狮子岩危岩应急专业监测研究

狮子岩危岩应急专业监测研究

谢佳玲1陈江涛2

重庆市武隆区地质环境监测站   重庆 400000

摘要：我国因地质构造的特殊性，各类地质灾害频发，其中危岩往往具有隐蔽性、随机性的特点，属于群测群防的薄弱点。近年来，随着科学技术的发展，各类监测方法日益成熟、监测成果日益精确，本文通过对狮子岩危岩的应急专业监测分析，结果表明了应急专业监测对危岩预警具有重要作用。

关键词：狮子岩危岩；应急专业监测；自动化

1 引言

武隆区地处云贵高原、大娄山系的延伸部分和川东平行岭谷褶皱带的过渡区域，多深丘、河谷，以山地为主。属重庆市地质灾害高易发重点防范区之一［1］，地质灾害总体特点是：点多面广、频发多发、突发性强、危害性大。对人民群众的生命财产安全造成重大威胁。因此，对地质灾害的及时、准确的监测预警显得尤为重要。

2 危岩概况

狮子岩危岩带位于武隆区土坎镇五龙村新明社，处于乌江右岸，乌江一级阶地后缘陡崖顶部地带，危岩所在区域为陡崖转向处，该段陡崖向南突出呈〝凸〞字型，危岩带分布于凸出处东西两侧，西侧部分危岩带呈北西至南东走向，倾向230°～250°，长约250m，坡角36°～81°，东侧部分危岩带呈北东至南西走向，倾向140°～150°，长约230m，坡角30°～75°。危岩带高程为648～698m，距离陡崖顶部20～30m，陡崖坡脚高程510～550m，危岩带相对高差130m～140m。危岩带全长约520m，在高程为648～698m之间分布众多体积不等的危岩单体，呈现柱状，危岩单体体积1000m3～10000m3不等，总分布面积约9.8×104m2，体积约147.6×104m3［2］。

照片1  狮子岩危岩全貌

危岩主要组成成分为志留系下统小河坝组（S1x）浅灰—黄灰色薄—中厚层状岩屑石英砂岩夹粉砂岩泥质粉砂岩，少量砂质页岩。受接龙场断层影响，该地区产状变化较大。该层多被节理和裂隙切割成薄板状、不规则状及块状。本区岩层产状90°～105°∠4°～23°，岩体发育裂隙2组，裂隙①产状为240°∠50°；裂隙②产状为140°∠56°。岩层层面、裂隙②倾向与坡向大角度相交，对其稳定性影响中等；裂隙①倾向与坡向小角度相交，对其稳定性影响大；裂隙①、裂隙②的切割楔形体倾向坡外，楔形体可能失稳。破坏方式倾倒、坠落。

照片2 狮子岩危岩基座特征

区内危岩发育的陡崖岩性为砂岩，结构面裂隙较发育，岩体的底部岩体为强度较小的页岩，砂岩属于硬质岩石，抗风化能力强，岩体裸露，呈柱状结构，其基座由于差异风化作用，底部的岩体抗风化能力相对较弱，底部的岩体易风化崩落形成凹岩腔，由于裂隙贯通度高天然工况下危岩体基本稳定，但在重力作用下易指向临空方向发生崩塌；随着风化掉块的继续，下部岩腔不断扩大，上部裂隙卸荷切割加剧，在暴雨或者震动工况时，危岩体处于欠稳定状态，形成崩塌。

3 应急监测方法

由于土坎镇常年雨雾天气较多，尤其在冬季，多见连续多日大雾天气，能见度较低，本次监测采用的地表裂缝、岩石应力监测仪器均为可以应对常年的雨雾恶劣天气条件或不受天气条件影响，采用太阳能供电的仪器均可应对长时间阴雨天气或可人工更换电池，以确保监测的连续性。

3.1地表位移监测

危岩地表位移监测采用GPS监测，主要是针对危岩陡崖整体性变化进行监测。通过对监测数据的整理、统计，做出监测成果的累积位移变化曲线，速率变化曲线，并对其变化趋势进行分析，进行险情预警。

3.2地表裂缝监测

地表裂缝监测采用南京基泰土木工程有限公司振弦式测缝(位移)计，锚固点分别设在裂缝两侧，当裂缝的开合度发生变化时将通过仪器端块引起仪器内钢弦变形，使钢弦发生应力变化，从而改变钢弦的震动频率实时监测，根据裂缝变化情况进行险情预警。

3.3岩石应力监测

岩石应力监测采用采用南京基泰土木工程有限公司振弦式岩石应力计，振弦式岩石应力计可测量弹性岩体中的应力变化。嵌入岩石钻孔内的探测环由于岩石应力变化而产生变形，通过张拉在另一个直径上的钢弦测量出来，岩石的应力变化引起张拉钢弦的共振频率的变化，监测数据采集1天3次，当危岩出现变形加剧时，根据变形阶段及变形速率判定加密观测。

4 监测数据的分析

根据整理后的观测数据，以观测点相邻两次观测值之差与最大误差（取中误差的两倍）进行比较，如观测值之差小于最大误差则可认为观测点在这一周期内没有变动或变动不显著。但要注意，即使每相邻周期观测值之差很小，当利用回归方程发现有异常观测值和呈现一定趋势时，也应视观测点有异常。

地形位移监测测量数据按照三峡库区专业监测数据处理要求进行，监测点的检验采用比较法，当点相邻两期的高程或坐标平差值之变差△符合下列条件时，可判断点位稳定。

式中 ——单位权中误差（mm）；

 ——检验点高程或坐标的权倒数。

即监测点每轮测量值与其前一轮数据值进行比较，当变化量大于2倍中误差时，视为发生变形，取其值为位移变化值；当变化量小于2倍中误差时，认为监测点无变形，变化值为测量误差。

5监测成果分析

监测年限为3个水文年，统计分析监测年限（2016年10月~2019年9月）的监测结果如下：

地表位移GPS监测最大累计位移量为13.3mm，狮子岩危岩未发生明显的整体位移变形。

振弦式裂缝计及应力计监测数据显示，振弦式裂缝计测得值较大的LF2为19.7mm，其次LF3为6.1mm；YL1为0.8KN，YL2为0.4KN。裂缝变化呈现波浪形变化，在降雨期间，总体呈现出雨季裂缝有所闭合，雨季过后又有一定程度张开的变化趋势。降雨沿上方卸荷裂隙侵入危岩体基座，导致基座软化，基座承载力减小，引起应力发生变化。总体来讲，狮子岩危岩裂缝、应力受降雨影响明显，危岩体基座风化速度较快。

6 结论

（1）监测结果表明狮子岩危岩未发生明显整体位移变形及单体危岩变形突变；

（2）自动化的地质灾害应急专业监测是地质灾害监测的一大趋势，相对于传统的人工监测具有无人值守、可实时获得监测数据、全天候监测等优点，值得推广。

参考文献：

［1］重庆市高新工程勘察设计院有限公司.重庆市武隆区地质灾害详细调查与风险评价报告［R］.2021.

［2］重庆市高新工程勘察设计院有限公司.重庆市武隆区土坎镇狮子岩危岩应急专业监测2019年度总结报告［R］.2021.