在线监测技术在“9·24”笪家屯滑坡防灾减灾中的应用*

肖存耀，杨开平，李云顺，夏 阳，张利朋，江 涛

(1.楚雄州吕合煤业有限责任公司，云南 楚雄 675213； 2.云南东源煤电有限责任公司，云南 昆明 650000)

在线监测技术在“9·24”笪家屯滑坡防灾减灾中的应用*

肖存耀1，杨开平1，李云顺2，夏 阳1，张利朋1，江 涛1

(1.楚雄州吕合煤业有限责任公司，云南 楚雄 675213； 2.云南东源煤电有限责任公司，云南 昆明 650000)

文章阐述了利用GNSS定位技术、数据实时传输技术实现滑坡的在线监测的方法，该方法可对滑坡进行全天候监测和及时准确预警，是有效避让滑坡地质灾害的有效方法。

GNSS技术；滑坡；在线监测；防灾减灾

Abstract：This paper describes the realization method of online landslide monitoring using GNSS positioning technology and real-time data transmission technology，which avoids the landslide geological disasters.Through real-time landslide monitoring and timely and accurate warning，it has been proved to be an effective method to avoid the landslide geological disasters.

Keywords：GNSS technology；landslide；online monitoring；disaster prevention and mitigation

0 引言

滑坡监测需要实时定位并传送、分析定位数据，及时预警以达到监控的目的。传统的监测手段不仅需要更多的人力完成观测操作，而且由于其内部的电器、光学特征使得它不能在雨雪天气工作，夜里也无法完成测量，难以24小时实时监测[1-7]。本文提出的GNSS实时在线监测技术具有高精度、高效益、全天候、无需通视等优点，信息数据已经实现自动传输、自动解算处理，实时测量结果图形演示，并自动预警报警，广泛用于桥梁、大坝、建筑、滑坡等行业，取得了较好的效果。

1 “9·24”笪家屯滑坡地质灾害概况

长坡露天煤矿隶属于楚雄州吕合煤业有限责任公司，位于南华县龙川镇长坡，始建于1960年，经50多年的开采和发展，现设计生产能力为50万t/a，近年来实际生产能力在50万t左右。

笪家屯村位于云南省南华县龙川镇，距南华县城约9.5 km，是一个约有100户人家的自然村。笪家屯村与长坡露天煤矿采场南帮毗邻。采场南帮边坡边缘距离笪家屯村居民区约100 m，地形坡度为5°～15°；采场坑底高程约1 733 m，笪家屯高程约1 845 m。采场南帮坡长约350 m，整体高约110 m的人工边坡，滑坡前有10级台阶，单级坡高7～20 m，最高为40 m，坡度为20°～35°，局部>50°。

笪家屯村所处的斜坡，自20世纪80年代开始缓慢滑移，至2013年3月，滑移变形速率加剧。2016年雨季以来，楚雄州境内强降雨天气频现。2016年9月19日，12小时内南华县平均降雨57 mm，笪家屯降雨量达到了153 mm。从9月1日至9月20日，楚雄州平均降雨量达224 mm；延至9月24日，全州平均降雨量已达784 mm，突破气象记录历史极值。极端强降雨天气导致笪家屯村所处的斜坡在9月24日19时05分发生了滑坡(简称“9·24”笪家屯滑坡)。

滑坡瞬间滑移水平位移达14 m，垂直位移6～8 m；滑坡平面形态呈梨形，宽度约160 m～390 m，滑坡纵向长660 m，面积0.18 km2，滑坡主滑方向为30°～55°，前后最大高程差125 m，平均厚度为30 m，滑坡体积约540万m3，规模为大型滑坡，滑坡类型为推移式深层顺向岩质滑坡，造成50户农户225间房屋损坏，幸运的是没有人员伤亡。

2 “9·24”笪家屯滑坡地质灾害预测预警

吕合煤业于2015年9月已建成边坡实时在线监测系统，系统监测到点位数据异常变化，经分析预判笪家屯村存在滑坡危险，及时书面上报给所在地南华县委政府。

南华县委政府接到险情报告后，从9月14日开始，立即组织170多名人员投入地质灾害防控，进行预警处置。9月18日，监测系统数据显示：滑移变化趋势及监测点位移累计变化量增大，南华县政府果断决策，组织村民紧急搬迁避让，在9月20日24时前，全部撤离出滑坡危险区。

