宿 林，張 帥,2

（1.重慶交通大學(xué) 土木工程學(xué)院，重慶 400074；2.廣西空間信息與測(cè)繪重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西 桂林 541000）

近年來(lái)，受自然災(zāi)害和人為因素的影響，重慶市存在較大滑坡災(zāi)害影響，為了降低滑坡災(zāi)害對(duì)人民造成的損失，對(duì)滑坡監(jiān)測(cè)進(jìn)行研究就非常有必要。根據(jù)國(guó)內(nèi)外的研究，傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)技術(shù)精度低，實(shí)時(shí)性差，不能及時(shí)對(duì)滑坡變形進(jìn)行預(yù)報(bào)和防治[1-3]，因而可以采用GNSS進(jìn)行滑坡自動(dòng)化監(jiān)測(cè)。本文以重慶市某滑坡為例，對(duì)滑坡自動(dòng)化監(jiān)測(cè)和變形穩(wěn)定性方面進(jìn)行研究。

1 GNSS自動(dòng)化監(jiān)測(cè)概述

GNSS自動(dòng)化邊坡監(jiān)測(cè)主要分為3個(gè)部分，分別是數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、穩(wěn)定性分析。其中數(shù)據(jù)采集又包括降水量監(jiān)測(cè)、地表位移監(jiān)測(cè)、巖性監(jiān)測(cè)、土質(zhì)監(jiān)測(cè)、裂縫監(jiān)測(cè)等[4]。

1.1 監(jiān)測(cè)區(qū)概況

監(jiān)測(cè)區(qū)地處古滑坡體上，在高速公路施工和后期運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，就對(duì)該滑坡地區(qū)進(jìn)行了多次整治。2010—2014 年，重慶市某院對(duì)該區(qū)域進(jìn)行過(guò)持續(xù)監(jiān)測(cè)，對(duì)該路段各邊坡及結(jié)構(gòu)物的安全穩(wěn)定狀況有了一定了解，并對(duì)該區(qū)域重點(diǎn)部位進(jìn)行了持續(xù)監(jiān)測(cè)，但2020年之前的監(jiān)測(cè)方式皆為傳統(tǒng)人力監(jiān)測(cè)方式。2021年，重慶市某勘測(cè)院對(duì)該區(qū)域可能存在安全隱患的區(qū)域繼續(xù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并采用北斗高精度實(shí)時(shí)定位監(jiān)測(cè)方式進(jìn)行區(qū)域內(nèi)地表滑塌特征明顯區(qū)域進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè)，根據(jù)長(zhǎng)期的觀測(cè)結(jié)果作出合理的變形趨勢(shì)分析及養(yǎng)護(hù)建議。

1.2 監(jiān)測(cè)內(nèi)容和原理

根據(jù)監(jiān)測(cè)規(guī)范，結(jié)合實(shí)際工程案例，滑坡體應(yīng)進(jìn)行的監(jiān)測(cè)內(nèi)容主要有地表變形監(jiān)測(cè)、地下水位的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、土質(zhì)巖性監(jiān)測(cè)、深部位移監(jiān)測(cè)、地表裂縫位錯(cuò)監(jiān)測(cè)等，以此來(lái)監(jiān)控滑坡整體變形[5]。按此原則，根據(jù)本次滑坡監(jiān)測(cè)的實(shí)際情況，基于GNSS 技術(shù)，主要探討滑坡地表位移監(jiān)測(cè)對(duì)滑坡穩(wěn)定性的影響。

滑坡地表位移觀測(cè)是指通過(guò)在監(jiān)測(cè)點(diǎn)上進(jìn)行GNSS 自動(dòng)連續(xù)監(jiān)測(cè)，測(cè)定地表監(jiān)測(cè)點(diǎn)在各方向上隨時(shí)間而發(fā)生位移的位置、位移量的測(cè)量工作，通過(guò)地表位移的監(jiān)測(cè)便于掌握地表北偏移、東偏移以及高偏移的動(dòng)態(tài)變化，進(jìn)而能夠及時(shí)預(yù)知由于地表變形導(dǎo)致的裂縫、塌陷、陷穴等問(wèn)題，降低由于上述問(wèn)題的發(fā)生而導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失。同時(shí)進(jìn)行穩(wěn)定性分析，及時(shí)提供預(yù)警信息。

