地表位移精密监测在滑坡勘查中的应用

2018-10-26尹丽军

西部探矿工程 2018年10期

尹丽军

（河北省地矿局第四水文工程地质大队，河北沧州061000）

1 概述

滑坡是一种常见的地质现象，主要表现为斜坡岩土体在重力等因素作用下，依附滑动面（带）产生的向下向外滑动的运动或现象。滑坡勘查中，准确确定滑坡范围、主滑线，合理判断滑面形式及进行滑体受力分析，对滑坡稳定性评价及治理方案的选择布置有着重要的影响。通常勘查时，滑坡范围主要通过地形地貌结合调查测绘等进行确定；滑坡主滑线、滑面形式主要通过调查测绘、勘探工作等进行分析确定，存在一定的主观性，精确性差。针对处于变形阶段的滑坡，采用地表位移精密监测，可较为准确、有效地确定滑坡范围、主滑线，同时对准确判断滑面形式，分析滑坡各段受力状态，也可起到重要的作用。以下结合工程实例来介绍地表位移精密监测在滑坡勘查中的应用。

2 地表位移监测在滑坡分析中的作用

（1）确定滑坡范围及主滑线。根据各观测桩位移量和位移方向的不同，可确定滑坡的范围，或区分老滑坡上的局部移动，或从一个滑坡群中区分出单个滑坡。一般在滑坡群内，各滑坡在边缘位置的观测桩，其位移方向是向各自的滑体偏移，且两滑体间的观测桩位移量较小（图1）。

根据绘制的滑坡位移矢量图可确定滑坡主滑线。即从位移矢量图中找出每一横断面上位移量、下沉量最大的点，连接这些点的线即为滑坡主滑线。

图1 滑坡周界划分示意图

（2）滑体受力状态分析。根据沿滑动方向断面上个观测点的平面位移量，计算各观测点间单位长度的平均相对拉伸（或压缩）值ε（ε为正值时受压，负值则受拉），从而分析出各段受力性质（拉、压）和相对大小。

（3）判断滑面形式。当滑坡只有一个滑动面时，观测桩位移合矢量与水平线的夹角（α），常和其下相应部分滑面倾角相近，用这一现象可判断滑面的形式：

当观测桩升高时，α角表示滑床向上翘的角度，反之α角表示滑床向下倾的角度。

3 滑坡工程概况

某新建工程项目由于大面积建设开挖山坡坡脚及施工震动，造成坡体变形形成滑坡。滑坡纵向长度约460m，横向宽度约350m，滑体厚度10～39m,总面积约15×104m2，总体积200多万立方米，为大型工程滑坡。滑坡平面形态呈舌形，后缘坡度较陡，中部为平缓的平台，前缘为人工开挖形成的不规则高陡边坡陡坎。在开挖施工前，坡体从未发现有裂缝等变形迹象。从2015年下半年，项目开始施工开挖坡脚及强夯施工作业，施工期间坡体出现小的地裂缝未引起注意，直到2016年9月突然发现坡体出现弧形大裂缝，从开挖山体的西侧向上到顶部，然后向下至开挖面东侧小沟谷内结束，裂缝最大宽度0.6m，垂直高差约0.5m，且仍然在不断扩大，严重影响到新建项目场区的安全。

滑坡正处于强变形阶段，由于其范围大，不同位置变形速率相差较大，滑坡勘查时采用了地表位移精密监测，对准确地确定滑坡范围、主滑线，以及对准确判断滑面形式，分析滑坡各段受力状态，也起到了决定性的作用。

3.1 监测方法选择及工作布置

对于地表整体位移精密监测一般有以下方法：对范围不大，主轴位置明显的窄长滑坡可设置十字交叉网进行观测（图2-A）；对范围不大，但地形开阔的滑坡可设置放射网进行观测（图2-B）；对地形复杂的大型滑坡则设置任意方格网观测（图2-C）。

图2 监测布置方法

本滑坡为大型滑坡，勘查选用任意方格网法监测，监测点、线的布置见图3。主要布置纵、横监测线各3条，精密监测点21个。监测仪器采用瑞士Leica TCA2003全站仪（0.5″，1mm＋1ppm）。水平位移采用全站仪导线测量方法按二级要求进行观测；垂直位移采用电磁波测距三角高程测量施测的方法按二级要求进行观测。监测周期为每天一次。

3.2 监测成果应用

（1）确定滑坡范围及主滑线。根据监测结果可知，布置于滑坡裂缝以外的1、5、11、17、18、19、20、21号监测点及前缘的10、16号监测点均无位移，其余监测点均有不同程度的水平及垂直位移，以此与测绘结果相结合，更加准确地圈定了滑坡范围。

图3 监测平面布置图

根据各点水平及垂直位移量和位移方向值，绘制了滑坡位移矢量图，见图4。通过位移矢量图可知，布置于滑坡体西侧的2、3、4号监测点及东侧的12、13、14、15号监测点位移量明显大于中部的6、7、8、9号监测点，且前缘的4、15号监测点垂直向上的变形明显，而8号监测点则无明显的水平及垂直变形。以此为线索对滑坡进行了进一步的调查测绘，对滑坡地形、地层岩性等条件进行了进一步分析研究，最终将原定的一个滑坡体划分为东、西两部分，分别确定了1-1′、2-2′两条主滑线，并将原来确定的滑坡整体滑动方向170°修正为162°、165°。确保了滑坡稳定性分析更加符合实际。