滑坡体变形运动的多层次监测研究

胡江春 郭福伟 王红芳 张金水 杨成林

摘要：滑坡的失稳是一个渐变到突变的过程，破坏前会有一些预兆，捕捉这些信息并及时发现问题、采取处理措施是滑坡监测的主要目的。对小浪底某滑坡进行综合监测研究，在滑坡的关健位置设置25个地表变形监测点和3个深部变形监测点，所有监测点组成多层次综合监测系统，进行监测研究。分析监测数据可知：该滑坡体地质结构大致分为前部滑塌体、中后部滑移体和后缘拉裂体。坡体的力学性质分区大致为崩坡积物、碎裂岩体、裂隙、基岩，由此分析了滑坡体表面及深部变形的趋势和影响因素。

关键词：滑坡体；多层次监侧；地质结构；力学分区

中图分类号：P642.22；TV221 文献标志码：A doi：10.3969/j.issn.1000-1379.2018.06.027

大型水利工程对周边环境的影响不容忽视。库区附近原有地质结构的变化容易引发多种地质灾害，其中对库区工程环境影响最大的是滑坡。岸坡结构和岩性是影响滑坡的主要因素，而水是滑坡发生、发展的主要诱发因素，库区滑坡的分布与降雨强度呈现一致性[1-5]。有关专家学者对滑坡的成因机制、遥感监测、稳定性、滑坡运动的特征及其过程进行了深入研究，并给出了相应的预报及治理方案[6-15]。

滑坡的失稳是一个渐变到突变的过程，破坏前会有一些预兆，捕捉这些信息并及时发现问题、采取处理措施是滑坡监测的主要目的。笔者以小浪底某滑坡为研究对象，根据监测数据，对该滑坡的地质结构和力学分区进行了分析研究。

1 滑坡概况

滑坡体位于小浪底水库大坝下游约2km的黄河右岸基岩斜坡区，总体积约5×10m3。其前缘凸人黄河约60m，坡脚高程约135m；后部为东西向山梁，梁顶高程约281m；山梁西南侧发育一条陡峻的环形深切沟，沟底高程约190m；滑坡后缘位于山梁北侧黄河四级阶地前缘，高程250～270m；滑坡西侧为一较宽冲沟，东侧为一小冲沟。

2 滑坡体变形监测

为了有效防治地质灾害，做好预测预报工作，从1999年开始针对该滑坡体建立了多种仪器、多层次综合监测系统。

2.1 监测项目

考虑到滑坡体中滑动结构面或软弱面是滑坡体失稳的内在因素，监测以整个滑坡体稳定性为主，重点对象为岩体中滑动结构面。变形监测项目主要有地表变形监测和深部变形监测，具体包括：滑坡水平位移、垂直位移，节理和裂缝开闭，软弱夹层或滑带的剪切位移，滑体钻孔倾斜情况等。

2.2 监测仪器选型与布设

为了研究该滑坡体的变形运动规律，在其坡体布置了地表变形监测点；为监测滑坡体的深部变形特征，在滑坡体中布置了测斜仪监测孔。监测点布置如图1所示。

（1）地表变形监测。选用测距仪、经纬仪和水准仪。在滑坡体上沿主滑方向布置3个观测断面，每个断面在滑坡体后缘裂缝外侧布置1个测点，在内侧布置3～4个测点。

（2）地表裂缝监测。选用收敛计。在滑坡体后缘裂逢出露处跨裂缝布置2个观测断面，在滑坡体中部第3、4条裂缝处跨裂缝各布置1个观测断面，断面两侧各浇筑一个测量桩，桩距不超过收敛计钢尺长度。

