综合位移监测技术在滑坡治理中的应用研究

陈 海 刘 欢 刘长伟

(贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司 贵阳 550081)

贵州省地形复杂，受复式背斜等多种地质构造影响，某些软质岩逆向边坡岩性破碎，地质情况较差；在岩性较差的地层里面有可能发生圆弧滑动的风险。滑坡一旦发生，将对周边人群的生活及工程安全带来较大的影响[1-2]。

滑坡的诱发因素有很多，其中主要为地质原因、区域构造及雨水原因。为有效治理滑坡，须查清滑坡的滑移面具体位置，从而更加经济有效地治理滑坡。本文结合某滑坡工程的实际情况，针对宏观地质监测、地表位移监测及深部位移监测的特点，分析滑坡滑移面的位置，为滑坡后期治理确定滑移面提供有力的理论依据。

1 工程概况

滑坡位于贵州省某高速K23+820-K24+950段右侧，该段为挖方路基，长约130 m，最大挖方高度约48 m，项目区出露的主要地层为第四系残坡积层(Q4el+dl)，下伏奥陶系下统湄潭组(O1m)灰岩、砂质页岩、砂岩、泥灰岩，综合产状为300°∠70°，为典型逆向坡。

2020年5月3日上午该段右侧山体产生滑动变形，坡体前缘局部护面墙垮塌，后缘出现明显张拉裂缝，严重威胁该段高速公路的运营安全。滑坡发生后，随即对边坡进行反压处理。滑坡平面示意见图1。

图1 滑坡平面位置图

2 滑坡位移监测

2.1 监测目的

滑坡位移监测的主要目的在于采用不同的监测手段，或者通过若干种监测手段共同监测，收集滑坡变形的动态数据。通过监测数据分析，掌握滑坡滑移面的具体位置及滑坡的变化趋势。进而评价潜在滑坡的稳定性，并对滑坡治理提供有力的依据或可对既有滑坡治理方案进行论证优化。滑坡监测中，主要手段包含变形监测、诱发因素监测等[3-4]，滑坡监测还能对滑坡稳定性进行预警[5-6]。

2.2 监测方法

目前国内常用的监测方法为宏观地质监测、地表位移监测及深部位移监测[7]。

1) 宏观地表监测。适用于各类边坡的监测。通过地质调绘、地表做标记等方法监测滑坡地表的变化情况(包括不同位置地表的裂缝大小，能明显观测地表处由于雨水、地震等外部因素诱发的地表位移变化)。该方法较简单，可监测内容丰富，能分析滑坡蠕变阶段或滑移前的变形特征。

2) 地表位移监测。适用于各类地质滑坡的监测，但受天气、地形等外界影响较大。通过采用全站仪，利用设置的固定点，不定期监测固定点的位移高差相对变化量。该方法简单成熟，经济实惠，更容易掌握使用，能分析边坡滑动各阶段的位移特征。

3) 深部位移监测。适用于滑坡滑动之前，且滑坡内部滑移量较小的情况。通过在一定深度埋置测斜仪，能够监测不同深度处滑坡的位移情况，通过数据分析确定滑移面的具体位置。

深部位移监测技术普遍应用于大型滑坡、边坡，城市基坑也经常用到。深部位移监测主要利用钻孔测斜仪进行监测。

2.3 监测方案

1) 深部位移监测。边坡发生滑移后，为了进一步查明场区地质情况，边坡共布置了6个勘探孔，3条断面线。本次监测利用既有钻孔，在其中2个主滑面上共设置了5个监测孔，其布置示意见图2。通过深部位移监测结果，判定监测滑坡的主滑方向并推断出变形量与监测时间的关系。

图2 深部位移监测布孔图

2) 地表位移监测。地表位移监测由于受外部环境影响较大，容易受到破坏，故布置监测点时，应选择外部干扰较小的点。地表位移监测采用已标定的固定点进行边坡位移监测，结合实际情况，整个滑坡共布置11个监测孔，其布置示意见图3。

图3 地表位移监测布孔图

3 监测及滑移面的确定

滑坡监测是一项复杂的工作，具有延续性和重复性，通过多个位移孔监测，能够获取滑坡的滑移动态信息，即滑坡不同位置的滑移量及滑移速率。

3.1 地表滑移分析

通过全站仪的测量数据，分析每个指定点的滑移量及滑移速率，更加有意义且直观地反应每个监测点的位移情况。并能绘制出时间-滑移速率的关系曲线。以D7监测孔为例，绘制边坡的滑移情况见图4。

