多種監測方法在城口縣廟壩鎮堰塞湖搶險救災工作中的綜合運用

胡以德，袁興平

（1重慶市地質災害防治工程勘查設計院，重慶400700；2重慶市地質礦產勘查開發局，重慶401121）

0 引言

2010年7月19日0時10分，重慶市城口縣廟壩鎮石興村三組龍洞灣發生滑坡（圖1），約4×105m3的巖體滑入羅江河，形成壩高約20m的堰塞湖（圖2）。堰塞湖水域面積近5km2，容量達1.5～2.0×107m3，堰塞湖上游的廟壩場鎮全部被水淹沒，場鎮進水超過4m，部分房屋因浸泡垮塌。凌晨5時10分左右，堰塞湖壩體被洪水沖開一個約20m寬的缺口，堰塞湖水位緩慢下降，但是到凌晨5時40分左右，缺口又被滑體堵塞，水位又再次回漲，險情進一步加劇，嚴重威脅堰塞湖上游3000余人和下游8000余人（其中：城口縣境內4000余人、四川萬源境內4000余人）的生命財產安全。

圖1 龍洞灣滑坡堆積體全貌圖

圖2 滑坡堆積體形成堰塞湖全景

在該堰塞湖應急搶險工作中，綜合采用全天候的宏觀巡查、裂縫觀測、全站儀監測和GPS監測等多種監測方法對滑坡體及堰塞湖壩體開展全方位的監測工作。從運行情況看，采用的監測手段科學、可行、有效，運行效果顯著，避免了重大險情的發生，為搶險專家組判斷滑坡堆積體穩定性狀態提供了重要依據，同時也為搶險救災總體決策及24h不間斷搶險施工提供了有力保障。

1 監測方案的編制

在搶險工作之初，于2012年7月20日對滑坡體變形破壞特征及邊界情況進行了應急調查，7月21日，又對滑坡及堰塞湖區域實施了低空航空攝影，完成航拍面積8.5km2，通過遙感解譯和地面調查結果綜合分析，得出如下結論：

廟壩鎮龍洞灣滑坡形成滑坡體平面面積1.05×105m2，堵塞羅江河，形成堰塞湖最大淹沒面積3.69×105m2。滑坡體堆積面積為4.2×104m2，平均高程651m，堆積體體積為4.62×105m3。

經過遙感影像立體相對分析，生成滑坡區域DEM。應用前時相DEM進行計算，得到地面高程差值圖，通過計算可得滑坡體平均下滑高度5.6m，下滑面積6.3×104m2，下滑體體積3.54×105m3。

在以上工作基礎上，監測組編制了《城口縣廟壩鎮堰塞湖不穩定山體監測及預警預報方案》，劃定了滑坡及危險區范圍，對滑坡及堰塞湖監測工作進行布置，綜合選用宏觀巡查、全站儀監測、GPS監測等多種手段，并立即對滑坡進行全面監測（圖3）。

圖3 監測點布置圖

2 監測方法

2.1 宏觀巡查和裂縫觀測

為了掌握滑坡體及周邊地表位移及裂縫的動態變化，需要進行地表裂縫及位移巡查觀測。

宏觀巡查和裂縫觀測工作在滑坡體外共設置13個監測點，由監測單位與武警重慶總隊一起進行24h不間斷巡查，對部分地面裂縫設置裂縫自動報警器（圖4、圖5），保證及時預警，切實加強預警預報工作。

圖4 宏觀巡查和裂縫觀測

圖5 地面裂縫報警器

巡查監測情況正常情況下2h報送一次，下雨每小時報送一次。

從巡視和監測數據看，監測期間滑坡體外裂隙變化較小，滑坡體周邊危險區處于基本穩定狀態。

2.2 全站儀監測

全站儀變形監測是專業監測的一種重要方法，主要任務是在龍洞灣滑坡殘體及周邊布設監測點，使用全站儀極坐標測量方法，進行周期性和系統性的監測，對觀測資料進行整理、分析，以便及時發現異常情況，預測該滑坡殘體及周邊的穩定狀況，最大限度保證堰塞湖搶險施工人員安全。

