杨家槽滑坡防治工程变形监测设计与观测

1、第 32卷第 2期2001年 2月人民长江YangtzeRiverVol. 32 ,No. 2Feb. ,2001文章编号 :1001 - 4179 (2001) 02 - 0037 - 03杨家槽滑坡防治工程变形监测设计与观测刘德军(长江水利委员会综合勘测局 ,湖北武汉 430010)摘要 :滑坡治理过程中 ,有必要开展滑坡变形监测工作 ,为综合评价滑坡稳定性 ,合理确定滑坡治理方案提供依据。滑坡经过治理之后 ,仍然需要持续地进行监测 ,为评价滑坡未来长期整体的稳定性 ,预报安全和减灾防灾 ,收集预警数据。在滑坡面积范围、差规模都比较大的情况下 ,通过在地面大范围内建立大型测量网 ,测出地面

2、监测点的三维位移量 ,监视滑坡宏观变形动态 ,然后在典型或主滑断面以及特定重要部位进行定点监测 ,测量滑坡地下深部的位移量 ,有助于识别滑坡变形模式 ,评价滑坡稳定性。杨家槽滑坡治理工程施工期内 ,滑坡体监测点没有发生突变位移现象。在杨家槽滑坡上滑体后缘公路边坡以及下滑体东侧红岩溪右边坡存在局部缓慢变形现象 ,目前杨家槽滑坡总体上基本稳定。关键词 :滑坡监测 ;变形监测设计 ;岩质滑坡 ;隔河岩水库库区析 ,有助于识别滑坡的变形模式 ,评价滑坡的稳定性。杨家槽滑坡位于湖北省清江隔河岩水库北岸 ,距隔河岩大坝 23 km。滑坡前缘高程 130 m ,后缘高程 570 m ,滑坡范围长建立滑坡监测

3、网的目的是为了统一滑坡各期变形观测基滑体下厚上薄 ,前缘最厚达 70 m ,为大型的基岩切层滑坡。经过地质勘探资料分析和试验研究认为杨家槽滑坡形成年代久远 ,经受了各种超常规的降雨或地震条件的考验 ,均未出现大的变动 ,在水库蓄水和滑体上出现大量人类活动以前 ,滑坡的稳定性是好的。水库建成蓄水以后 ,滑坡体前缘 200 m高程 (正常蓄水位)以下淹没于库水之中 ,受水位消涨和浪击掏蚀影响 ,滑坡前缘局部稳定性乃至滑坡整体稳定性有所下降。滑坡体上现建有新型的移民城镇 ,居民的生产、活也有导致滑坡自然条件恶化的趋势。滑坡治理工程处理采用地表和地下排水、缘局部加固和防冲护岸等措施 ,以满足滑坡整体稳

4、定和前缘局部稳定的要求。滑坡治理工程开始以前 ,需要根据安全系数综合评价滑坡稳定性 ,然后确定滑坡治理工程设计安全系数或治理方案。由于土体和岩体有许多地质和土工的不确定性 ,准确评定其安全系数是困难的。因此 ,从长期的运行安全角度考虑 ,在采取必要的治理工程措施的同时 ,需要进行位移测量监测滑坡的稳定性 ,了解治理工程施工期以及运行期滑坡的实际安全性能 ,检验治理工程的效果。滑坡面积范围、差规模都比较大的情况下 ,在地面大范围内建立大型测量网 ,测出地面监测点的三维位移量 ,监视滑坡宏观变形动态。此外在典型或主滑断面以及特定重要部位进行定点监测 ,测量滑坡体深部的位移量 ,形成由整体普查到局部

5、详查、宏观到微观的立体监测系统 ,是最为经济、用、图 1杨家槽滑坡变形监测系统布置示意收稿日期 :2000 - 07 - 09作者简介 :刘德军 ,男 ,长江水利委员会综合勘测局工程测量与安全监测中心 ,工程师。中图分类号 : P642122文献标识码 : A1概述2滑坡防治工程变形监测系统设计211变形监测网800 m ,宽 300110 m ,上宽下窄 ,面积 0126 km2 ,体积 880万 m3。准 ,提供每期变形观测的工作基点 ,杨家槽滑坡变形监测网如图1所示。有效的监测方案。根据地面位移并结合定点监测的深部位移分高生前高由实38人民长江2001年水平位移监测网中 AW2、AW3、

