滑坡體變形運動的多層次監測研究

胡江春 郭福偉 王紅芳 張金水 楊成林

摘要：滑坡的失穩是一個漸變到突變的過程，破壞前會有一些預兆，捕捉這些信息并及時發現問題、采取處理措施是滑坡監測的主要目的。對小浪底某滑坡進行綜合監測研究，在滑坡的關健位置設置25個地表變形監測點和3個深部變形監測點，所有監測點組成多層次綜合監測系統，進行監測研究。分析監測數據可知：該滑坡體地質結構大致分為前部滑塌體、中后部滑移體和后緣拉裂體。坡體的力學性質分區大致為崩坡積物、碎裂巖體、裂隙、基巖，由此分析了滑坡體表面及深部變形的趨勢和影響因素。

關鍵詞：滑坡體；多層次監側；地質結構；力學分區

中圖分類號：P642.22；TV221 文獻標志碼：A doi：10.3969/j.issn.1000-1379.2018.06.027

大型水利工程對周邊環境的影響不容忽視。庫區附近原有地質結構的變化容易引發多種地質災害，其中對庫區工程環境影響最大的是滑坡。岸坡結構和巖性是影響滑坡的主要因素，而水是滑坡發生、發展的主要誘發因素，庫區滑坡的分布與降雨強度呈現一致性[1-5]。有關專家學者對滑坡的成因機制、遙感監測、穩定性、滑坡運動的特征及其過程進行了深入研究，并給出了相應的預報及治理方案[6-15]。

滑坡的失穩是一個漸變到突變的過程，破壞前會有一些預兆，捕捉這些信息并及時發現問題、采取處理措施是滑坡監測的主要目的。筆者以小浪底某滑坡為研究對象，根據監測數據，對該滑坡的地質結構和力學分區進行了分析研究。

1 滑坡概況

滑坡體位于小浪底水庫大壩下游約2km的黃河右岸基巖斜坡區，總體積約5×10m3。其前緣凸人黃河約60m，坡腳高程約135m；后部為東西向山梁，梁頂高程約281m；山梁西南側發育一條陡峻的環形深切溝，溝底高程約190m；滑坡后緣位于山梁北側黃河四級階地前緣，高程250～270m；滑坡西側為一較寬沖溝，東側為一小沖溝。

2 滑坡體變形監測

為了有效防治地質災害，做好預測預報工作，從1999年開始針對該滑坡體建立了多種儀器、多層次綜合監測系統。

2.1 監測項目

考慮到滑坡體中滑動結構面或軟弱面是滑坡體失穩的內在因素，監測以整個滑坡體穩定性為主，重點對象為巖體中滑動結構面。變形監測項目主要有地表變形監測和深部變形監測，具體包括：滑坡水平位移、垂直位移，節理和裂縫開閉，軟弱夾層或滑帶的剪切位移，滑體鉆孔傾斜情況等。

2.2 監測儀器選型與布設

為了研究該滑坡體的變形運動規律，在其坡體布置了地表變形監測點；為監測滑坡體的深部變形特征，在滑坡體中布置了測斜儀監測孔。監測點布置如圖1所示。

（1）地表變形監測。選用測距儀、經緯儀和水準儀。在滑坡體上沿主滑方向布置3個觀測斷面，每個斷面在滑坡體后緣裂縫外側布置1個測點，在內側布置3～4個測點。

（2）地表裂縫監測。選用收斂計。在滑坡體后緣裂逢出露處跨裂縫布置2個觀測斷面，在滑坡體中部第3、4條裂縫處跨裂縫各布置1個觀測斷面，斷面兩側各澆筑一個測量樁，樁距不超過收斂計鋼尺長度。

