曾先貴,王澤昌

(長(zhǎng)沙市地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)中心, 湖南 長(zhǎng)沙 410016)

在地質(zhì)災(zāi)害防治中，對(duì)于排查出來(lái)的地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)，一般處理的措施主要有對(duì)受威脅群眾進(jìn)行搬遷避讓、工程治理和群測(cè)群防。對(duì)于中型及以上危險(xiǎn)性較大的地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)，因搬遷避讓安置有困難，工程治理費(fèi)用很高或者治理資金暫時(shí)沒有解決等原因，現(xiàn)階段只采取群測(cè)群防的方式進(jìn)行監(jiān)測(cè)預(yù)警。雖然群測(cè)群防是一種有效避災(zāi)的主動(dòng)減災(zāi)措施，在地質(zhì)災(zāi)害防治方面發(fā)揮了有效的作用，但是也存在專業(yè)性不強(qiáng)、技術(shù)手段不先進(jìn)、自動(dòng)化程度不高等缺陷，此外，因群測(cè)群防員存在個(gè)體差異，不能對(duì)災(zāi)害做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)、快速預(yù)警。而地質(zhì)災(zāi)害的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)可以彌補(bǔ)群測(cè)群防員監(jiān)測(cè)的不足，做到群專結(jié)合，并可通過(guò)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析，判斷地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)穩(wěn)定性狀態(tài)。

1 滑坡自動(dòng)監(jiān)測(cè)

根據(jù)近年來(lái)長(zhǎng)沙市地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的統(tǒng)計(jì)情況來(lái)看，地質(zhì)災(zāi)害類型主要有滑坡、崩塌、地面塌陷、泥石流，其中以滑坡為主。本文監(jiān)測(cè)對(duì)象為岳麓區(qū)某滑坡。

1.1 滑坡簡(jiǎn)述[2]

該滑坡區(qū)地貌類型屬構(gòu)造侵蝕丘陵-溝谷地貌，丘陵山體呈渾圓形，覆蓋層厚度小，植被發(fā)育，山坡上局部可見基巖出露?；麦w位于山谷的東側(cè)，該滑坡前緣高程43.00～46.00 m，后緣高程75.40～80.30 m，地形呈上緩下陡，一般坡度為20°～28°?；伦髠?cè)以山脊為界，右側(cè)以天然沖溝為界，后緣以垮塌為界，前緣由于修建房屋切坡，形成高3～4 m的陡坎，陡坎坡度約80°，剪出口位于房屋后方陡坎底部?；轮骰较?10°，縱長(zhǎng)約120 m，橫向?qū)捈s190 m，土體厚4～6 m，平均厚5 m，方量約11萬(wàn)m3，屬中型淺層牽引式土質(zhì)滑坡。

滑坡及邊坡土體為第四系殘坡積層組成，廣泛分布于山坡及坡頂，巖性為含碎石粉質(zhì)粘土，呈灰褐色-褐黃色，土體稍濕，松散狀土質(zhì)不均勻。碎石呈松散-稍密狀，直徑一般為10～50 mm，含量8%～15%，呈可塑-硬塑，厚3～8 m不等。滑帶土(粉質(zhì)粘土)主要由粘粒和粉粒組成，紫紅色，可塑-軟塑，為泥質(zhì)粉砂巖風(fēng)化坡積形成，稍有光澤，無(wú)搖震反應(yīng)，干強(qiáng)度及韌性中等，滑面無(wú)明顯擦痕，推測(cè)滑帶土厚度約0.2 m，力學(xué)性質(zhì)較差?；聟^(qū)地層為前震旦系冷家溪群，分布于滑坡體以外及滑坡體下伏巖層，巖性為泥質(zhì)板巖、表層風(fēng)化強(qiáng)烈，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖石完整性差，巖石破碎，隨著埋深加大，巖石逐漸完整，巖層產(chǎn)狀30°∠70°。地下水在巖(滑坡體下伏巖層)土(滑坡面土體)接觸帶由高處向低處的強(qiáng)滲流是形成滑坡的主因，坡體上切坡建房等人類活動(dòng)是滑坡產(chǎn)生的外因，降雨對(duì)滑坡變形起到促進(jìn)作用。

