樂昌市兩江鎮某滑坡自動監測系統實施與變形數據分析

邱 宇

(1.廣東省有色礦山地質災害防治中心, 廣東 廣州 510080;2.廣東金東建設工程公司， 廣東 廣州 510080)

樂昌市兩江鎮某滑坡自動監測系統實施與變形數據分析

邱 宇1,2

(1.廣東省有色礦山地質災害防治中心, 廣東 廣州 510080;2.廣東金東建設工程公司， 廣東 廣州 510080)

滑坡變形通過人工監測費時費力，并且只有發生較大變形時才能被觀測，同時觀測結果在時間上往往具有一定的滯后性，這些缺點隨著滑坡自動監測技術的發展得到了較大程度的改善。以樂昌市兩江鎮某滑坡為實例，通過布設專業自動監測系統在雨季對滑坡體進行監測，并對監測的變形數據進行分析研究，查明該滑坡體活動狀態，為下一步滑坡預報、預警及治理工作奠定了堅實基礎。

滑坡；自動監測；變形因素；變形分析

樂昌市兩江鎮處于高山地形，且多陡坡，區內溝谷極為發育。本次所監測滑坡屬于境內瑤山北段，其所屬地貌為峽谷溪流間小型岸坡斜地，兩側山體的坡度35°～55°，周邊山頂高程在410～428 m之間。區內年降雨量分配不均衡，根據歷史氣象資料統計年降雨量在1400～2400 mm不等，多年平均降雨量約為1540 mm。由于區內地形較高，且多陡坡，每年春雨中后期，大氣降水大量補給地下水，導致地下水位迅速上漲，軟化了部分山體、土體；夏天暴雨到來時，降雨強烈沖刷巖土體，致使坡體失穩進一步加劇，造成區內不同規模的山體滑坡時有發生；因此觀測區內的春季連續降雨和夏季暴雨等氣象因素是誘發當地滑坡、泥石流等地質災害的主要原因之一。

歷史文獻以及現代地震臺網均未發現本區半徑30 km的范圍內有震級大于2.0的地震。廣東地震區劃圖劃定本區的基本地震烈度為Ⅵ，場地內無可液化土層，屬于地震基本穩定區。

此次進行監測的滑坡體處于兩江鎮某組后面坡地，滑坡體水平方向長250 m左右，垂高近30 m。第四系殘坡積礫質粘性土、砂質粘性土與花崗巖的部分風化層和強風化層構成了滑體物質，平均厚度2 m左右，總體積約為2.1萬m3。該滑坡體在2006年期間由于降雨發生過崩滑，摧毀了坡體前緣的四處民房，此前未對該滑坡體進行過任何作業，現場踏勘發現該坡體較陡，坡度近50°，滑體物質較為松散、破碎，同時滑坡表面植被覆蓋明顯少于周圍坡體。

1 滑坡自動監測方案

考慮到滑坡體發育規模及狀態監測，本次以滑坡變形監測為重點，在橫、縱兩個方向上各布置一條監測線，共設置5個位移變形監測點(見圖1)。每個監測點分別在表層(離地面約0.4 m)和深層(離地面約4 m)各布設一個多點位移計，通過對表層和深層土體位移變化來監測滑坡體的位移變形或傾斜情況，實時對整個滑坡的變形進行監測，分析研究其穩定情況。考慮到大氣降水對滑坡體失穩的誘發作用，由于監測區范圍不大，因此建立一處雨量觀測點即可滿足監測需求，降水量數據選用光柵式雨量計采集。

圖1 滑坡體監測點現場布置

1.1 自動監測系統原理

滑坡自動監測系統原理(見圖2)，系統通過埋入滑體物質內的多點位移計和地表光柵式雨量計等傳感器觀測滑坡體位移變形及環境降雨量數據，觀測產生的大量數據經由內置的數據收集設施自動收集并存儲；存儲后的數據采用GPRS或3G(由當地通訊信號情況所定)等移動無線傳輸技術實時傳輸到遠程終端的數據接收處理站；終端數據接收處理站硬件部分選用具備移動無線通訊模塊的筆記本或臺式機，軟件部分安裝專用配套的滑坡數據處理軟件，對傳送回的數據進行實時解析，從而實現全天候監測滑坡穩定狀態，非正常數據報警等功能。滑坡自動監測系統建成后即可遠程實時監控該滑坡體的位移變形量、與之對應的位移變形速度和大氣降水對滑坡變形的影響情況，通過該自動監測系統，可實現足不出戶，自動及隨時對滑坡的位移數據進行采集，配合大氣降水等環境數據，進而實現實時監測滑坡穩定狀態并進行預報、預警的目的。