（3）钻孔深部位移监测。选用活动式侧斜仪、测斜管。为控制整个滑坡体，沿主滑断面前后部位各布置1个测斜孔，中部布置1个测斜孔，钻孔穿过底滑面进入稳定岩体5m。

（4）渗压监测。选用振弦式渗压计。在测斜钻孔底部各布置1支渗压计。渗流监测仪器采用简易钻孔水位计。

（5）深部多点位移计变形监测。选用杆式多点位移计。沿排水洞轴线浇筑缝布置多点位移计。测头安装在洞口处，5个锚头分别布置在预留槽两侧，安装位置见图2、图3。

（6）深部测缝计变形监测。选用三向测缝计。平洞衬砌时安装一套三向测缝计，排水洞左侧洞壁安装两套单向测缝计。

3 变形监测结果分析

3.1 滑坡体表面变形特征

圖4～图7分别为各地表变形监测点的监测结果。从整体上来看，除E3、E12、E2、E22、E25监测点的监测数据局部时间段出现突变异常外，其余监测点监测数据比较合理可靠。根据核查分析，E3、E12、E2、E22、E25监测点数据异常是地面或埋测点位发生不同程度的破坏引起的。另外，某些局部变形点的变形发展趋势可能受地形影响较大。

由图4～图7可以看出：前部滑塌体的地表变形监测数据波动较大，其余部位的变形曲线相对较为平滑。前部滑塌体主要物质为崩坡积物，受降雨影响较大，所以数据波动较大；中部、后部及东部滑坡体的变形主要是沿着软弱夹层（或裂缝）的蠕滑变形，外部主要受大气降水影响，受黄河水位变化影响较小。

从总体发展趋势上来看各监测点的顺坡向变形及沉降量具有缓慢增长的趋势，除个别监测点外变形增长较为平稳。横向变形（指的是东西向）趋势大致可以分为两个阶段：2005年之前具有向东发展的趋势；2005年之后逐渐趋于向西，变形呈现一定的“回弹”趋势。据调查，2005年位于滑坡体上的村庄迁出滑坡区，居民的搬迁减少了入渗进入滑坡的地下水，故滑坡

3.2 滑坡体深部变形特征

根据深部滑坡体各测斜仪监测结果可知：随着时间的增长，滑坡体深部不同层位上的变形总体上具有逐渐增长的趋势，越近地表处变形越大；滑坡底部主滑面附近有一个明显的变形突变区域，滑面以上的滑体变形较大，滑面以下的基岩变形较为稳定，几乎没有发生变形，这表明滑坡体现有变形以沿着底部主滑面的蠕滑变形为主。从监测点的变形来看，前部滑塌体总的变形较大，近地表处指向坡外的变形约40mm，而位于坡体中后部的变形较小，不到20mm，从而表明前部滑塌体和中后部滑坡体的变形具有一定的差异性。此外，根据3个监测孔位置的不同，从各检测孔的变形可以看出，裂缝附近监测值发生一定程度的变化，反映了裂缝上下变形存在差异，上部主要为崩坡积物，裂缝以下主要为岩体蠕滑变形。从目前监测数据来看，滑坡体变形整体上处于稳定发展阶段，稳定性较好。

4 滑坡变形趋势

分析可知：滑坡体力学性质分区大致为崩坡积物（前部滑塌体）、碎裂岩体（中后部滑坡体及后缘拉裂体）、裂隙（包括滑动带）、基岩。该滑坡体地质结构大致分为前部滑塌体、中后部滑坡体、后缘拉裂体。

根据监测结果，除个别监测点变形方向有异常外，滑坡体变形总体具有向坡外运动发展的趋势；除个别监测点的变形较大外，监测点的总变形一般在50mm以内，即平均变形速率为5mm/a。

5 结论

根据滑坡体的地质结构特点，结合长期变形监测数据，得出：

（1）前部滑塌体主要为崩坡积物，受降雨影响较大，人类活动通过影响降雨入渗间接影响滑坡体的变形。

（2）中后部滑坡体变形主要是沿着软弱夹层（或裂缝）顺坡向的蠕滑变形，黄河水位的变化对其影响较小。

（3）总体上滑坡体表面变形受降雨影响较大，呈缓慢增长趋势；深部变形受结构面和软弱夹层影响表现为沿着主滑面发生蠕滑变形。

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