該滑坡變形最早出現(xiàn)于2004年，之后一直處蠕滑狀態(tài)并伴有小規(guī)模的垮塌。由于近年來(lái)滑坡變形速度加劇，前緣房屋的圍墻及擋土墻在2009年后開始逐漸開裂，目前裂縫寬度為5～15 mm。

針對(duì)該滑坡隱患的實(shí)際情況，一方面該滑坡處于活動(dòng)期，特別是汛期強(qiáng)降雨期間，發(fā)生滑動(dòng)的可能性很大，且受威脅的人員較多、潛在經(jīng)濟(jì)損失較大，另一方面搬遷避讓群眾安置有困難，工程治理費(fèi)用很高且治理費(fèi)用暫時(shí)沒有解決，因此，考慮先采取安裝自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備，群專結(jié)合進(jìn)行監(jiān)測(cè)以及災(zāi)害預(yù)防。

1.2 滑坡自動(dòng)監(jiān)測(cè)

通過(guò)考察比較，自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備采用了中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查中心研制的多路位移綜合監(jiān)測(cè)儀。該位移綜合監(jiān)測(cè)儀是一款基于GPRS/北斗數(shù)據(jù)通訊技術(shù)的一體化位移綜合監(jiān)測(cè)，主要用于滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害中位移量數(shù)據(jù)變化，可以方便實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，遠(yuǎn)程無(wú)線網(wǎng)絡(luò)化的通信與控制，具備遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)自動(dòng)存儲(chǔ)、歷史數(shù)據(jù)查詢、采集參數(shù)設(shè)置、無(wú)線預(yù)警等功能。

多路位移綜合監(jiān)測(cè)儀采用低功耗芯片設(shè)計(jì)，可以對(duì)崩滑體位移數(shù)據(jù)變化進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，拉繩位移傳感器可以根據(jù)地裂縫的不同情況選擇具體相應(yīng)的傳感器數(shù)量，供電方式采用太陽(yáng)能浮充蓄電池供電。

安裝多路位移綜合監(jiān)測(cè)儀前，要對(duì)災(zāi)害隱患點(diǎn)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查。要找準(zhǔn)滑坡的主要滑動(dòng)方向，傳感器基本上能夠監(jiān)測(cè)到滑坡的主要滑動(dòng)體；埋設(shè)各路傳感器時(shí)，一頭要埋設(shè)在穩(wěn)固的不動(dòng)體上，另一頭要埋設(shè)在主要滑動(dòng)體上。

本滑坡自動(dòng)監(jiān)測(cè)線路的布置是在野外地質(zhì)調(diào)查滑坡主滑動(dòng)方向和滑動(dòng)體的基礎(chǔ)上進(jìn)行，沿著滑坡主體方向，在滑坡體和滑坡后緣布置了3路位移傳感器，監(jiān)測(cè)滑坡體的位移變化量。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集的頻率一般設(shè)定為每隔1 h采集一次(監(jiān)測(cè)頻率可以調(diào)節(jié))，強(qiáng)降雨期間可以設(shè)定為30 min或者15 min采集一次。

每臺(tái)監(jiān)測(cè)儀器安裝一張電話卡，預(yù)先給每臺(tái)儀器設(shè)定預(yù)警信息發(fā)送對(duì)象，發(fā)送對(duì)象包括受到威脅的住戶、災(zāi)害隱患點(diǎn)群測(cè)群防員以及地環(huán)工作管理人員。根據(jù)滑坡位移情況，當(dāng)位移變化量達(dá)到或者超過(guò)預(yù)警閥值時(shí)就進(jìn)行報(bào)警，預(yù)警閥值設(shè)置為50 mm，即只要有一路傳感器位移變化量(現(xiàn)值與初始值的差值)達(dá)到或者超過(guò)50 mm時(shí)進(jìn)行報(bào)警。報(bào)警時(shí)設(shè)備自動(dòng)給相關(guān)人員發(fā)送預(yù)警信息并撥打電話，當(dāng)接收預(yù)警消息后，相關(guān)人員立即采取相應(yīng)措施，便可避免或者減少因地質(zhì)災(zāi)害導(dǎo)致的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