1）技術(shù)原理：GNSS定位的基本原理是通過(guò)測(cè)量4顆及以上已知位置的衛(wèi)星與GNSS接收機(jī)的距離，采用距離交會(huì)的方式來(lái)確定接收機(jī)的位置。GNSS 地表位移監(jiān)測(cè)是將GNSS基準(zhǔn)站設(shè)置在非變形區(qū)，GNSS監(jiān)測(cè)站設(shè)置在監(jiān)測(cè)變形區(qū)內(nèi)，通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)將同一時(shí)刻的GNSS基準(zhǔn)站及GNSS監(jiān)測(cè)站的原始觀測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)中心專業(yè)的數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)的解算處理，得到GNSS 監(jiān)測(cè)站點(diǎn)位實(shí)時(shí)坐標(biāo)值[6]。

2）技術(shù)特點(diǎn)：GNSS地表位移監(jiān)測(cè)技術(shù)具有技術(shù)成熟、數(shù)據(jù)精度高（毫米級(jí)）、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)。

3） 監(jiān)測(cè)目的：GNSS地表位移監(jiān)測(cè)針對(duì)滑坡整體及局部變形強(qiáng)烈區(qū)域，布設(shè)的地表位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)用于獲取整個(gè)滑坡在監(jiān)測(cè)期的變形數(shù)據(jù)，為滑坡整體變形判斷提供數(shù)據(jù)支撐。

2 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的處理及分析

2.1 地表位移監(jiān)測(cè)及數(shù)據(jù)分析

GNSS 基準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)在距離滑坡區(qū)域3.5 km 外的穩(wěn)定區(qū)域，該基準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)于建成約50 a 的居民樓房頂部，地理位置優(yōu)越，巡檢維護(hù)方便，視野開(kāi)闊，多路徑效應(yīng)影響程度低，位置穩(wěn)定。自動(dòng)化GNSS 位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)一共4 個(gè)，在地表明顯隆起部位布設(shè)了3 臺(tái)套GNSS 北斗高精度定位監(jiān)測(cè)站，在供電站后側(cè)支護(hù)邊坡頂部布設(shè)了1臺(tái)套GNSS北斗高精度定位監(jiān)測(cè)站，此4臺(tái)套GNSS皆處于地勘剖面線上，監(jiān)測(cè)成果對(duì)監(jiān)測(cè)剖面分析具有一定的指導(dǎo)性。

以2021-03-01作為初始日期，計(jì)算截至2021-03-31。在監(jiān)測(cè)周期內(nèi)，設(shè)備未出現(xiàn)異?；蛘呷藶槠茐?，數(shù)據(jù)在線率良好，未出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)波動(dòng)，監(jiān)測(cè)精度滿足監(jiān)測(cè)要求?；鶞?zhǔn)點(diǎn)在監(jiān)測(cè)期間內(nèi)數(shù)據(jù)波動(dòng)如圖1 所示，數(shù)據(jù)波動(dòng)在1.5 mm以內(nèi)，基準(zhǔn)點(diǎn)穩(wěn)定。根據(jù)本次監(jiān)測(cè)期間的各監(jiān)測(cè)點(diǎn)北偏移、東偏移以及高偏移，繪制監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)空變形曲線圖，如圖2、3所示。經(jīng)調(diào)查、實(shí)地踏勘，圖2 中，監(jiān)測(cè)點(diǎn)JC01 在2021-03-23～2021-03-24，由于人為觸碰儀器的影響造成高偏移上升，之后又趨于平穩(wěn)。