6、AW7位于滑坡体范围以外的稳定岩石上 ,为水平位移监测网基准点或固定点 ,也是滑坡水平位移监测工作基点 ;AW1、AW4、AW5、AW6位于滑坡体外围 ,点位相对稳定 ,是水平位移监测网待定点 ,也是滑坡水平位移监测工作基点 ,同时还监视滑坡外围岩体的变形。水平位移监测网采用边角网观测方案 ,依据混凝土大坝安全监测技术规范要求实施 ,最弱边相对中误差不低于1/ 500 000 ,最弱点位移量中误差不大于 2 mm。垂直位移监测网点 AS1 AS2和 AS3 AS4均位于滑坡体范围以外比较稳定、整岩石上。其中 AS1 AS2是垂直位移监测网基准点并互作校核 ,同时也是滑坡地面垂直位移观测的工作基

7、点 ,AS3 AS4是滑坡体深层垂直位移观测工作基点 ,通过连测地面垂直位移基准点定期校核。地面变形监测点共布置 17个。测点布置如图 1所示 ,点位及标点特性如表 1所示。地面变形监测点水平位移观测采用边长交会方案 ,依据混凝土大坝安全监测技术规范要求实施。根据杨家槽滑坡情况要求最弱点水平位移位移量中误差不大于±3 mm ;垂直位移观测采用精密水准或三角高程导线方案 ,要求最弱点垂直位移量中误差不大于±3 mm。表 1地面监测点点位及标点特性点名 部位 标型 点名 部位 标型AJ1红岩溪边坡上部地面标 AJ13下滑体后缘地面标AJ2红岩溪边坡上部房顶标 AJ14上滑体前缘

8、地面标AJ3红岩溪边坡中部房顶标 AJ15上滑体后缘地面标AJ4红岩溪边坡中部房顶标 AJ16上滑体后侧地面标AJ6红岩溪边坡下部房顶标 AJ19下滑体中上部地面标AJ7下滑体前缘房顶标 AJ20下滑体中上部地面标AJ8下滑体前缘房顶标 AJ21下滑体前缘地面标AJ9下滑体中下部房顶标 AJ22下滑体前缘地面标AJ10下滑体中下部房顶标注 :AJ1AJ4 AJ6AJ10 AJ13AJ16为强制对中钢筋混凝土三角观测标墩 ,滑坡防治前期布设 ;AJ19AJ22为强制对中钢筋混凝土三角观测标墩 ,滑坡治理工程增加布设。滑坡深层 (排水洞内 ,图 1中以短虚线表示)变形监测设施布置包括水平位移监测设

9、施和垂直位移监测设施。为监测杨家槽滑坡滑体深层沿主滑方向的水平位移 ,在主排水洞内沿主洞轴线方向连续布置 8套精密量距装置 ,另在 1号排水支洞内 ,共布置 5套精密量距装置。以带尺定期量测监测点的水平位移。精密量距测点点位布置及标点特性如表 2所示。表 2深层变形监测点点位布置及标点特性桩号桩号水准点量距点部位水准点量距点部位(m) (m)LD01洞口 LD11 SC09 0 + 048排水主洞LD02 SC01 0 + 100 1号支洞 LD12 SC10 0 + 063排水主洞LD03 SC02 0 + 080 1号支洞 LD13 SC11 0 + 081排水主洞LD04 SC03 0

10、+ 060 1号支洞 SC12 0 + 093排水主洞LD05 SC04 0 + 040 1号支洞 LD14 SC13 0 + 101排水主洞LD06 SC05 0 + 020 1号支洞 LD15 SC14 0 + 109排水主洞LD07 SC06 0 + 000三洞交叉口 LD08 0 + 040 2号支洞LD09 SC07 0 + 010排水主洞 LD16 0 + 080 2号支洞LD10 SC08 0 + 028排水主洞为监测滑坡体深层垂直位移 ,在地下排水洞主洞和 1、2号排水支洞内 ,布置 l条精密水准测线 ,于排水洞底板埋设 16座水准监测标点。深层水平、直位移观测 ,按有关仪器操

11、作规程规范要求实施 ,水平位移观测最弱点位移量中误差不大于±3 mm ,垂直位移观测最弱点位移量中误差不大于±3 mm。3滑坡变形观测数据处理地面监测点平面坐标采用 54北京坐标系以 AW2、AW3、AW7为起算点 (基准点) ;高程采用 56黄海高程系以 AS1 AS2为起算点 (基准点)。观测数据预处理及平差计算采用计算机数据处理软件包完成。观测数据预处理主要内容包括 :水准高差的尺长改正、距边的气象改正及测距仪常数改正、直角归算到标心改正、测斜距归算到标心改正、程网平差、心斜距归算到 250 m高程面的改正计算等内容。高程网平差采用水准网间接平差方法 ;平面网采用测边

