浅谈变形监测在滑坡治理工程中的应用

浅谈变形监测在滑坡治理工程中的应用

韦定忠

北京市勘察设计研究院有限公司 广东省深圳市 518110

摘要：变形监测是指使用精密测量仪器设备对被监测的对象或物体进行测量以确定其空间位置及内部形态随时间的变化特征。其目的:一是分析和评价被监测的对象或物体的安全状态；二是验证设计参数；三是反馈设计施工；四是研究正常的变形监测规律和预报变形的方法。

关键词：变形监测;滑坡治理;应用;

引言

随着我国城镇化率的不断提高，城镇的建设区域在不停的快速扩张，地面高大建筑物如雨后春笋般的增加。老城区年久失修的地下防空洞、新规划建设的地铁等地下工程的开展，使得城镇地面沉降、地裂缝、地面塌陷等灾害形势日趋严重，从而制约了当地的可持续发展和城镇安全，对城镇化的基础工程设施建设以及人民生命和财产安全构成了巨大威胁。

1监测原则

为满足地质灾害自动化监测的需求，对于滑坡灾害的自动化的监测也需要达到相应的效果，由此，一般情况下，监测网点的选取原则应当满足以下要求。（1）对于降雨型滑坡或者不稳定边坡的监测，应当重视由于降雨作用导致的滑坡稳定性下降问题，特别是极端强降雨天气作用下，滑坡可能出现的大变形甚至失稳破坏。在自动化监测选点过程中，需要进行详细调查，查明滑坡可能受到降雨影响后发生变形的主要区域及裂缝潜在发育特征等。（2）在监测布设前，应当对滑坡灾害点进行详细的地形地貌精细化测绘及调查。通过大比例尺的测绘、关键点位的钻孔取样等基础工作，详细获取滑坡灾害点的地形数据。基于地形数据进行定量的滑坡变形特征分析，由此进一步明确降雨引起的滑坡可能导致灾害时对应的临界雨量，构建基于精确降雨过程的滑坡实时预警和定量预报模型方法，为滑坡灾害的全方位综合监测预警提供技术支撑，实现自动化的精准防灾减灾。（3）在自动化监测设备的布设过程中，还需要满足布设地点的合理性和便于维护性，满足监测数据的有效性要求。监测设备在恶劣野外环境下的布设需要保证相对可靠的长期稳定，确保数据连续获取，特别是在极端强降雨等急需有效预警的气象环境条件下能稳定工作，实现监测设备的实用、可靠、经济合理等基本要求，同时还要满足设备的易于维护、安装便携需求，使偏远地区的设备安装能简单易行，管理方便。（4）滑坡自动化监测设备的布设需要根据滑坡的成因模式、变形破坏机理进行。一般情况下，对于变形的监测布设还需要考虑地形的影响因地制宜地进行地表监测单位的确定。

2浅谈变形监测在滑坡治理工程中的应用

2.1深层位移监测

使用便携式手动测斜仪（YT-ZL-0200系列）进行深层位移监测，广泛用于观测土石坝、堤防、山体边坡、建筑物基坑等内部水平方向变化的大小、方向和速率。滑动式测斜仪内装伺服系统敏感元件装置，它的特点是：温差小、跟踪快、稳定性能好、重复性高等，是测斜仪首选的精密仪器。为了获得测斜仪测试周围地层完整的观测报告，有必要在测管周围进行一系列的倾斜观测。滑动式测斜仪分两组小滑轮，距离相隔0.5m，将测头放到测斜管底部，向上提升感应缆绳每隔0.5m记录一次数据（A+），把侧头取出旋转180°重新放入测管底部重复以前的操作，又可得到第二组数据（A-）。本次观测值=[(A+)-(A-)]×0.025累积位移量（D）i=本次观测值-第一次观测值+上一深度累积位移量（Di+0.5），i为孔深度，单位（m）。说明：孔底累积位移量(D孔底)=本次观测值-第1次观测值。

