變形監(jiān)測技術(shù)在野貓面滑坡中的應(yīng)用與分析

楊 紅，陳向陽，曾凡清

(長江三峽勘測研究院有限公司(武漢)，湖北武漢430074)

變形監(jiān)測技術(shù)在野貓面滑坡中的應(yīng)用與分析

楊 紅，陳向陽，曾凡清

(長江三峽勘測研究院有限公司(武漢)，湖北武漢430074)

將現(xiàn)代先進(jìn)測量技術(shù)應(yīng)用于野貓面滑坡，實(shí)施地表、地下變形監(jiān)測，對滑坡進(jìn)行預(yù)警分析，以保證三峽大壩的安全。

野貓面滑坡;變形監(jiān)測;三峽工程;大壩安全應(yīng)用

一、前 言

野貓面滑坡體位于湖北省秭歸縣境內(nèi)，長江西陵峽之牛肝馬肺峽至空嶺灘間峽谷北岸，下距三峽工程壩址17 km，屬三峽工程水庫近壩庫岸滑坡。滑坡體總體地形為:前緣較陡，中部較緩，后部比中部稍陡的斜坡地形。滑坡體地處鄂西暴雨區(qū)，滑坡體地質(zhì)歷史時期發(fā)生過滑動。對滑坡實(shí)施變形監(jiān)測和預(yù)警，能保證三峽大壩的安全，意義重大。現(xiàn)以2011年度為例，對野貓面滑坡變形監(jiān)測進(jìn)行分析。

二、監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用

野貓面滑坡變形監(jiān)測分為地表監(jiān)測和地下監(jiān)測。地表監(jiān)測由水平位移監(jiān)測、垂直位移監(jiān)測構(gòu)成，能直觀地反映地表變形情況，特別是與滑坡方向垂直的視準(zhǔn)線水平位移監(jiān)測，是滑坡水平位移監(jiān)測非常有效的方法，垂直位移監(jiān)測以二等水準(zhǔn)實(shí)施。地下監(jiān)測有鉆孔測斜儀監(jiān)測、地下滲壓計監(jiān)測，鉆孔測斜儀監(jiān)測可以查清滑坡的關(guān)鍵部位——滑帶的變形趨勢，滲壓計監(jiān)測可以監(jiān)測滑坡體內(nèi)水位的變化情況。

1.水平位移監(jiān)測基準(zhǔn)網(wǎng)

野貓面滑坡監(jiān)測水平位移監(jiān)測網(wǎng)點(diǎn)由TN01、TN02、TN03、TN04-1、TN05、TN06-1、TN07、TN08、TN09 9個點(diǎn)組成。監(jiān)測網(wǎng)的網(wǎng)形布置如圖1所示。對監(jiān)測網(wǎng)的每年觀測進(jìn)行兩次，采用測量機(jī)器人Lecia TCA2003自動測量，達(dá)到二等邊角網(wǎng)的精度要求。

2.水平位移觀測

水平位移觀測分別采用視準(zhǔn)線和后方交會兩種方法進(jìn)行，水平位移監(jiān)測點(diǎn)位布置如圖2所示。

圖1 野貓面滑坡變形監(jiān)測布設(shè)示意圖

視準(zhǔn)線監(jiān)測布設(shè)3條位移觀測線:A線由TN06-1、TN07作為其工作基點(diǎn)，觀測點(diǎn)包括TN06、AL01、AL02;B線由TN04-1、TN05作為其工作基點(diǎn)，觀測點(diǎn)包括AL03、AL04、AL05;C線由TN08、TN09作為其工作基點(diǎn)，觀測點(diǎn)包括AL16、AL17。

受地形影響，需在滑坡體內(nèi)埋設(shè)4個水平位移監(jiān)測點(diǎn)，采用交會法觀測，點(diǎn)名為 TP06、TP07、TP08、TP09。

3.垂直位移觀測

滑坡體內(nèi)的垂直位移觀測點(diǎn)與水平位移觀測點(diǎn)采用平高共點(diǎn)的形式布設(shè)，共計15個監(jiān)測點(diǎn)，其布置情況如圖1所示。垂直位移監(jiān)測采用常規(guī)幾何水準(zhǔn)方法進(jìn)行，以工作基點(diǎn)LS05起測，經(jīng)滑坡區(qū)域各監(jiān)測點(diǎn)，至工作基點(diǎn)LS07組成附合水準(zhǔn)路線，以二等水準(zhǔn)測量的要求進(jìn)行。

