滑坡自动监测及稳定性分析

曾先贵,王泽昌

(长沙市地质灾害监测评价中心, 湖南 长沙 410016)

在地质灾害防治中，对于排查出来的地质灾害隐患点，一般处理的措施主要有对受威胁群众进行搬迁避让、工程治理和群测群防。对于中型及以上危险性较大的地质灾害隐患点，因搬迁避让安置有困难，工程治理费用很高或者治理资金暂时没有解决等原因，现阶段只采取群测群防的方式进行监测预警。虽然群测群防是一种有效避灾的主动减灾措施，在地质灾害防治方面发挥了有效的作用，但是也存在专业性不强、技术手段不先进、自动化程度不高等缺陷，此外，因群测群防员存在个体差异，不能对灾害做到及时发现、快速预警。而地质灾害的自动化监测可以弥补群测群防员监测的不足，做到群专结合，并可通过对地质灾害隐患点监测数据的分析，判断地质灾害隐患点稳定性状态。

1 滑坡自动监测

根据近年来长沙市地质灾害发生的统计情况来看，地质灾害类型主要有滑坡、崩塌、地面塌陷、泥石流，其中以滑坡为主。本文监测对象为岳麓区某滑坡。

1.1 滑坡简述[2]

该滑坡区地貌类型属构造侵蚀丘陵-沟谷地貌，丘陵山体呈浑圆形，覆盖层厚度小，植被发育，山坡上局部可见基岩出露。滑坡体位于山谷的东侧，该滑坡前缘高程43.00～46.00 m，后缘高程75.40～80.30 m，地形呈上缓下陡，一般坡度为20°～28°。滑坡左侧以山脊为界，右侧以天然冲沟为界，后缘以垮塌为界，前缘由于修建房屋切坡，形成高3～4 m的陡坎，陡坎坡度约80°，剪出口位于房屋后方陡坎底部。滑坡主滑方向310°，纵长约120 m，横向宽约190 m，土体厚4～6 m，平均厚5 m，方量约11万m3，属中型浅层牵引式土质滑坡。

滑坡及边坡土体为第四系残坡积层组成，广泛分布于山坡及坡顶，岩性为含碎石粉质粘土，呈灰褐色-褐黄色，土体稍湿，松散状土质不均匀。碎石呈松散-稍密状，直径一般为10～50 mm，含量8%～15%，呈可塑-硬塑，厚3～8 m不等。滑带土(粉质粘土)主要由粘粒和粉粒组成，紫红色，可塑-软塑，为泥质粉砂岩风化坡积形成，稍有光泽，无摇震反应，干强度及韧性中等，滑面无明显擦痕，推测滑带土厚度约0.2 m，力学性质较差。滑坡区地层为前震旦系冷家溪群，分布于滑坡体以外及滑坡体下伏岩层，岩性为泥质板岩、表层风化强烈，节理裂隙发育，岩石完整性差，岩石破碎，随着埋深加大，岩石逐渐完整，岩层产状30°∠70°。地下水在岩(滑坡体下伏岩层)土(滑坡面土体)接触带由高处向低处的强渗流是形成滑坡的主因，坡体上切坡建房等人类活动是滑坡产生的外因，降雨对滑坡变形起到促进作用。

该滑坡变形最早出现于2004年，之后一直处蠕滑状态并伴有小规模的垮塌。由于近年来滑坡变形速度加剧，前缘房屋的围墙及挡土墙在2009年后开始逐渐开裂，目前裂缝宽度为5～15 mm。

针对该滑坡隐患的实际情况，一方面该滑坡处于活动期，特别是汛期强降雨期间，发生滑动的可能性很大，且受威胁的人员较多、潜在经济损失较大，另一方面搬迁避让群众安置有困难，工程治理费用很高且治理费用暂时没有解决，因此，考虑先采取安装自动监测设备，群专结合进行监测以及灾害预防。

1.2 滑坡自动监测

通过考察比较，自动监测设备采用了中国地质调查局水文地质环境地质调查中心研制的多路位移综合监测仪。该位移综合监测仪是一款基于GPRS/北斗数据通讯技术的一体化位移综合监测，主要用于滑坡、崩塌等地质灾害中位移量数据变化，可以方便实现无人值守，远程无线网络化的通信与控制，具备远程数据自动存储、历史数据查询、采集参数设置、无线预警等功能。

多路位移综合监测仪采用低功耗芯片设计，可以对崩滑体位移数据变化进行实时在线监测，拉绳位移传感器可以根据地裂缝的不同情况选择具体相应的传感器数量，供电方式采用太阳能浮充蓄电池供电。

