地表位移精密監(jiān)測在滑坡勘查中的應(yīng)用

尹麗軍

（河北省地礦局第四水文工程地質(zhì)大隊(duì)，河北滄州061000）

1 概述

滑坡是一種常見的地質(zhì)現(xiàn)象，主要表現(xiàn)為斜坡巖土體在重力等因素作用下，依附滑動(dòng)面（帶）產(chǎn)生的向下向外滑動(dòng)的運(yùn)動(dòng)或現(xiàn)象?；驴辈橹校瑴?zhǔn)確確定滑坡范圍、主滑線，合理判斷滑面形式及進(jìn)行滑體受力分析，對滑坡穩(wěn)定性評價(jià)及治理方案的選擇布置有著重要的影響。通?？辈闀r(shí)，滑坡范圍主要通過地形地貌結(jié)合調(diào)查測繪等進(jìn)行確定；滑坡主滑線、滑面形式主要通過調(diào)查測繪、勘探工作等進(jìn)行分析確定，存在一定的主觀性，精確性差。針對處于變形階段的滑坡，采用地表位移精密監(jiān)測，可較為準(zhǔn)確、有效地確定滑坡范圍、主滑線，同時(shí)對準(zhǔn)確判斷滑面形式，分析滑坡各段受力狀態(tài)，也可起到重要的作用。以下結(jié)合工程實(shí)例來介紹地表位移精密監(jiān)測在滑坡勘查中的應(yīng)用。

2 地表位移監(jiān)測在滑坡分析中的作用

（1）確定滑坡范圍及主滑線。根據(jù)各觀測樁位移量和位移方向的不同，可確定滑坡的范圍，或區(qū)分老滑坡上的局部移動(dòng)，或從一個(gè)滑坡群中區(qū)分出單個(gè)滑坡。一般在滑坡群內(nèi)，各滑坡在邊緣位置的觀測樁，其位移方向是向各自的滑體偏移，且兩滑體間的觀測樁位移量較?。▓D1）。

根據(jù)繪制的滑坡位移矢量圖可確定滑坡主滑線。即從位移矢量圖中找出每一橫斷面上位移量、下沉量最大的點(diǎn)，連接這些點(diǎn)的線即為滑坡主滑線。

圖1 滑坡周界劃分示意圖

（2）滑體受力狀態(tài)分析。根據(jù)沿滑動(dòng)方向斷面上個(gè)觀測點(diǎn)的平面位移量，計(jì)算各觀測點(diǎn)間單位長度的平均相對拉伸（或壓縮）值ε（ε為正值時(shí)受壓，負(fù)值則受拉），從而分析出各段受力性質(zhì)（拉、壓）和相對大小。

（3）判斷滑面形式。當(dāng)滑坡只有一個(gè)滑動(dòng)面時(shí)，觀測樁位移合矢量與水平線的夾角（α），常和其下相應(yīng)部分滑面傾角相近，用這一現(xiàn)象可判斷滑面的形式：

當(dāng)觀測樁升高時(shí)，α角表示滑床向上翹的角度，反之α角表示滑床向下傾的角度。

3 滑坡工程概況

某新建工程項(xiàng)目由于大面積建設(shè)開挖山坡坡腳及施工震動(dòng)，造成坡體變形形成滑坡?；驴v向長度約460m，橫向?qū)挾燃s350m，滑體厚度10～39m,總面積約15×104m2，總體積200多萬立方米，為大型工程滑坡。滑坡平面形態(tài)呈舌形，后緣坡度較陡，中部為平緩的平臺(tái)，前緣為人工開挖形成的不規(guī)則高陡邊坡陡坎。在開挖施工前，坡體從未發(fā)現(xiàn)有裂縫等變形跡象。從2015年下半年，項(xiàng)目開始施工開挖坡腳及強(qiáng)夯施工作業(yè)，施工期間坡體出現(xiàn)小的地裂縫未引起注意，直到2016年9月突然發(fā)現(xiàn)坡體出現(xiàn)弧形大裂縫，從開挖山體的西側(cè)向上到頂部，然后向下至開挖面東側(cè)小溝谷內(nèi)結(jié)束，裂縫最大寬度0.6m，垂直高差約0.5m，且仍然在不斷擴(kuò)大，嚴(yán)重影響到新建項(xiàng)目場區(qū)的安全。

滑坡正處于強(qiáng)變形階段，由于其范圍大，不同位置變形速率相差較大，滑坡勘查時(shí)采用了地表位移精密監(jiān)測，對準(zhǔn)確地確定滑坡范圍、主滑線，以及對準(zhǔn)確判斷滑面形式，分析滑坡各段受力狀態(tài)，也起到了決定性的作用。

