钻孔倾斜仪在某滑坡变形监测中的应用

储文静

0 引言

钻孔倾斜监测仪是用来监测岩体内部水平位移的仪器之一，是目前岩土边坡工程变形监测中较有效的监测手段。它可以监测钻孔内各个位置的水平位移，以判断岩体产生位移的部位、大小和方向，定期监测可获得时间与累积位移的关系，结合考虑监测期间的天气情况、坡体变形状态和岩土体变形的自身规律等因素，其结果可以为滑坡治理设计理论提供依据，同时也可以为预报险情提供参考资料。因此，利用钻孔倾斜仪对铁路边坡工程进行变形监测有着极其重要的意义。

1 滑坡概况

某铁路在K80+506～K80+690段进行路堑开挖施工时，线路左侧山坡自K80+506至K80+625段产生裂缝，并在K80+506～K80+530段路面出现鼓胀现象;在暴雨和该段右侧路面继续开挖后，其变形加剧，裂缝最大张开宽度达1.50 m，最大错落高度达1.20 m，致使路基开挖被迫停止。滑体物质组成从上至下分别是第四系种植土、坡积亚粘土、碎石土及震旦系硅化含砾砂岩、硅化砂质板岩(夹薄层灰绿色泥质板岩，泥质板岩部分全风化为亚粘土)、板溪群硅化砂岩。为了给治理设计提供关于滑面的信息，必须对其进行全面的地质调查和深部位移变形监测等措施。

2 变形监测

2.1 钻孔测斜仪的工作原理

当传感器探头相对于地球重心方向产生倾角θ时，由于重力的作用，传感器中灵敏元件相对于铅垂线方向摆动一个角度(α)，通过高灵敏的微电子换能器将此角度转换成信号，经过分析处理，将测得的数据存入仪器中(见图1)。

监测原理：将测斜管埋入滑坡体内一定的深度，视测斜管底端水平位移为零，即位于稳定地层。深部位移监测孔平面布置图见图2。为了便于数据处理，规定测斜管导槽顺滑动方向为y方向且设测管向坡外倾斜为正向;x正向与y正向呈逆时针夹角90°。测量时从孔底开始，每隔0.5 m读数一次，测孔时，正反方向各测量一次，将正向测量值V+和180°负向测量值V－代入下式计算，即可得到该点的位移Δi=0.5×(V+－V－)，mm;钻孔孔口的合位移量为其中，Ux为x向位移，mm;Uy为y向位移;α为合位移的方位角;Ly为y向方位角。

2.2 变形监测结果分析与评价

根据该滑坡深部位移监测成果显示，累积位移—深度曲线主要呈现“r”形，图3，图4是1号监测孔的相关曲线。

根据1号孔的监测结果显示，12 m处曲线出现明显的转折且后测的曲线都比前一次更靠外，规律性很强，显然是由于测管在此处受到滑坡的有力推动才发生的滑动，即在地面以下12 m处是该滑坡的最下层滑动面，钻探所得该处地层为硅化砂质板岩(夹薄层灰绿色泥质板岩，泥质板岩部分全风化为亚粘土)，由于地下水的作用，该薄层泥质板岩呈软塑状。3 m左右是次级滑面，也是亚粘土与碎石土的交界面处，与钻探资料判断的结果相吻合。

3 结语

1)滑坡深部位移监测是研究滑坡深部位移变形的有效手段之一，它能准确的发现滑动面的位置，而且可反映出滑坡的变形机理及发展趋势。2)根据滑坡深部位移监测资料，可研究滑坡的稳定性判识，确定滑坡临界失稳速率，对防灾预报和治理工程设计提供信息。实践表明，钻孔测斜仪在滑坡监测中的应用是可行的。3)由于在设计过程中边坡地质勘探难以非常详细准确，勘探报告只能局部反映边坡的地质情况，从而使得边坡方案的设计不周全、不完善，再加上边坡开挖裸露后，外部恶劣环境的不确定性增加了边坡失稳的可能性，所以，在边坡开挖后及时设置深部位移观测点，通过测量和分析，可以预先知道边坡的发展趋势，及时采取预防措施。4)使用钻孔倾斜仪监测边坡具有成本小，可操作性强，作用大的特点，在许多实际工程运用中取得了良好的效果。

［1］ 张倬元，王士天，王兰生.工程地质分析原理［M］.第2版.北京：地质出版社，1994：78-85.

［2］ 李 迪，马水山.岩体边(滑)坡深部位移曲线解释和稳定性判识［J］.岩石力学，1994(3)：30-32.

［3］ 薛桂玉，李 民，何金平.三峡工程中高边坡测斜仪的施工埋设与监测［J］.大坝观测与土工测试，1999，23(1)：5-7.

［4］ 吕建红，袁宝远.边坡监测与快速反馈分析［J］.河海大学学报，1999，27(6)：20-28.