李正忠，蔣昭飛

（1.貴州省地質礦產勘查開發(fā)局114地質大隊，貴州 遵義 563000；2.貴州省地礦局第二工程勘察院有限公司，貴州 遵義 563100）

滑坡是一種全球范圍內常見地質災害，空間上分布廣泛、時間上發(fā)生頻率較高?；聻暮σ坏┌l(fā)生，極易給工農業(yè)生產、人民生命財產帶來巨大損失，甚至發(fā)生毀滅性災難，由此滑坡勘察與監(jiān)測十分必要，分析其穩(wěn)定性并了解漸進破壞過程，為滑坡防治提供可靠支撐，本文主要從測斜儀在滑坡勘察中的應用入手展開分析，其是一種有效的滑坡勘察方法，可直觀判斷滑坡滑動面深度、滑動方向與速度，并判斷邊坡穩(wěn)定性，為滑坡設計、治理、施工奠定基礎。

1 滑坡勘察工作概述

滑坡勘察的目的是了解、掌握滑坡體演變過程，全面捕捉滑坡災害特征信息，為滑坡分析、評價、預測預報及治理提供可靠資料。在滑坡實際勘察工作中，一般滑坡通過地質調查、鉆探等方法，可較為準確的確定滑坡范圍、規(guī)模以及特征；大型復雜滑坡，特別是宏觀上變形不明顯的滑坡，要想準確查明滑坡性質、判斷滑動變形范圍、整體滑坡或局部滑動以及滑動方向、速度等參數(shù)，必須合理選擇相應的監(jiān)測方法獲得定量數(shù)據(jù)，并通過數(shù)據(jù)分析得到滑坡體變形規(guī)律，對監(jiān)測體變化情況進行解釋，評價滑坡體安全情況，為滑坡勘察、治理提供可靠依據(jù)。隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展，各種新興近景攝影、激光掃描監(jiān)測技術得到推廣，實現(xiàn)了滑坡表層形變的全天候、自動化監(jiān)測。然而上述監(jiān)測方法，無法對滑坡體內部形變進行監(jiān)測，主要是基于鉆孔揭露，利用測斜儀、光纖等設備實現(xiàn)滑坡深部位移監(jiān)測，尤其是測斜儀在滑坡深部監(jiān)測中發(fā)揮著不可替代的作用，具有精度高、穩(wěn)定性好、分辨率高等諸多優(yōu)點，本文主要圍繞此展開分析。

2 測斜儀基本組成與工作原理

（1）測斜儀基本組成。測斜儀是測定鉆孔內壁側向位移的監(jiān)測儀器，主要分為兩大組成部分：儀器系統(tǒng)與測斜導管，具體如下表1所示。

表1 測斜儀基本組成

圖1 測斜管結構圖

測斜儀在滑坡勘察中，需將測斜導管垂直埋設在需監(jiān)測的滑坡位置巖體內（超過滑動面深度），導管內壁存在互成90°兩對凹槽，探頭滑輪可上下滑動并定位，當滑坡滑動時，巖體產生相應的位移，導管隨巖體發(fā)生變形；探頭內傳感元件將每次測得探頭與垂線夾角轉為電訊號，并利用電纜傳輸至讀數(shù)儀。

（2）測斜儀工作原理。在滑坡體監(jiān)測時，將測斜管埋入滑面以下，建立測斜管位移初始斷面，逐段測量測斜管與鉛垂線夾角，通過幾何關系對測斜管軸線與鉛垂線水平偏移量進行計算，不同時刻的測斜管軸線在某一方向偏移量代表的是土體側向位移大小，具體計算公式如下：

式中：d0—第n個測點測斜管軸線與鉛垂線間的偏移量；L—測點間距，與測頭導輪間距一致，通常取500mm；ai—第i測量段測斜管與鉛垂線夾角。如下圖2所示為滑動式測斜儀工作原理圖。

圖2 滑動式測斜儀工作原理圖

通過上式計算可得測斜管沿深度方向的全孔測量結果，并據(jù)此繪制側向位移隨時間、孔深變化的各種關系曲線，由此可確定滑坡深部土體側向位移量大小、方向、變化速率等。

與滑動式測斜儀相比，固定式測斜儀主要是將測斜儀傳感器固定在測斜管特定位置，即：滑帶附近，由此實現(xiàn)對遙感儀器所處位置傾斜角變化情況進行連續(xù)、自動監(jiān)測，其工作原理與滑動式測斜儀基本一致。

