沿江高速公路地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)代化監(jiān)測(cè)管理

張建忠 李黎龍 羅良

（四川沿江宜金高速公路有限公司，四川 成都 610041）

地質(zhì)災(zāi)害防治一直以來都是學(xué)者的研究重點(diǎn)，經(jīng)過多年研究，目前已在地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防方面取得了一定成果。福建省地質(zhì)工程勘察院研發(fā)的實(shí)時(shí)位移監(jiān)測(cè)設(shè)備可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)[1]。臺(tái)州市構(gòu)建的集地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)、分析、預(yù)報(bào)、預(yù)警和應(yīng)急服務(wù)于一體的信息化、智能化、可視化大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的全過程科學(xué)管理[2]。

G4216線屏山新市至攀枝花高速公路沿金沙江布設(shè)，故稱“沿江高速”。主線起于宜賓市屏山縣新市鎮(zhèn)，順接G4216線仁壽經(jīng)沐川至屏山新市高速公路終點(diǎn)，止于金陽(yáng)縣蘆稿鎮(zhèn)油坊村，順接G4216線金陽(yáng)至寧南段高速公路起點(diǎn)。線路穿越向家壩、溪洛渡、白鶴灘、烏東德4個(gè)世界級(jí)水電站。沿線的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育為工程建設(shè)帶來了極大困難，因此決定采用“科防+人防”措施為沿江高速建設(shè)保駕護(hù)航。

一、工程地質(zhì)

沿江高速線路地處青藏高原、云貴高原、四川盆地的接觸帶上，區(qū)內(nèi)地形起伏，以高山峽谷為主，支溝林立，地形起伏大，出露地層主要包括紅層、巖漿巖、碳酸鹽巖等，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，主要以大面積、整體性、間歇性抬升為主[3]，穿越峨邊—金陽(yáng)斷裂、大涼山斷裂、則木河斷裂、昔格達(dá)斷裂等多個(gè)強(qiáng)地震斷裂帶，構(gòu)造影響強(qiáng)烈，坡體巖體完整性差，節(jié)理裂隙極為發(fā)育，主要以構(gòu)造節(jié)理裂隙為主。沿線地質(zhì)構(gòu)造極為復(fù)雜，主要發(fā)育有9個(gè)褶皺帶，14個(gè)斷裂帶，地質(zhì)災(zāi)害較為發(fā)育。

圖1 金沙江河谷地貌

經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，沿江高速全線地質(zhì)災(zāi)害較為發(fā)育，主要涉及泥石流、崩塌、滑坡等類型。受區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)及河谷下切影響，河谷兩側(cè)岸坡陡峻，沖溝發(fā)育，后緣匯水面積大，為泥石流發(fā)育提供了地形條件；金沙江河谷溫差變化大，坡體表部受溫差變化影響，易發(fā)生崩解，為泥石流發(fā)生提供了豐富物源；且金沙江河谷處于干熱合度地帶，受地形影響易形成區(qū)域性強(qiáng)降雨，為泥石流發(fā)生提供了足夠水源。因此，在地形、溫差、氣候及降雨的影響下，沿江高速沿線易爆發(fā)泥石流、滑坡等災(zāi)害，受地形地貌影響，全線泥石流呈線狀分布。沿線生態(tài)環(huán)境脆弱，唐鳳嬌等[4]通過遙感解譯2013年～2020年遙感影像發(fā)現(xiàn)，溪洛渡庫(kù)區(qū)范圍內(nèi)水庫(kù)誘發(fā)滑坡共計(jì)433處。

二、智慧化監(jiān)測(cè)

金沙江河谷兩側(cè)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)，為減小地災(zāi)對(duì)公路建設(shè)影響，選線時(shí)根據(jù)“避大治小、地質(zhì)選線”的理念，成功繞避了160余處大型不良地質(zhì)體，對(duì)不可繞避的不良地質(zhì)體將通過治理、監(jiān)測(cè)等手段進(jìn)行管控。