图4 D7地表位移监测时间-滑移速率图

通过分析得知，滑坡体上的监测点监测25 d时累计水平值达到37.3 cm，其中观察期第11 d受降雨影响，滑坡滑动速率一度增大，随后进行紧急反压处置，滑坡体上监测点变形明显减缓，有效降低了滑坡的速滑风险，之后滑坡体上的监测点变形呈持续缓慢增长趋势，证明滑坡体仍在蠕动变形，必须对滑坡体采取有效的加固措施，以保证高速公路的长期运营安全。

3.2 深部滑移分析

通过深部位移监测，能够准确反映出监测孔不同深度的位移累积量及位移变化速率，本工点分别在2个主滑面钻孔中布置深部位移监测仪，钻孔ZK2对应监测孔DK2，钻孔ZK3对应监测孔DK3，以此类推。以监测孔DK5为例，即钻孔ZK5对应的监测孔，分析边坡的滑移面深度及变化速率，深部位移监测为边坡地表监测的第21 d利用地勘钻探孔进行监测。DK5位移变化量及位移量见图5。由图5可知，由于边坡坡脚采用了沙袋进行反压，坡体滑移速速率有所减缓，但从不同深度位移变化量分析中，在深度12.3 m处边坡位移依然还在进一步发展，坡体内部仍处于蠕变挤压状态，且边坡在深度12.3 m处累计位移量迅速收敛变小。同理，根据DK2、DK3、DK4、DK5、DK6监测孔可分析得出监测孔的位移收敛深度，结果见表1。

图5 DK5位移变化量及位移量

表1 各监测孔位移收敛深度

3.3 滑坡滑移面确定

滑坡发生主要表现为在降雨、地震等外界因素的影响下，一定的物质沿某方向滑动。通过宏观地表监测、地表位移监测、深部位移监测能够及时准确地了解滑坡的位移量及滑移速率，从而了解滑坡的稳定状态。该边坡由于受雨水的影响，边坡起初变形较大，速率较快，经过反压处理后，边坡滑移速率有所减缓，但边坡内部仍然还在发生蠕变。

在采取有效措施治理前，除了获取有效的边坡地勘参数外，其中一项工作重点即分析确定滑坡的滑移面深度，通过滑移面，根据不平衡推力法进一步计算滑坡剩余下滑力。根据各监测孔位移收敛深度(见表1)，连接DK3、DK5、DK6即可得到滑坡的滑移深度，通过分析，监测所得数据与地勘岩心样所体现的滑移面深度一致。

3.4 滑坡预报

通过监测数据分析，可以时刻掌握滑坡的动态迹象，随时获取滑坡位移的第一手资料，根据位移-时间曲线关系分析滑坡稳定性已成为最有效的方法之一，国内外专家及不同学者对滑坡滑移前的风险阈值做了许多研究。可作为滑坡预警值的参考值，其中常用参考值来源及预警阈值见表2。

表2 滑坡预警参考值

通过对滑坡滑移数据的分析，根据具体的地质情况，结合滑坡预警参考值，即可掌握滑坡是否需要治理，从而更加有针对性地采取有效措施治理滑坡。

4 结语

1) 滑坡是高速公路中常见的灾害之一，发生滑坡后应第一时间对滑坡进行地质调查及相应的滑移监测，获取第一手有效资料，并采取有效措施进行治理，滑坡的位移监测及滑移面的确定在滑坡治理中尤为重要。

2) 滑坡监测通常方法有宏观地表监测、地表位移监测、深部位移监测，通过监测数据分析，能够得出滑坡的潜在滑移面；通过该滑坡的监测数据分析，滑坡的位移速率及滑移面深度较明确，可初步判定滑坡的稳定性为不稳定，须进行治理。

3) 科学且有效的滑坡监测对于保证正确治理滑坡、节约造价尤为重要；滑坡监测可准确有效地分析滑坡的滑移位置，为后续的滑坡治理确定滑移面提供有力的理论依据。通过分析得出滑移面，计算剩余下滑力，并采取合理的治理措施，可避免滑坡盲目治理和防护过强等。