3 實例探析測斜儀在滑坡勘察中的應用

本文以某建筑工程南側滑坡為例，具體分析了鉆孔測斜儀在滑坡勘察中的應用情況。

3.1 滑坡概況

此滑坡位于某建筑工程南側，出露地層為P2x砂巖、泥巖，屬于緩斜坡與臺地相間地形，地形坡度約20°。經調查顯示，此滑坡平面整體呈“舌”型，縱長、東向西寬分別為175m、150m，主滑向340°，厚度10m～12m，體積30萬m3，判斷為中型推移式堆積層滑坡。通過現(xiàn)場與周邊調查顯示，此滑坡威脅著周邊輸油管道運營安全、建筑工程施工安全以及村寨居民生命財產安全的，潛在經濟損失約3億元。

3.2 監(jiān)測方法與儀器

通過調查發(fā)現(xiàn)，此為老滑坡堆積體，滑體土層厚、成分復雜，傳統(tǒng)勘察方法無法查清滑坡變形機制、滑面位置以及深部位移情況。為保證勘察結果的可靠性、精確性，決定采用鉆孔測斜監(jiān)測方法，選用GN-103型號測斜儀。

GN-103型號測斜儀組成包括測頭、測讀儀、電纜、測斜管等，一旦傳感器探頭相對原始線出現(xiàn)位移，則內部敏感元件相對原始線間形成一定較低，經由儀器自身數(shù)據(jù)分析處理后，在顯示屏中顯示被測點位移量（X）。

3.3 監(jiān)測孔布設

根據(jù)現(xiàn)場調查情況與滑坡勘察設計書，對鉆孔測斜孔進行布置。此滑坡鉆孔測斜孔分別布設在滑坡前、中、后緣、外圍處，鉆孔數(shù)量共計5個，監(jiān)測孔深度共計達到了134m。完成鉆孔施工周，安裝測斜管，測斜管穩(wěn)定后開始第一次測量，之后每隔一段時間進行一次測量。每次讀數(shù)后記錄，并在室內進行數(shù)據(jù)分析，得到此段時間鉆孔內各深度位移量，并繪制累計位移—深度曲線。室內數(shù)據(jù)分析公式如下：

式中：Xn正—n點處正測值；Xn反—n點處反測值；Xkn—第k次、n點處累計位移量；X0n—首次測量中n點處累計位移量；ΔXkn—當次測量n點處累計水平位移量。

3.4 資料整理與成果分析

本文主要就ZK01、ZK02、ZK03監(jiān)測孔展開詳細分析。經由20天現(xiàn)場監(jiān)測，使用Excel對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，并繪制3個典型鉆孔測斜的累計位移—深度曲線，具體分析如下。

（1）ZK01監(jiān)測孔。此孔測斜數(shù)據(jù)有兩處突變，與鉆孔揭示、鉆孔電視成像資料吻合，表明監(jiān)測數(shù)據(jù)準確。突變段的分布深度分別為2m～4m、12m～14m，累計位移最大突變?yōu)?m、12m位置，表明此點為滑動面位置。

（2）ZK02監(jiān)測孔。此孔測斜數(shù)據(jù)有兩處突變，突變段的分布深度分別為11m～12m、17m～23m。其中，3m～4m段與鉆孔揭示、鉆孔電視成像資料吻合，此鉆孔地下土層厚度15.5m，潛在滑動面分布深度3m～4m，累計位移量最大突變?yōu)?m位置，表明此點為滑動面位置。

（3）ZK03監(jiān)測孔。此孔測斜數(shù)據(jù)有兩處突變，突變段的分布深度分別為11m～12m、17m～23m。其中，11m～12m段與鉆孔揭示、鉆孔電視成像資料吻合，此鉆孔地下土層厚度13.4m，潛在滑動面分布深度11m～12m，累計位移量最大突變?yōu)?1m位置，表明此點為滑動面位置。

經綜合分析，各鉆孔曲線圖均呈“r”形，是滑坡滑動典型曲線特征。將上述曲線圖放入剖面圖內，經分析可得：ZK03至ZK01存在兩組潛在滑動面：一組滑動面為ZK03至ZK01鉆孔，滑動面分布深度11m～12m；一組滑動面為ZK02至ZK01鉆孔，滑動面分布深度2m～3m。

圖3 剖面示意圖

4 結語

綜上所述，鉆孔測斜是一種基本的，也是最有效的滑坡勘察方法。在實際滑坡勘察工作中，需根據(jù)項目情況合理選擇測斜儀，科學制定監(jiān)測方案，通過布設在滑坡體上的測斜孔，可獲取相應的水平位移變形數(shù)據(jù)，準確判斷滑動面位置，并計算不同時段滑坡變形速率與穩(wěn)定性，為滑坡設計與治理提供可靠依據(jù)，保障區(qū)域發(fā)展安全。