3.1 監(jiān)測方法選擇及工作布置

對于地表整體位移精密監(jiān)測一般有以下方法：對范圍不大，主軸位置明顯的窄長滑坡可設(shè)置十字交叉網(wǎng)進(jìn)行觀測（圖2-A）；對范圍不大，但地形開闊的滑坡可設(shè)置放射網(wǎng)進(jìn)行觀測（圖2-B）；對地形復(fù)雜的大型滑坡則設(shè)置任意方格網(wǎng)觀測（圖2-C）。

圖2 監(jiān)測布置方法

本滑坡為大型滑坡，勘查選用任意方格網(wǎng)法監(jiān)測，監(jiān)測點(diǎn)、線的布置見圖3。主要布置縱、橫監(jiān)測線各3條，精密監(jiān)測點(diǎn)21個(gè)。監(jiān)測儀器采用瑞士Leica TCA2003全站儀（0.5″，1mm＋1ppm）。水平位移采用全站儀導(dǎo)線測量方法按二級要求進(jìn)行觀測；垂直位移采用電磁波測距三角高程測量施測的方法按二級要求進(jìn)行觀測。監(jiān)測周期為每天一次。

3.2 監(jiān)測成果應(yīng)用

（1）確定滑坡范圍及主滑線。根據(jù)監(jiān)測結(jié)果可知，布置于滑坡裂縫以外的1、5、11、17、18、19、20、21號(hào)監(jiān)測點(diǎn)及前緣的10、16號(hào)監(jiān)測點(diǎn)均無位移，其余監(jiān)測點(diǎn)均有不同程度的水平及垂直位移，以此與測繪結(jié)果相結(jié)合，更加準(zhǔn)確地圈定了滑坡范圍。

圖3 監(jiān)測平面布置圖

根據(jù)各點(diǎn)水平及垂直位移量和位移方向值，繪制了滑坡位移矢量圖，見圖4。通過位移矢量圖可知，布置于滑坡體西側(cè)的2、3、4號(hào)監(jiān)測點(diǎn)及東側(cè)的12、13、14、15號(hào)監(jiān)測點(diǎn)位移量明顯大于中部的6、7、8、9號(hào)監(jiān)測點(diǎn)，且前緣的4、15號(hào)監(jiān)測點(diǎn)垂直向上的變形明顯，而8號(hào)監(jiān)測點(diǎn)則無明顯的水平及垂直變形。以此為線索對滑坡進(jìn)行了進(jìn)一步的調(diào)查測繪，對滑坡地形、地層巖性等條件進(jìn)行了進(jìn)一步分析研究，最終將原定的一個(gè)滑坡體劃分為東、西兩部分，分別確定了1-1′、2-2′兩條主滑線，并將原來確定的滑坡整體滑動(dòng)方向170°修正為162°、165°。確保了滑坡穩(wěn)定性分析更加符合實(shí)際。

圖4 監(jiān)測位移矢量圖

（2）滑體受力狀態(tài)分析。根據(jù)2條主滑線上各監(jiān)測點(diǎn)沿滑動(dòng)方向的平面位移量，按前述公式計(jì)算各監(jiān)測點(diǎn)間單位長度的平均相對拉伸（或壓縮）值ε，分析出各段受力性質(zhì)（拉、壓）和相對大小。見表1。

表1 滑坡受力性質(zhì)分析

通過采用上述方法對滑體各段受力性質(zhì)的分析，與滑體不同部位的變形特征進(jìn)行對比，分析得出了滑體各段的受力狀態(tài)，對滑坡防治工程的布置起到了重要的指導(dǎo)作用。

（3）判斷滑面形式。根據(jù)主滑線上各監(jiān)測點(diǎn)沿滑動(dòng)方向的水平位移量及垂直變形量，按前述公式計(jì)算各監(jiān)測點(diǎn)下部相應(yīng)位置滑面傾角的近似值。如表2所示。

表2 滑面傾角計(jì)算（近似值）

通過以上計(jì)算結(jié)果，結(jié)合鉆探、槽探、測繪等手段確定的滑面位置，經(jīng)綜合分析，準(zhǔn)確地確定了滑坡滑面的形式。見圖5。

4 結(jié)語

（1）滑坡勘查中采用地表位移精密監(jiān)測，可對于準(zhǔn)確確定滑坡范圍、主滑線，以及準(zhǔn)確判斷滑面形式，分析滑坡各段受力狀態(tài)起到重要的作用。

（2）滑坡勘查是一項(xiàng)較為重要和復(fù)雜的工作，不同勘查方法都存在一定的局限性，滑坡勘查應(yīng)盡量采用多方法、多手段，綜合分析，相互驗(yàn)證。

圖5 滑坡滑面形式圖（1-1′剖面）