（3）鉆孔深部位移監測。選用活動式側斜儀、測斜管。為控制整個滑坡體，沿主滑斷面前后部位各布置1個測斜孔，中部布置1個測斜孔，鉆孔穿過底滑面進入穩定巖體5m。

（4）滲壓監測。選用振弦式滲壓計。在測斜鉆孔底部各布置1支滲壓計。滲流監測儀器采用簡易鉆孔水位計。

（5）深部多點位移計變形監測。選用桿式多點位移計。沿排水洞軸線澆筑縫布置多點位移計。測頭安裝在洞口處，5個錨頭分別布置在預留槽兩側，安裝位置見圖2、圖3。

（6）深部測縫計變形監測。選用三向測縫計。平洞襯砌時安裝一套三向測縫計，排水洞左側洞壁安裝兩套單向測縫計。

3 變形監測結果分析

3.1 滑坡體表面變形特征

圖4～圖7分別為各地表變形監測點的監測結果。從整體上來看，除E3、E12、E2、E22、E25監測點的監測數據局部時間段出現突變異常外，其余監測點監測數據比較合理可靠。根據核查分析，E3、E12、E2、E22、E25監測點數據異常是地面或埋測點位發生不同程度的破壞引起的。另外，某些局部變形點的變形發展趨勢可能受地形影響較大。

由圖4～圖7可以看出：前部滑塌體的地表變形監測數據波動較大，其余部位的變形曲線相對較為平滑。前部滑塌體主要物質為崩坡積物，受降雨影響較大，所以數據波動較大；中部、后部及東部滑坡體的變形主要是沿著軟弱夾層（或裂縫）的蠕滑變形，外部主要受大氣降水影響，受黃河水位變化影響較小。

從總體發展趨勢上來看各監測點的順坡向變形及沉降量具有緩慢增長的趨勢，除個別監測點外變形增長較為平穩。橫向變形（指的是東西向）趨勢大致可以分為兩個階段：2005年之前具有向東發展的趨勢；2005年之后逐漸趨于向西，變形呈現一定的“回彈”趨勢。據調查，2005年位于滑坡體上的村莊遷出滑坡區，居民的搬遷減少了入滲進入滑坡的地下水，故滑坡

3.2 滑坡體深部變形特征

根據深部滑坡體各測斜儀監測結果可知：隨著時間的增長，滑坡體深部不同層位上的變形總體上具有逐漸增長的趨勢，越近地表處變形越大；滑坡底部主滑面附近有一個明顯的變形突變區域，滑面以上的滑體變形較大，滑面以下的基巖變形較為穩定，幾乎沒有發生變形，這表明滑坡體現有變形以沿著底部主滑面的蠕滑變形為主。從監測點的變形來看，前部滑塌體總的變形較大，近地表處指向坡外的變形約40mm，而位于坡體中后部的變形較小，不到20mm，從而表明前部滑塌體和中后部滑坡體的變形具有一定的差異性。此外，根據3個監測孔位置的不同，從各檢測孔的變形可以看出，裂縫附近監測值發生一定程度的變化，反映了裂縫上下變形存在差異，上部主要為崩坡積物，裂縫以下主要為巖體蠕滑變形。從目前監測數據來看，滑坡體變形整體上處于穩定發展階段，穩定性較好。

4 滑坡變形趨勢

分析可知：滑坡體力學性質分區大致為崩坡積物（前部滑塌體）、碎裂巖體（中后部滑坡體及后緣拉裂體）、裂隙（包括滑動帶）、基巖。該滑坡體地質結構大致分為前部滑塌體、中后部滑坡體、后緣拉裂體。

根據監測結果，除個別監測點變形方向有異常外，滑坡體變形總體具有向坡外運動發展的趨勢；除個別監測點的變形較大外，監測點的總變形一般在50mm以內，即平均變形速率為5mm/a。

5 結論

根據滑坡體的地質結構特點，結合長期變形監測數據，得出：

（1）前部滑塌體主要為崩坡積物，受降雨影響較大，人類活動通過影響降雨入滲間接影響滑坡體的變形。

（2）中后部滑坡體變形主要是沿著軟弱夾層（或裂縫）順坡向的蠕滑變形，黃河水位的變化對其影響較小。

（3）總體上滑坡體表面變形受降雨影響較大，呈緩慢增長趨勢；深部變形受結構面和軟弱夾層影響表現為沿著主滑面發生蠕滑變形。

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