圖1 基準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)空曲線圖

圖2 JC01北斗高精度定位監(jiān)測(cè)點(diǎn)時(shí)空曲線圖

圖3 JC04北斗高精度定位監(jiān)測(cè)點(diǎn)時(shí)空曲線圖

在此監(jiān)測(cè)期間，由于降雨量等因素影響，監(jiān)測(cè)點(diǎn)JC01 在2021-03-12～2021-03-24影像期間各方向偏移量較大，高偏移累計(jì)位移量達(dá)到了135.1 mm，整個(gè)監(jiān)測(cè)期間該點(diǎn)累計(jì)位移量時(shí)空曲線圖如圖4 所示。JC04在2021-03-20～2021-03-26 期間各方向偏移量較大，高偏移累計(jì)位移量達(dá)到了74.7 mm。根據(jù)滑坡面計(jì)算公式進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算，并參照滑坡穩(wěn)定性劃分標(biāo)準(zhǔn)[7]，由此可預(yù)警監(jiān)測(cè)點(diǎn)JC01屬于欠穩(wěn)定狀態(tài)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)JC04屬于基本穩(wěn)定狀態(tài)，如遇地震、降水、飽水等特殊情況激發(fā)時(shí)，需要及時(shí)整治。具體監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)如表1、2所示。

圖4 JC01監(jiān)測(cè)點(diǎn)累計(jì)位移量時(shí)空曲線圖

表1 2021-03-20—2021-03-28自動(dòng)化GNSS監(jiān)測(cè)點(diǎn)JC01統(tǒng)計(jì)表

表2 2021-03-19—2021-03-21自動(dòng)化GNSS監(jiān)測(cè)點(diǎn)JC04統(tǒng)計(jì)表

2.2 穩(wěn)定性判定

通過(guò)對(duì)本次監(jiān)測(cè)周期內(nèi)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析并結(jié)合宏觀巡視情況可判斷，截至當(dāng)前，由于降雨影響監(jiān)測(cè)點(diǎn)JC01 出現(xiàn)了較小沉降現(xiàn)象，JC04 由于降雨影響出現(xiàn)了輕微沉降現(xiàn)象，其余各監(jiān)測(cè)點(diǎn)位變形趨勢(shì)平穩(wěn)，滑坡體處于穩(wěn)定狀態(tài)。變形區(qū)整體處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。

該滑坡的形成與地形地貌、地層巖性、坡體結(jié)構(gòu)、大氣降水等密不可分，是以上因素綜合作用的結(jié)果[8]。影響滑坡穩(wěn)定性的因素主要有：地形條件、地層巖性、水的作用，其中滑坡變形最主要的影響因素是大氣降雨。

截至監(jiān)測(cè)期結(jié)束，滑坡整體未持續(xù)發(fā)生位移現(xiàn)象。該監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)存有較多裂縫、隆起的典型地表滑坡特征，由于本月降雨量較小，應(yīng)提防降雨量充沛月份，根據(jù)歷年滑坡災(zāi)害監(jiān)測(cè)經(jīng)驗(yàn)，在持續(xù)降雨、強(qiáng)降雨等因素的影響下，滑坡體極有可能再次出現(xiàn)變形，甚至出現(xiàn)局部溜滑。

3 結(jié) 語(yǔ)

本文以重慶市某滑坡監(jiān)測(cè)為例進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)通過(guò)GNSS 技術(shù)對(duì)滑坡區(qū)域進(jìn)行自動(dòng)化監(jiān)測(cè)，可以得到各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位實(shí)時(shí)的坐標(biāo)信息，從而得到實(shí)時(shí)的坐標(biāo)偏移量和累計(jì)位移量。通過(guò)對(duì)獲取數(shù)據(jù)的分析，可以掌握整個(gè)滑坡區(qū)域以及重點(diǎn)裂縫區(qū)的滑坡?tīng)顟B(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)滑坡監(jiān)測(cè)的自動(dòng)化、智能化管理。相對(duì)于傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)，采用基于GNSS 技術(shù)的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)具有時(shí)效性高、操作更簡(jiǎn)便、監(jiān)測(cè)精度更高以及數(shù)據(jù)更可靠等優(yōu)點(diǎn)，從而提高了對(duì)滑坡預(yù)警的準(zhǔn)確度。