剝隘鎮滑坡變形監測網的設計與實施

黃軍明,徐卓揆,魏 峰,張付民

(1.長江三峽勘測研究院有限公司(武漢),武漢 430074;2.長沙理工大學交通運輸工程學院,長沙 410114)

1 引言

廣西百色水利樞紐云南庫區剝隘鎮四、七、九片區古滑坡整體于2008年11月～12月在水庫蓄水、強降雨等作用下出現變形復活,滑坡前緣臨庫一帶出現較大規模的塌岸、道路橋梁開裂、房屋變形拉裂、水廠蓄水池漏水、公路擋墻裂縫發育等變形現象,引起當地居民恐慌。右江公司于2008年11月17日建立并啟動了滑坡變形體臨時變形監測網,由長江三峽勘測研究院有限公司(武漢)和中水珠江規劃勘測設計有限公司合作,開始對滑坡變形實施動態監控,并對測量成果進行匯總分析,實時準確提供滑坡變形情況,及時預測滑坡變形趨勢,為右江公司在滑坡應急搶險中的決策提供可靠的監測資料(圖1)。

圖1 地表、深部變形監測點及地下水長觀孔布置圖

對滑坡的治理,陸續進行了一系列搶險措施,包括水廠、九片區、四片區的抗滑樁支檔;七號溝的土石方回填加固;七片區的格構錨防護;地表排水系統的施工;20萬m3的甲村前緣壓腳工程。另外還有目前正在施工的1號、2號地下排水洞以及將要實施的70萬m3的甲村滑坡壓腳工程。剝隘滑坡的前期變形監測在應急搶險過程中起了很重要的作用,為勘測、設計和施工方案實施有一定的指導意義。為了提高監測精度和質量,為了檢驗治理工程效果,防止地質災害對當地人民群眾的生命財產的危害,在原有監測方案的基礎上提出一個長期安全監測的技術方案。

2 剝隘鎮滑坡變形監測網的設計與實施

在全面分析了現在監測項目和條件的基礎上,建立了剝隘鎮滑坡變形監測網,進一步加強剝隘鎮四、七、九片區滑坡整體的安全監測,并及時向右江公司、工程監理單位提供變形數據及分析結果,同時可為滑坡治理的工程設計及施工提供了精確的測量數據。剝隘鎮滑坡變形監測網包括了5個方面的內容。

2.1 滑坡地表變形監測

2008年5月份以前的監時監測網布置了29個臨時監測點,為了檢驗治理工程效果,提高監測精度,按照新的技術要求,新的地表變形監測網重新設計,在滑坡范圍內共布置18個永久點,埋設觀測墩埋(如圖1所示),按15d一次進行周期監測。采用Leica TCA2003型測量機器人觀測滑坡表層水平位移和垂直位移,水平位移觀測位移量中誤差為±5mm,垂直位移觀測位移量中誤差為±3mm。5月底和6月初進行了初始值觀測(TP16、TP17、TP18初始值的觀測在6月底)。并對觀測的數據位移量按周期進行了統計(表1、表2)。

表1 地表變形監測水平位移(截至2010年7月30日) mm

表2 地表變形監測垂直位移(截至2010年7月30日) mm

2.2 滑坡深部變形監測

在監測區布設深部變形監測鉆孔,目前安裝和觀測6個孔(如圖1),按15d一次的周期進行監測,采用CX-03E鉆孔測斜儀進行觀測,深層水平位移觀測位移量中誤差為±4mm/15m。自2009年2月以來經過了近一年半的監測,深部位移監測孔觀測的基本情況見表3,深部位移監測孔孔深-位移曲線圖見圖2(以IN06為例、其它監測孔由于篇幅關系略去)。

表3 鉆孔深部位移變形監測情況

圖2 IN06(ZK15)測斜孔位移曲線圖

2.3 應力計、錨力計測量

如圖3所示,在水廠、九片區、四片區抗滑樁布置應力計和錨力計,進行周期觀測(每月2次),采用南瑞NDA1411振弦式指示儀進行觀測。應力、錨力觀測值曲線見圖4。

圖3 應力、錨力計安裝監測布置圖

2.4 水文氣象觀測

水文氣象觀測項目包括右江水庫庫水位和剝隘降雨量,由右江公司水文測報系統每天進行觀測記錄,每月及季度剝隘降雨量見表4,1月1日至7月1日降雨量總計530mm。

表4 剝隘鎮降雨量(2010年)

圖4 抗滑樁應力計、錨力計測量值曲線圖

2.5 鉆孔地下水位觀測

剝隘鎮滑坡變形監測網設計并建立有10個地下水位長期觀測孔,有ZK19、ZK28、ZK33、ZK37、ZK40、ZK44、ZK51、ZK55、ZK56、ZK65,平面布置圖見圖1,每月觀測二次以統計鉆孔地下水位的變化情況。

3 監測預警值的確定

變形監測預警值的確定是變形監測技術設計的重要內容,根據滑坡的變形情況,設計人員參考有關資料,針對性地制定了以下預警值,作為剝隘滑坡監測和預報應急預案依據。

3.1 地表位移監測

(1)Ⅰ級預警(紅色)。3個月的地表監測累計位移量超過50mm或單次監測位移增加量超過30mm。

(2)Ⅱ級預警(橙色)。3個月的地表監測累計位移量超過40mm或單次監測位移增加量超過20mm。

3.2 深部位移監測

(1)Ⅰ級預警(紅色)。單月監測累計位移量超過100mm或單次監測位移增加量超過50mm。

(2)Ⅱ級預警(橙色)。單月監測累計位移量超過60mm或單次監測位移增加量超過30mm。

3.3 鋼筋應力計

(1)Ⅰ級預警(紅色)。鋼筋應力監測測量值(絕對值)超過100MPa。

(2)Ⅱ級預警(橙色)。鋼筋應力監測測量值(絕對值)超過50MPa。

3.4 錨索錨力計

(1)Ⅰ級預警(紅色)。1000kN級預應力錨索(除四片區Z41號樁外)錨力計測量值超過980kN,2000kN級預應力錨索(四片區Z41號樁)錨力計測量值超過1500kN。

(2)Ⅱ級預警(橙色)。1000kN級預應力錨索(除四片區Z41號樁外)錨力計測量值超過950kN,2000kN級預應力錨索(四片區Z41號樁)錨力計測量值超過1200kN。

4 結語

剝隘鎮滑坡變形監測網通過地表變形監測對滑坡表面的變化進行監測,通過安裝鉆孔傾斜儀對滑坡內部變化進行監測,另外在抗滑樁上安裝應力計和錨力計對抗滑樁的受力情況進行監測,整個監測網形成了立體的變形監測系統。由于滑坡的變形,和地表水和地下水的關系很大,觀測剝隘滑坡范圍里降雨量情況,右江庫水位的升降情況,同時對滑坡內的10個鉆孔的地下水位進行觀測,整個監測網同時形成了完整的變形監測系統,對掌握剝隘滑坡的動向和變形趨勢,對滑坡地質災害的應急搶險工作起到了非常重要的作用。

從各項觀測值變化情況來看,觀測數據遠離設計預警值,前期滑坡治理措施已經發揮著重要的穩定作用,滑坡目前尚處在一個相對穩定的狀態。隨著滑坡治理項目的完善和投入使用,剝隘滑坡的穩定性將得到進一步的提高。實踐證明,剝隘鎮滑坡變形監測網為治理工作提供了正確可靠的變形數據,這對保護當地人民群眾的生命財產,起著非常重要的作用。

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