為加強(qiáng)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的管控，根據(jù)沿線地形和建設(shè)項(xiàng)目特點(diǎn)、地質(zhì)環(huán)境條件、地質(zhì)災(zāi)害影響范圍，在地災(zāi)點(diǎn)調(diào)研時(shí)以工程建設(shè)區(qū)邊界為基準(zhǔn)，向四周適當(dāng)擴(kuò)展到相鄰的次級(jí)分水嶺及金沙江，并在調(diào)研基礎(chǔ)上采用“科防+人防”手段監(jiān)測(cè)已查明的災(zāi)害點(diǎn)，主要監(jiān)測(cè)包括位移監(jiān)測(cè)、泥位監(jiān)測(cè)、雨量監(jiān)測(cè)及次聲監(jiān)測(cè)。

泥石流次聲監(jiān)測(cè)是專門布設(shè)于泥石流溝道內(nèi)的監(jiān)測(cè)預(yù)警設(shè)備，通過監(jiān)測(cè)泥石流發(fā)生時(shí)產(chǎn)生的次聲信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)泥石流預(yù)警；泥水位觀測(cè)實(shí)質(zhì)為物位觀測(cè)，采用超聲波物位計(jì)通過空間距離觀測(cè)實(shí)現(xiàn)泥水位參數(shù)采集；位移監(jiān)測(cè)采用全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）監(jiān)測(cè)絕對(duì)位移；雨量監(jiān)測(cè)主要采用雨量計(jì)實(shí)現(xiàn)降雨動(dòng)態(tài)觀測(cè)，并記錄降雨全過程。通過對(duì)不同階段降雨量的累計(jì)分析和計(jì)算便可得到降雨強(qiáng)度，此外還在邊坡設(shè)置了淺層形變監(jiān)測(cè)。

三、工程實(shí)例

為驗(yàn)證監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的可行性及可靠性，選取其中一個(gè)不穩(wěn)定斜坡進(jìn)行分析。在實(shí)地調(diào)研基礎(chǔ)上，在不穩(wěn)定斜坡表面安置雨量計(jì)及GNSS，當(dāng)降雨達(dá)到監(jiān)測(cè)閥值時(shí)，將實(shí)時(shí)自動(dòng)發(fā)送預(yù)警信息至管理人員客戶端，管理人員可及時(shí)采取相應(yīng)措施進(jìn)行處置。

該坡體監(jiān)測(cè)網(wǎng)點(diǎn)布設(shè)由GNSS絕對(duì)位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)構(gòu)成，布設(shè)時(shí)以測(cè)量橫剖面為主，考慮到坡體整體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，以及監(jiān)測(cè)區(qū)受威脅對(duì)象、降雨及巖性出露等因素，應(yīng)在坡頂布設(shè)淺層變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)，并在相對(duì)開闊處設(shè)置雨量監(jiān)測(cè)計(jì)、在基巖出露位置設(shè)置監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)。此次，在該坡體共計(jì)設(shè)置GNSS監(jiān)測(cè)點(diǎn)6個(gè)、降雨監(jiān)測(cè)點(diǎn)1個(gè)、淺層變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)6個(gè)和基準(zhǔn)點(diǎn)1個(gè)。

圖2 不穩(wěn)定斜坡監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)

通過研究2021年6月至今的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，除坡體在降雨后位移監(jiān)測(cè)值有微小變化外，坡體整體處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。為驗(yàn)證監(jiān)測(cè)儀器及數(shù)據(jù)可靠性，在降雨后實(shí)地踏勘坡體，未在坡體表部發(fā)現(xiàn)肉眼可見的變形破壞點(diǎn)，坡體整體處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，與監(jiān)測(cè)結(jié)果符合。

四、結(jié)語

沿江高速沿線地質(zhì)災(zāi)害極為發(fā)育，對(duì)工程建設(shè)產(chǎn)生了極大不利影響，為減輕地質(zhì)災(zāi)害對(duì)工程的影響，保障工程建設(shè)順利推進(jìn)，通過對(duì)全線地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行研究，結(jié)合災(zāi)害點(diǎn)發(fā)育實(shí)際設(shè)置了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)時(shí)，不但要結(jié)合實(shí)際，科學(xué)布置監(jiān)測(cè)儀器，還要合理布設(shè)儀器類型，才能讓監(jiān)測(cè)發(fā)揮更大作用?，F(xiàn)代化監(jiān)測(cè)手段有助于治理地質(zhì)災(zāi)害，通過引進(jìn)現(xiàn)代化監(jiān)測(cè)設(shè)備，可加強(qiáng)對(duì)滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)警預(yù)管理，對(duì)減輕人員傷亡及財(cái)產(chǎn)損失發(fā)揮較大作用。