采集測(cè)站、iSafety云平臺(tái)、手機(jī)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(cè)站、iSafety云平臺(tái)，最終在手機(jī)端查看滑坡體的動(dòng)態(tài)及預(yù)警信息。采用微芯樁監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)可以有效解決滑坡體淺表孤石監(jiān)測(cè)難、預(yù)警預(yù)報(bào)不準(zhǔn)的問題，極大的提升我國(guó)對(duì)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(cái)產(chǎn)損失。微芯樁監(jiān)測(cè)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(guó)家能源集團(tuán)及大渡河公司一級(jí)危險(xiǎn)源點(diǎn)，因成功預(yù)警，避免了人員傷亡及財(cái)產(chǎn)損失，取得了巨大的安全效益、經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益，為企業(yè)在類似重大危險(xiǎn)源安全管控方面積累了經(jīng)驗(yàn)。