安装多路位移综合监测仪前，要对灾害隐患点进行现场调查。要找准滑坡的主要滑动方向，传感器基本上能够监测到滑坡的主要滑动体；埋设各路传感器时，一头要埋设在稳固的不动体上，另一头要埋设在主要滑动体上。

本滑坡自动监测线路的布置是在野外地质调查滑坡主滑动方向和滑动体的基础上进行，沿着滑坡主体方向，在滑坡体和滑坡后缘布置了3路位移传感器，监测滑坡体的位移变化量。监测数据采集的频率一般设定为每隔1 h采集一次(监测频率可以调节)，强降雨期间可以设定为30 min或者15 min采集一次。

每台监测仪器安装一张电话卡，预先给每台仪器设定预警信息发送对象，发送对象包括受到威胁的住户、灾害隐患点群测群防员以及地环工作管理人员。根据滑坡位移情况，当位移变化量达到或者超过预警阀值时就进行报警，预警阀值设置为50 mm，即只要有一路传感器位移变化量(现值与初始值的差值)达到或者超过50 mm时进行报警。报警时设备自动给相关人员发送预警信息并拨打电话，当接收预警消息后，相关人员立即采取相应措施，便可避免或者减少因地质灾害导致的人员伤亡和财产损失。

此外，通过在线监测系统，实现了监测数据的在线实时监测，与此同时，也实现了将在线监测系统功能集成到地质灾害预警预报系统和手机地质灾害防治APP终端中，以便查看监测数据。通过对历史数据分析，可以判断地质灾害隐患点的稳定性状态。

2 稳定性分析

仪器安装以来，该处地质灾害隐患自动监测站点均未发生过报警，根据历史监测数据，判断隐患点目前处于稳定状态。以2015年8月25日～2016年9月25日的监测数据进行分析，时间跨度涵盖了2015年4月至9月汛期。由于分析的隐患点处于相对稳定性状态，且隐患点没有达到短时大变形的预警条件，所以只取每月的5， 15， 25日各路传感器上监测数据的平均值来对滑坡隐患点的稳定性进行分析，可满足稳定性状态分析要求，滑坡隐患点自动监测数据如表1所示。

表1 滑坡自动监测数据

根据表1的监测数据，绘制位移变化如图1所示。

图1 岳麓区某滑坡隐患点位移变化监测

根据图1可知，1，2，3三路传感器位移均有变化，主要集中在汛期的4月25日～6月25日，正是一年当中降雨集中时段，1路传感器位移变化量为19.7 mm，2路传感器位移变化量为18.2 mm，3路传感器位移变化量为30.0 mm，变化时间段有两个多月，属于缓慢变形，没有达到预警值(2 h内变形达到30 mm)，但是在汛期过后，滑坡变形暂处于相对稳定状态。在现场踏勘过程中，也发现滑坡后缘的拉张裂缝较发育，垮塌严重，中部坡体变形迹象突出，树木倾斜，前缘墙体开裂严重，也表明滑坡处于变形状态。因此，可以判断该滑坡已发生了一些蠕变活动，稳定性相对较差，主汛期强降雨对滑坡的稳定性存在较大影响，所以，在汛期应密切关注该滑坡隐患点的监测情况，并应积极采取措施对滑坡隐患进行工程治理加固，消息隐患。

3 结 论

(1) 对于采取搬迁避让、工程治理均有难度的中型以上危险性较大的地质灾害隐患点，安装自动监测仪器进行监测预警，能弥补群测群防员专业不足的缺陷，做到群专结合，能更好地避免或减少地质灾害发生带来的损失。

(2) 自动监测实现了监测数据的自动采集，实时在线监测，达到预警条件时能发送短信并拨打电话进行及时预警。

(3) 利用历史监测数据，绘制位移变化趋势图，能判断地质灾害隐患点目前的稳定性状态。

(4) 在线监测中，还需进一步完善自动生成位移变化图等功能，实现更直观地查看位移变化，更好地研判滑坡体变化趋势及判断滑坡稳定性状态。

参考文献：

[1]邱 宇.乐昌市两江镇某滑坡自动监测系统实施与变形数据分析[J].采矿技术,2017,17(03):61-62,81.

[2]湖南省国土资源规划院.岳麓区某重大滑坡地质灾害治理工程立项申请书[R].2015.

[3]肖 进.重大滑坡灾害远程自动监测预警系统[J].地质灾害与环境保护,2011(22):16-21.

[4]李海鹏,等.滑坡监测技术方法综述滑坡监测技术方法综述[J].中国矿业科技文汇,2014:49-51.

[5]张顺斌.实时自动监测系统在库区某滑坡监测中的应用[J].地下空间与工程学报,2010(6):1714-1719.