吕合煤业利用实时在线监测系统，对采场边坡实现全天候监测，监测数据可靠，成功预测预警“9·24”笪家屯滑坡，为防灾减灾提供了科学决策依据。

综观“9·24”笪家屯滑坡，采矿活动是成因，落差较大是主因，超强降雨是诱因。监测数据科学有效，预警预报准确，政府应急处置有力，人员财物转移及时，将地质灾害损失降到了最低限度。

3 长坡露天煤矿监测技术的发展

从1985年起，吕合煤业就对笪家屯斜坡变形区进行监测，先前是利用经纬仪进行观测，人工计算成果。2004年后采用全站仪观测，人工结合电脑计算成果。这两种方式均无法实现全天候监测，需要投入较多人员，工作效率较低，监测数据精度无法保障。

2015年9月吕合煤业投资建成了实时在线监测系统。该系统集成了GNSS、测斜仪、雨量具等前端传感器，布设了10个表面位移监测点，6个深部位移监测点。深部位移监测点位置是固定不变的，采用无线网桥传输监测数据。GNSS表面位移监测点建造成可移动式，采用GPRS传输监测数据。各监测点传感器数据传至办公区汇总后，由系统软件实时在线分析处理。在线监测系统，如图1所示。

图1 实时在线监测系统图Fig.1 Real-time online monitoring system

因实时在线监测点数量较少，故以其为重点，再辅以人工监测点44个(南帮11个、西帮21个，北帮3个，东北帮及东帮9个)，构建完善的监测点位区域覆盖。成立了专职监测小组，对滑坡险区范围内的所有地质灾害隐患点进行全天候、全方位的实时监测。实时在线监测系统、全站仪监测系统、人工深孔测斜监测3套数据互作补充、相互验证、汇总分析。监测点位分布图，见图2。

图2 监测点分布图Fig.2 Distribution diagram of monitoring points

4 “9·24”笪家屯滑坡过程及监测数据特征

“9·24”笪家屯滑坡过程及监测数据特征：

1)蠕动变形阶段从20世纪80年代至2013年3月，此阶段是利用经纬仪、全站仪人工观测，滑移变形速率小，滑移总量保持在较低水平，累计水平位移小于10 cm，垂直位移小于20 cm。滑坡体范围NH3、NH5和NH6监测点的位移变形图见图3、图4和图5。笪家屯村房屋无明显开裂变形迹象。

图3 笪家屯滑坡体位置NH3监测点2010年12月至2015年6月位移变形图Fig.3 Displacement deformation curve of monitoring point NH3 in Dajiatun landslide from December 2010 to June 2015

图4 笪家屯滑坡体位置NH5监测点2010年12月至2014年12月位移变形图Fig.4 Displacement deformation curve of monitoring point NH5 in Dajiatun landslide from December 2010 to December 2014

图5 笪家屯滑坡体位置NH6监测点2010年12月至2015年7月位移变形图Fig.5 Displacement deformation curve of monitoring point NH6 in Dajiatun landslide from December 2010 to July 2015

2) 加速变形阶段。从2013年3月至2016年9月23日，前期全站仪监测数据呈加速变形趋势(见图3、图4和图5)，因监测数据精度不高，从变形曲线来看变形反复。肉眼能看到滑坡体后缘裂缝变宽、地面出现下沉、村庄房屋出现裂缝，滑坡体前缘的长坡露天采场坑底产生鼓胀裂缝。2015年9月底建成实时在线监测系统后，位于笪家屯滑坡变形体监测3号点、4号点实时在线监测点数据曲线见图6、图7。

图6 3号监测点2015年10月1日至2016年8月30日滑移变形曲线图Fig.6 Displacement deformation curve of monitoring point NO.3 from October 1st，2015 to August 30th，2016

图7 4号监测点2015年10月1日至2016年8月30日滑移变形曲线图Fig.7 Displacement deformation curve of monitoring point NO.4 from October 1st，2015 to August 30th，2016

从图6-7中可以看出，2015年10月1日至2016年7月1日，滑移量较小。自2016年7月1日始，滑移速率逐步增大，到2016年7月30日，滑移速率突然加剧。2016年8月以后，随着屡次暴雨降临，变形速率急剧加快，水平位移累计达400 cm，沉降累计超过100 cm。笪家屯滑坡体区域内3号、4号监测点的监测数据变化曲线见图8、图9。

图8 3号监测点2016年8月30日至2016年9月25日滑移变形曲线图Fig.8 Displacement deformation curve of monitoring point NO.3 from August 30th，2016 to September 25th，2016