此外，通過(guò)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，與此同時(shí)，也實(shí)現(xiàn)了將在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能集成到地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)和手機(jī)地質(zhì)災(zāi)害防治APP終端中，以便查看監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。通過(guò)對(duì)歷史數(shù)據(jù)分析，可以判斷地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)的穩(wěn)定性狀態(tài)。

2 穩(wěn)定性分析

儀器安裝以來(lái)，該處地質(zhì)災(zāi)害隱患自動(dòng)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)均未發(fā)生過(guò)報(bào)警，根據(jù)歷史監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，判斷隱患點(diǎn)目前處于穩(wěn)定狀態(tài)。以2015年8月25日～2016年9月25日的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，時(shí)間跨度涵蓋了2015年4月至9月汛期。由于分析的隱患點(diǎn)處于相對(duì)穩(wěn)定性狀態(tài)，且隱患點(diǎn)沒有達(dá)到短時(shí)大變形的預(yù)警條件，所以只取每月的5， 15， 25日各路傳感器上監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的平均值來(lái)對(duì)滑坡隱患點(diǎn)的穩(wěn)定性進(jìn)行分析，可滿足穩(wěn)定性狀態(tài)分析要求，滑坡隱患點(diǎn)自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 滑坡自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

根據(jù)表1的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，繪制位移變化如圖1所示。

圖1 岳麓區(qū)某滑坡隱患點(diǎn)位移變化監(jiān)測(cè)

根據(jù)圖1可知，1，2，3三路傳感器位移均有變化，主要集中在汛期的4月25日～6月25日，正是一年當(dāng)中降雨集中時(shí)段，1路傳感器位移變化量為19.7 mm，2路傳感器位移變化量為18.2 mm，3路傳感器位移變化量為30.0 mm，變化時(shí)間段有兩個(gè)多月，屬于緩慢變形，沒有達(dá)到預(yù)警值(2 h內(nèi)變形達(dá)到30 mm)，但是在汛期過(guò)后，滑坡變形暫處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。在現(xiàn)場(chǎng)踏勘過(guò)程中，也發(fā)現(xiàn)滑坡后緣的拉張裂縫較發(fā)育，垮塌嚴(yán)重，中部坡體變形跡象突出，樹木傾斜，前緣墻體開裂嚴(yán)重，也表明滑坡處于變形狀態(tài)。因此，可以判斷該滑坡已發(fā)生了一些蠕變活動(dòng)，穩(wěn)定性相對(duì)較差，主汛期強(qiáng)降雨對(duì)滑坡的穩(wěn)定性存在較大影響，所以，在汛期應(yīng)密切關(guān)注該滑坡隱患點(diǎn)的監(jiān)測(cè)情況，并應(yīng)積極采取措施對(duì)滑坡隱患進(jìn)行工程治理加固，消息隱患。

3 結(jié) 論

(1) 對(duì)于采取搬遷避讓、工程治理均有難度的中型以上危險(xiǎn)性較大的地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)，安裝自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器進(jìn)行監(jiān)測(cè)預(yù)警，能彌補(bǔ)群測(cè)群防員專業(yè)不足的缺陷，做到群專結(jié)合，能更好地避免或減少地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生帶來(lái)的損失。

(2) 自動(dòng)監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集，實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，達(dá)到預(yù)警條件時(shí)能發(fā)送短信并撥打電話進(jìn)行及時(shí)預(yù)警。

(3) 利用歷史監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，繪制位移變化趨勢(shì)圖，能判斷地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)目前的穩(wěn)定性狀態(tài)。

(4) 在線監(jiān)測(cè)中，還需進(jìn)一步完善自動(dòng)生成位移變化圖等功能，實(shí)現(xiàn)更直觀地查看位移變化，更好地研判滑坡體變化趨勢(shì)及判斷滑坡穩(wěn)定性狀態(tài)。

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