4.伸縮儀監(jiān)測

野貓面平硐伸縮儀布置在滑坡體平硐內(nèi)，伸縮儀穿過滑動面兩側(cè)，一側(cè)為滑動面，一側(cè)為基巖。觀測采用 SS-4型絲式伸縮儀，儀器標(biāo)稱精度為±0.1 mm，自動觀測數(shù)據(jù)。

5.地下水變化滲壓計監(jiān)測

為掌握滑坡體地下水位動態(tài)變化特征，在滑坡體上鉆孔安裝(IP01)地下水位監(jiān)測儀(GK-4500S滲壓計)，孔深105 m。

6.鉆孔測斜儀監(jiān)測

滑坡體深層位移監(jiān)測采用在鉆孔內(nèi)埋設(shè)安裝測斜管，在滑坡體上2個110 mm的勘探鉆孔內(nèi)(如圖1所示)布設(shè)IN01和IN02。測斜管槽埋設(shè)方位A+方向與滑坡方向一致，B+方向與滑坡方向垂直。

采用CX-06A型鉆孔測斜儀進(jìn)行觀測，按要求觀測滑坡體不同深度的水平位移。

7.監(jiān)測周期

按雨季每個月兩次、其他月份每個月一次的觀測周期進(jìn)行監(jiān)測，實(shí)時掌握滑坡變形情況。

三、變形監(jiān)測分析

野貓面滑坡變形監(jiān)測自建立以來，較好地監(jiān)測了野貓面滑坡在三峽水庫不同漲消期的變化特征，為充分了解滑坡體的穩(wěn)定性及變形變化趨勢提供了有力依據(jù)。水庫水位的變化將會對滑坡體的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，監(jiān)測資料基本上反映了庫水位的變化對滑坡體穩(wěn)定性的影響。

1.精度分析與統(tǒng)計

2011年水平位移監(jiān)測網(wǎng)點(diǎn)位中誤差、垂直位移監(jiān)測網(wǎng)高程中誤差分別見表1、表2。從統(tǒng)計表中可以看出:水平位移監(jiān)測的點(diǎn)位中誤差均小于設(shè)計要求的±5mm的限差，垂直位移監(jiān)測的高程中誤差也小于設(shè)計要求的±5 mm的限差，均滿足規(guī)范及設(shè)計要求。

表1 水平位移監(jiān)測網(wǎng)點(diǎn)位中誤差統(tǒng)計表 mm

表2 垂直位移監(jiān)測網(wǎng)高程中誤差統(tǒng)計表 mm

2.表層水平位移監(jiān)測點(diǎn)分析

(1)各監(jiān)測點(diǎn)水平位移與分析

統(tǒng)計2011年各監(jiān)測點(diǎn)水平位移量，結(jié)合庫水位變化，繪制各監(jiān)測點(diǎn)監(jiān)測成果與庫水位對比關(guān)系如圖2～圖4所示。

圖2 視準(zhǔn)線A/C線累計位移量與庫水位對比圖

根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，2011年視準(zhǔn)線各監(jiān)測點(diǎn)的累計位移量有微小的增大，但基本上在較小的區(qū)域范圍內(nèi)，年位移量與上年度比較有所減小，視準(zhǔn)線各監(jiān)測點(diǎn)的過程曲線呈平緩態(tài)勢。

圖3 視準(zhǔn)線B線累計位移量與庫水位對比圖

圖4 后方交會各監(jiān)測點(diǎn)累計合位移量與庫水位對比圖

由于交會監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)在滑坡體的前緣，變化相對較為明顯，說明滑坡體尤其是滑坡體前緣仍存在一定的變形。同時各點(diǎn)的累計位移量在一定程度上也受庫水位的影響，但位移量的變化在很小的范圍內(nèi)，表明滑坡體暫時處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，有待繼續(xù)進(jìn)行后續(xù)的監(jiān)測工作。

(2)表層水平位移主滑方向位移變形分析

野貓面滑坡主滑方向約為210°，參照滑坡主滑方向，列出位移矢量統(tǒng)計，所繪制的矢量圖如圖4所示。

通過對統(tǒng)計數(shù)據(jù)和位移矢量圖的分析可知，位移量較大的點(diǎn)是TP07和TP09，此兩點(diǎn)位于滑坡的中部脊梁和下緣靠近長江位置，位于滑坡上部的點(diǎn)的位移量明顯小于滑坡中下部的點(diǎn)的位移量，位移量較大的點(diǎn)集中在滑坡的中下部，符合滑坡的變形規(guī)律;除TP07和TP09兩點(diǎn)外，其他監(jiān)測點(diǎn)的點(diǎn)位移量較小，2011年滑坡水平方向未出現(xiàn)明顯變形。