圖2 自動監測系統原理

1.2 監測時間及監測頻率

本次滑坡監測時間為每年7月至10月，監測頻率根據具體情況而定，如滑坡處于變形過程或變形發展過程，則可對滑坡進行24 h不間斷數據采集和監測；如滑坡處于穩定狀態，則平均2～3 d進行一次數據采集，每次采集數十組數據。

2 監測階段變形數據及成因分析

滑坡變形自動監測系統通過傳感器觀測變形數據，有效避免了傳統監測方法讀取數據時存在誤差的缺陷。對于獲得的變形數據主要進行一致性與相關性分析，數據一致性分析就是對長期連續積累的數據進行時間上的關聯性分析，即分析滑坡體在時間尺度上的位移變化量、位移變形速率變化情況等，進行時間尺度上滑坡狀態的變化趨勢推斷；相關性分析是分析觀測數據所處空間中的相關因素與觀測物內在物理參數的相關性，即分析滑坡體觀測空間內的溫度、氣壓、降水等因素對觀測的位移變形數據產生的影響。

2.1 第一年雨季變形數據分析

第一年的監測周期將近3個月，數據采集400多組，根據采集的數據，位移計的位移不超過±5 mm，這種微小的位移量主要是由于溫度的變化引起的位移傳感器的伸縮，而不是滑坡體的變形引起的傳感器伸縮。

滑坡傳感器的位移統計分析見圖3，從圖3中可以看出，傳感器的位移統計數據一般分布在零點附近，只有在晝夜溫差相差較大時，其傳感器的伸縮量相對較大，但最大均不超過±5 mm。

圖3 第一年滑坡監測傳感器位移統計

2.2 第二年雨季變形數據分析

第二年監測歷時3個月左右，獲得數據400多組，根據采集的數據，位移計的位移不超過±5 mm(見圖4)，從圖4中可以看出，傳感器的位移統計數據主要分布在1 mm至-2 mm區域，只有在晝夜溫差相差較大時，其傳感器的伸縮量相對較大，但最大均不超過±5 mm。

圖4 第二年滑坡監測傳感器位移統計

2.3 第三年雨季變形數據分析

第三年監測歷時3個多月，數據采集獲得數據400多組，根據采集的數據，位移計的位移不超過±5 mm(見圖5)，從圖5中可以看出，傳感器的位移統計數據主要分布在±1 mm區域，少數傳感器的伸縮量相對較大，但最大均不超過±5 mm。

圖5 第三年滑坡監測傳感器位移統計

3 結 論

通過對樂昌市兩江鎮該滑坡體3個雨季的監測數據整理、分析，認為樂昌市兩江鎮該滑坡體在監測期間處于穩定狀態，沒有位移變形發生；監測期間傳感器的位移量主要為當地溫度變化引起的傳感器伸縮，伸縮量不超過±5 mm；該滑坡在本次監測期間，通過人工巡視方式，也未發現滑坡有變形跡象，進一步證實了目前實施的滑坡自動監測系統的可靠性與穩定性。

雖然目前該滑坡體處于穩定狀態，暫時無法得到降雨量的大小與滑坡體變形之間的聯系，建議進一步進行相應的土工試驗及原位測試，測得相關巖土體數據，通過三維數值模擬技術進一步研究極端條件下該滑坡變形破壞參數，找出該滑坡的變形誘發因素、模擬滑坡變形破壞的過程，為下一步滑坡預報、預警及治理工作提供理論、技術支持；同時滑坡未進行治理前建議繼續采用自動監測系統持續進行監測，確保滑坡發生變形破壞時能夠為當地政府、居民實時準確提供預報、預警信息，便于及時轉移群眾及其財產，保證人民生命財產的安全，降低災害帶來的損失。

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2017-03-21)

邱 宇(1982-)，男，工程師，主要從事工程施工測量、地形測繪以及滑坡變形監測等工作，Email：156015659@qq.com。