監測基準點設置在廟壩鎮龍洞灣滑坡對面穩定位置，其中架設全站儀的基準點設置在滑坡對面居民院壩邊（圖6）。

圖6 全站儀監測儀器

在滑坡殘體及周邊共布設15個觀測點，其中在殘留體內布設4個監測點，在殘留體周邊不穩定體上布設7個監測點，在殘留體周邊有基巖裸露的部分布設4個監測點，編號分別是J1～J15。

共配置人員8人，全站儀2套。監測實行每天24h監測，監測周期頻率為每小時監測1次。

監測數據正常情況下2h報送一次，下雨每小時報送一次，監測數據出現異常及時報送。

從監測數據（圖7）看，監測點J1、J9、J10在出現較大變形，監測組根據數據分析，向正在搶險施工的武警水電部隊通報了3次變形預警，滑坡局部滑塌實際發生3次，預警預報效果明顯。

圖7 滑坡變形專業監測圖表

2.3 GPS監測

本次采用的GPS監測系統是重慶某公司基于“地質災害監測預警物聯網技術基礎平臺”最新研制的高集成度、便攜式監測預警系列產品。

該系列產品集無線傳感器、嵌入式軟件、通訊、測繪、GPS、GIS技術等于一體，采用最新GPS高精度數據處理算法，基于通用GPS技術，用軟件的方法將GPS變形監測的精度從米級提高到毫米級。對被監測對象的多種指標如變形體平面和高程的變形量、變形速度、方位、雨量、水位、裂縫、深部位移等進行實時監測和分析，該系列產品并在被監測指標達到一定的告警閥值時，通過短信、聲音等方式自動發布預警/告警信息，以有效預防和避免重大安全事故和地質災害的發生（圖8、圖9）。

圖8 GPS監測系統工作界面

圖9 GPS監測儀（JC09）

7月24日，經過緊急組織人員和設備，在滑體后緣及兩側的潛在不穩定區布設9個GPS監測點，同時全站儀監測選擇2個GPS點作為監測點，互相印證其監測準確性。GPS監測點全天候自動監測，實時傳輸數據，形成矢點位移曲線，并對數據作進一步處理、分析。

從監測情況看，滑坡周邊各監測點處于基本穩定狀態。這與巡查監測、專業監測結果及監測期間滑坡變形情況是基本一致的。

圖10 GPS監測點形變量表（JC01、JC09）

3 結語

（1）宏觀巡查與裂縫觀測是一種實用、易于實施的地災變形監測方法，具有實施簡便的突出優點。常用于地災群測群防工作和搶險工作中，配合近幾年出現的裂縫變形報警器等自動裝置，預警效果更為顯著。但在變形強烈的地災體監測中采用此方法時，監測人員人身安全有一定風險，因此有一定的局限性。

（2）全站儀監測是一種常用的專業監測方法，理論成熟，實施方便，通過免棱鏡激光全站儀，可以在安全區域對地災體進行準確的變形監測，保證監測人員安全。在實際工作中，長時間、高頻率的專業監測費用較高。

（3）GPS監測是一種新興的監測方式，現場安裝后可自動監測，監測數據實時傳輸回數據中心，達到閥值時自動報警。具有監測數據準確、數據處理自動化程度高、預警及時、監測人員無安全風險等突出優點。缺點是設備功耗大、監測設備安裝較其他監測方式難度大。

（4）綜合采用多種監測方法，能充分發揮各種方法的長處，有效彌補單一監測方法的不足，同時各種監測數據可以對比分析，相互印證，保證監測數據真實反映現場變形情況，便于監測人員及時作出真實、科學合理的分析和預警，這是目前地質災害監測工作的一個趨勢和方向。

[1]中國有色金屬工業總公司.GB50026-2007工程測量規范[S].北京：中國計劃出版社，2008.

[2]中國有色工業協會.DZ/T 0227-2004滑坡崩塌監測測量規范[S].北京：中國標準出版社，2004.

[3]中華人民共和國國土資源部.DZ/T 0218-2006滑坡防治工程勘查規范[S].北京：中國標準出版社，2006.