圖5 各監(jiān)測點(diǎn)本年度主滑方向年位移量矢量圖

3.垂直位移監(jiān)測

統(tǒng)計2011年1—12月各測點(diǎn)的垂直位移累計量，見表3。垂直位移各監(jiān)測點(diǎn)累計位移量與庫水位的對比如圖6所示。結(jié)合滑坡情況，繪制出監(jiān)測點(diǎn)垂直位移年位移量示意圖，如圖7所示。

表3 各監(jiān)測點(diǎn)垂直位移年位移量統(tǒng)計表 mm

圖6 垂直位移各監(jiān)測點(diǎn)累計位移量與庫水位對比圖

圖7 各監(jiān)測點(diǎn)垂直位移年位移量示意圖

從上述圖表統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以歸納出野貓面滑坡各監(jiān)測點(diǎn)的垂直位移變化情況。位移量較大的點(diǎn)集中在滑坡前緣，滑坡其余監(jiān)測點(diǎn)年位移量均較小。2011年統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，滑坡體各監(jiān)測點(diǎn)仍有一定的下沉，但下沉量較小，變化速率有所減緩，位移量過程曲線也較平緩，該滑坡體暫時呈基本穩(wěn)定狀態(tài)，但應(yīng)繼續(xù)對滑坡體進(jìn)行監(jiān)測，以便掌握該滑坡體的變形規(guī)律。

4.深層位移、鉆孔水位監(jiān)測

(1)平硐伸縮儀觀測

ID01、ID02線位于基巖中，ID01-1線穿過滑帶，另一端位于滑坡體中。經(jīng)過整理2011年年度資料，最大變化量為0.8 mm，其余沒有變化。可以看出，2011年平硐伸縮儀各監(jiān)測點(diǎn)無明顯變形特征。

(2)地下水監(jiān)測

受地表降水或其他地下水補(bǔ)給等影響，鉆孔中地下水位抬高，滑坡體水位變化主要受庫水位和地表降水的影響，經(jīng)過對比分析，地下水位的變形與庫水位變化無明顯的聯(lián)動關(guān)系，無異常情況。

(3)測斜儀監(jiān)測

2011年測斜管觀測數(shù)據(jù)主滑方向(A+方向)見不同高程位移分布圖(如圖8、圖9所示)，其豎向分布呈現(xiàn)出從地表至地表以下位移量呈逐步遞減的一般變形規(guī)律。由于各條豎向分布曲線比較均勻光滑，說明該觀測部位無明顯位錯情況發(fā)生。

圖8 IN01測斜管A+方向不同深部位移分布圖

圖9 IN02測斜管A+方向不同深部位移分布圖

四、結(jié) 論

本文通過對野貓面滑坡變形監(jiān)測結(jié)果的分析，得出以下結(jié)論:

1)野貓面滑坡體水平位移監(jiān)測點(diǎn)整體變化不大，且方向性沒有一定的規(guī)律，說明滑坡體局部有一定的變形，但滑坡整體水平方向位移未出現(xiàn)明顯變形。各監(jiān)測點(diǎn)的水平位移與庫水位變化關(guān)系不顯著，庫區(qū)水位的變化對野貓面滑坡體未產(chǎn)生明顯的影響。

2)野貓面滑坡體各監(jiān)測點(diǎn)垂直位移有微量變形，各監(jiān)測點(diǎn)垂直位移量變化較小，位移量過程曲線平緩，變形速率有所減緩，說明滑坡體在垂直方向未出現(xiàn)較明顯的變形。

3)平硐伸縮儀各監(jiān)測點(diǎn)無明顯變形特征，過程曲線近乎于直線形狀。鉆孔地下水位變化無異常情況。鉆孔測斜儀的豎向分布呈現(xiàn)出從地表至地表以下位移量呈逐步遞減的一般變形規(guī)律。由于各條豎向分布曲線比較均勻光滑，無明顯位錯情況發(fā)生，表明滑坡深部未出現(xiàn)明顯的變形。

滑坡體各項(xiàng)監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，2011年野貓面滑坡體整體無明顯位移性變化，處于基本穩(wěn)定狀態(tài);滑坡體局部監(jiān)測點(diǎn)在庫水位上升及消落期有微量的變化，但方向性沒有統(tǒng)一的規(guī)律，滑坡體目前處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，后續(xù)的變化有待進(jìn)行進(jìn)一步的監(jiān)測工作。

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Application and Analysis of Deformation Monitoring Technology in the Yemaomian Landslide

YANG Hong，CHEN Xiangyang，ZENG Fanqing

0494-0911(2012)06-0054-04

P217

B

2012-03-29

楊 紅(1966—)，男，土家族，湖南慈利人，碩士，高級工程師，主要研究方向?yàn)闇y繪工程、變形監(jiān)測。