表面监测在边坡安全监测中的运用

张有兴

摘 要：边坡安全监测能够有利于人们对边坡稳定性预测，对生产生活有重大的影响，而表面监测作为边坡监测中不可替代的重要组成部分有着举足轻重的作用，对人们进行工程建设的安全实施具有重大的作用。

关键词：表面监测；边坡险害预警；运用

边坡安全监测的作用在于诊断、预测、法律和研究4个方面。一是诊断的需要，包括验证设计参数改进未来的设计；对新的施工技术优越性进行评估和改进；对不安全迹象和险情的诊断并采取措施进行加固；以及验证边坡处于良好的正常状态。二是预测的需要，运用长期积累的观测资料掌握变化规律，对边坡的未来状态作出及时有效的预报。三是法律的需要，对由于工程事故而引起的责任和赔偿问题，监测资料有助于确定其原因和责任，以便法庭作出公证判决。四是研究的需要，观测资料是边坡工作性态的真实反应，为未来设计提供定量信息，可改进施工技术，便于设计概念的更新和对破坏机理的了解。正是这些需要，国家很重视边坡安全监测工作，使其成为工程建设和管理中极其重要的组成部分。

通过对边坡安全监测的数据分析，确认边坡的稳定或不稳定，了解边坡的形状和它的发展方向，能够在关键的时刻预报和预测灾害险况。边坡安全监测分为内部变形监测和表面变形监测，内部监测常用的有：多点位移计、锚索测力计、测斜孔、岩石变位计、水位孔等，表面监测常用的有：表面变形观测点、水准点、表面裂缝计等。边坡失稳无论范围和深度如何，都一定会引起表面变形，所以认为表面监测数据在边坡安全监测中有较高的指向性，能够在关键时刻及时对边坡灾害发出预警，争取到实施防治对策的宝贵时间。

1 边坡安全监测

边坡安全监测的方法：边坡安全监测的方法很多，按照监测设施埋设的位置分类，分为表面监测和内部监测。表面监测主要监测边坡的外部变形，比如表面位移、沉降等，内部监测主要监测边坡内部变形，比如内部位移、水位变化、应力变化等。在此重点介绍表面监测的方法和实施步骤。

最常用的表面监测方法是大地测量方法，包括两方向（或三方向）前方交会法、双边距离交会法、视准线法、小角法、测距法、几何水准测量法以及精密三角高程测量法等；这些方法在边坡监测中具有很大的优势，实施方便快速，精准确性比较高，可以观察到的区域比较大，能够直接观察，安全系数比较高，能够方便找到边坡灾害发生的准确位置和变形速度。

常规表面监测主要用高精度全站仪和精密水准仪完成，实施的步骤首先需要建立监测控制网，监测控制网点是进行水平位移和垂直位移观测的工作基点，应设在稳定的地区，远离被监测体，数量在满足控制整个边坡范围的条件下不宜过多；图形强度应尽可能高，确保监测网点坐标误差不超过±2～±3mm；然后在被监测边坡上布设监测点，布置应突出重点、兼顾全面、尽可能在边坡前后缘、裂缝和地质分界线等处设点，也可在内观仪器附近设点，便于相互比较、印证。

2 表面监测的可靠性

表面监测的数据分析：

（1）数据精度

随着测量仪器的升级换代，目前市面上的高精度全站仪（如：徕卡TM30等）测角精度已经达到偶然误差±0.5秒，测距精度已经达到±（0.6mm+1ppm），采用多测回观测，大大提高了边坡监测中表面监测的数据精度，加上有效的误差处理方法和各种参数改正，采集到的数据点位精度能达到±3mm以内，完全能满足边坡监测的精度要求，能客观反映出边坡的变形幅度和变形速率。

（2）表面监测成果反映边坡变形的可靠性

滑坡和塌方的危害大小取决于滑坡和塌方的范围大小和深度，不论范围多大，深度多深，滑坡和塌方必定引起表面位移，且险害发生前表面位移向不利方向变化一定是由小到大，位移速率逐渐加快，最后才是滑坡或塌方的发生。只要能捕捉到滑坡或塌方前速率加快的情况，就能准确预测险害的发生，同时通过监测范围和内观仪器辅助，能大概预测滑坡或塌方的体量。由于滑坡、塌方体表面位移最大，更容易被捕捉到异常情况，表面监测正是对表面异常进行监控的有效手段，本身又有外部固定基准的约束，因此在预测边坡险害方面，表面监测具有优势，也比其它部位监测具有更高的可靠性。

3 表面监测的成功应用案例

云南澜沧江景洪水电站采石场边坡，布设有表面监测点5个，开始执行每周观测一次，发现变形逐渐增加后执行3天一次的加密观测，其中5号表面观测点速率在一直加快，后监测单位及时作出塌方预测，在预测时间内塌方发生。由于预警及时，下方人员和设备及时撤离，避免了人员和财产重大损失。

4 结束语

通过使用高精度全站仪和精密水准仪对边坡进行表面监测，能有效捕捉到边坡滑坡、塌方险害发生前的异常变化，通过对异常变化的分析判读，能及时对边坡险害作出及时预警，避免人员伤亡、设备损害和经济损失。表面监测对于边坡安全监测具有较高的可靠性，加强边坡的表面监测对边坡安全险害预警，有十分重要的作用，对工程建设顺利能进行起到保驾护航的作用。

参考文献

[1]岩土工程安全监测手册第二版[Z].南京水利科学研究院勘测设计院、常州金土木工程仪器有限公司，2008-03-07.

[2]諶晓静，陈亮.边坡稳定性监测方法研究与应用[D].2015-04-07.

[3]水利水电工程测量规范[S].中华人民共和国水利部，2013-09-17.