图9 4号监测点2016年8月30日至2016年9月25日滑移变形曲线图Fig.9 Displacement deformation curve of monitoring point NO.4 from August 30th，2016 to September 25th，2016

3) 滑动阶段。2016年9月24日19点05分，笪家屯村滑坡体剧烈滑动，演变成滑坡地质灾害。具体情况，见图10。

5 “9·24”笪家屯滑坡各阶段采取的针对性措施

各阶段采取的针对性措施如下：

1)蠕动变形阶段。开展了地质勘察、仰斜排水孔工程、地表防排水工程、边坡压脚抗滑等一系列综合防治措施来防控滑坡灾害的扩展。

2)加速变形阶段。实施了防灾减灾工程。从2013年至2016年期间，滑坡灾害进一步扩展，及时组织了滑坡后缘仓库物

图10 笪家屯滑坡后缘错坎处房屋倒塌(9.26)Fig.10 Collapsed houses in monitoring area of back edge of Dajiatun landslide on September 26th，2017

资搬迁、高压配电设施线路迁改、修缮紧急避险房等措施，积极开展防灾减灾工作。

3)临界滑动阶段。启动应急抢险工作。从2016年9月14日开始，监测监控数据和地表反应显示，边坡滑动加剧，启动了滑坡地质灾害应急机制，将面临的灾情及时书面报告当地政府，同时设岗堵卡，严禁行人、车辆进入滑坡险区；滑坡监测频率由一天一次改为一天两次，实时在线监测人员24小时值守岗位，及时对灾情作出预报和报警。

4)政府接到险情报告后，领导高度重视，设立应急避险指挥部，迅速转移群众到避险安置房避险，有效避免了人员伤亡。

6 结论

“9·24”笪家屯滑坡地质灾害，虽造成了笪家屯村部分民房损毁和长坡露天煤矿停产，但未造成人员生命财产的损失，是滑坡地质灾害防灾减灾工作的成功典型案例。此次滑坡灾害成功避险主要归结于以下几点：

1)采用了实时在线监测技术设备，建立了监测系统和监测组织机构，为成功避险滑坡地质灾害提供了技术和组织保障；

2)实时在线监测系统数据真实可靠，预报预警准确及时，为防灾减灾工作科学决策提供了数据支撑；

3)滑坡处于临界状态时，政府、企业果断决策，预警处置措施有力，对可能受灾区域的村民实施了村民全员搬迁避险，避免了人员伤亡。

由于滑坡地质灾害，会带来安全问题，且灾害治理资金投入大、周期长，工作难度大，所以滑坡防治工作必须坚持“预防为主，防治结合，综合治理”的方针，牢固树立预防为主的思想，避免滑坡灾害的发生。

[1] 夏阳，普光荣.排土场滑坡泥石流防治浅析[J].云南煤炭，2006(3)：57-58.

[2] 李志成.吕合露天矿边坡滑坡塌陷灾害分析与治理方法[J].煤矿开采，2009，14(6)：91-94.

[3] 张利朋，江涛，扬开平，等.长坡露天煤矿边坡监测技术[J].煤矿安全，2016(6)：119-122.

[4] 刘超，高井祥，王坚，刘燕.GPS/伪卫星技术在露天矿边坡监测中的应用[J].煤炭学报，2010，35(5)：755-759.

[5] 林宏智.露天矿边坡监测的现状与展望[J].煤炭科学技术，1995(7)：51-54.

[6] 龚晓飞.露天矿边坡监测方法研究[J].工业c，2015(48)：00186.

[7] 舒应秋，张波，郭桓.伊敏露天矿边坡监测系统的设计与应用[J].露天采矿技术，2014(1)：80-81，87.

ApplicationofOnlineMonitoringTechnologyinDisasterPreventionandMitigationof“9·24”DajiatunLandslide

XIAO Cun-yao1，YANG Kai-ping1，LI Yun-shun2，XIA Yang1，ZHANG Li-peng1，JIANG Tao1

(1.ChuxiongLüheCoalCo.，LTD.，ChuxiongYunnan675213，China； 2.YunnanDongyuanCoal-firedPowerCo.，LTD.，KunmingYunnan650000，China)

2017-04-24

P 258； TU 196

B

1007-9394(2017)03-0030-03

肖存耀(1971～)，男，云南楚雄人，工程师，现主要从事采矿及地质勘探应用技术方面的工作。