2.2软件设计要求

改进方案对地质灾害变形监测软件的要求为：①能实时动态地对地表位移监测设备、深部位移监测设备、固定测斜仪、地下水监测仪器等传感器采集的数据进行数据信息接收、数据实时计算解析等处理，由于地质灾害实时监测数据及时处理能力的强弱是能否成功预报预警的关键，因此要求各种传感器采集的数据可形成单独的处理文件，并形成历程曲线图、三维坐标图、模拟图、直方图等相应成果；②数据以数字或相应曲线、图表等格式实时调阅显示，软件操作界面清晰直观，各界面能自由切换，可方便调取查阅存储的历史数据，能根据级别对登陆系统的每个用户进行权限管理，并将登陆后的操作写入系统日志；③考虑到以后系统的扩展和升级，方便软件系统功能的添加、修改、维护等，还需具有很好的开放性和兼容性，支持Access、Oracle、MongoDB等多种数据库的兼容。客户端采用C/S架构模式，可分散和降低系统自身的承载压力，从而使客户端的响应速度变得非常快捷。

2.3初步监测设计

根据现场勘查发现，滑坡仍然在产生持续的变形。在非汛期时，由于降雨较少，坡体变形不明显；而在雨季期间，随着降雨对坡体稳定性降低的影响，滑坡又会出现较大的变形，特别是极端降雨诱发下，可能存在加速变形失稳的隐患。因此，在选取地质灾害监测方法时，应满足智能化、实时化监测要求，并满足相应监测精度的要求。由于监测设备安装于野外环境，气象条件和地理环境相对比较恶劣，设备总体要求稳定可靠，节能环保，安装简便，易于维护，并且监测技术应实用、可靠、先进、经济合理和满足地质灾害信息化管理要求。同时，根据滑坡灾害的特征、变形特点和影响因素，因地制宜地进行监测设备布设。调查发现该滑坡属于降雨导致的边坡局部变形破坏，由此，降雨和变形监测是这类滑坡的重点监测内容，对于降雨量监测点，宜在灾害点附近布设于四周空旷、平坦且风力影响小的位置。变形监测的监测网由监测点、监测线组成，应能达到有效覆盖滑坡灾害点的变形监测要求，且满足监测精度要求，并能有效监测滑坡主要变形方位、变形量、变形速度、变形发展趋势、地表裂缝张开速率、累计变形总量等，能及时提供预警预报所需的主要监测数据。

2.4平面位移监测

使用0.5秒LeicaTS30型全站仪进行平面位移监测。LeicaTS30型全站仪一测回测角精度0.5秒，测距精度1mm+1ppm，Leica标准棱镜，棱镜常数为0。把相应的坐标增量变化以表格的形式进行统计，并计算每个变形监测点的累积位移量，将每天所采集的三维坐标数据始终与第一天的坐标数据进行坐标增量比较，求出△X、△Y、△H三维变化量和平面位移量。三维坐标的变化量的计算采用下式：ΔXi=Xi+1-Xi式中，ΔXi为纵轴（x轴）坐标值增量，Xi、Xi+1为纵轴（x轴）坐标值。ΔYi=Yi+1-Yi式中，ΔYi为横轴（y轴）坐标值增量，Yi、Yi+1为横轴（y轴）坐标值。ΔHi=Hi+1-Hi式中，ΔHi为竖直方向（高程）坐标值增量，Hi、Hi+1为竖直方向（高程）坐标值。D=Δx2+ΔyΔH=Hn-H1式中，D为平面位移量，为竖直方向（高程）变化量。

结束语

在滑坡治理之前，山体局部位移较为明显，通过一系列的综合治理，滑坡隐患山体应力的荷载得到了一定的卸载，基本有效地抑制了山体的位移变动。变形监测能及时监测山体滑坡并获取数据，提供有力的技术支撑，为山体滑坡综合治理保驾护航。

参考文献

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