12、网间接观测平差方法。地面监测点位移量符号规定 :水平位移 X方向沿主滑方向为“+”, Y方向向下游侧方向为“+”;垂直位移 ( H方向)向下沉降为“+”,反之为“-”。地下排水洞内监测点高程以 AS3、AS4为起算点 (工作基点) ,通过连测地面垂直位移观测起算点 AS1 AS2定期校准。精密量距 (伸长计 )监测点 ,根据测段斜距观测值 ,测段温度观测值 ,测段标杆头 (高程)高差分别进行温度改正、倾斜改正 ,归算为测段平距 ,以安装时测段平距为起算数据 ,计算测段相对伸缩水平位移 ;主洞测线 (主滑方向)以 SC14为起算点 (基准点) ,支洞测线 (接近主滑方向)以 SC06为起算点 (

13、相对固定点) ,分别计算测线累计伸缩水平位移。4变形监测结果及滑坡的稳定性在滑坡治理工程施工以前 ,滑坡水平位移监测网于 1992年10月首次观测。为配合杨家槽滑坡治理工程施工 ,1999年 9月对该网进行了一次校测。垂直位移监测网于 1999年 9月首次观测 ,滑坡治理工程竣工后于 2000年 3月进行了校测。监测网点校测点位与首次观测时比较结果见表 3。通过校测表明 ,滑坡水平、直位移监测网点坐标或高程的变化很小 ,可以认为是观测误差如气候条件、测条件等因素的影响所致 ,变形监测网基本处于稳定状态 ,监测网点可以作为滑坡水平、直位移观测的工作基点。表 3监测网点校测点位比较结果点名XYH点

14、名XYHAW1 AW8AW4 AS03AW5 AS04AW6垂位于滑坡体上的所有地面监测点中 ,目前存在缓慢变形的测点 ,有位于上滑体后缘的 AJ15 ,以及主要集中在下滑体东侧 ,即红岩溪右边坡的监测点 AJ1 AJ2 AJ3 AJ4 AJ5。这些测点是在滑坡治理工程施工以前布设的。212地面变形监测点213深层变形监测点411变形监测网1197 - 2125 316 - 1175- 0110 - 0183 01841166 - 0193 01652175 1188412地面监测点水平、直位移、完、垂、测垂观高标、垂观垂、第 2期刘德军 :杨家槽滑坡防治工程变形监测设计与观测表 4监测点各向

15、累计位移增量39mm点名AJ1AJ2AJ3AJ4AJ15位移增量XYHXYHXYHXYHXYH1992年 10月至 2000年 3月1998年 8月至 2000年 3月在滑坡上滑体共布置有 AJ14、AJ15两个监测点 ,均为地面标。监测点 AJ15位于上滑体后缘公路边坡上 ,监测点 AJ14位于上滑体前缘 ,如图 1所示。两点在滑坡主滑方向的水平位移分量变化过程线如图 2所示。1992年 10月至 2000年 3月 (历时89个月)上滑体前缘测点 AJ14的主向累计水平位移量在 10 mm以内 ,没有显著位移趋势 ,而其后缘测点 AJ15的主向累计水平位移量约为 28 mm ,存在缓慢位移趋

16、势 ,初步分析认为是公路边坡局部变形现象。但是测点所处部位对于监视上滑体的滑移变形非常重要 ,应予以密切关注。滑坡治理施工期内 (1998年 8月溪的存在 ,有效地拦截了降雨在滑坡体外围产生的汇流 ;杨家槽mm ,没有突变位移迹象。少了降雨入渗 ,对滑坡的稳定十分有利。结合目前已有的滑坡变形监测资料分析 ,总体认为滑坡目前处于基本稳定状态。杨家槽滑坡治理工程采用了地表截排水工程、地下排水工程以及滑坡前缘护岸加固工程等措施 ,改善了滑坡体及周围人类生产生活对滑坡自然环境日益恶化的影响 ,减小水库蓄水后水位涨落与浪击对于滑体前缘局部稳定乃至滑坡整体稳定的影响。滑坡防治变形监测系统的设计与观测 ,自

17、开始观测以来 ,滑坡体没有产生大的变形或活动 ,但上滑体后缘以及下滑体东侧局部存图 2滑坡地面监测点主滑方向位移过程线在缓慢的变形现象 ,特别是滑坡治理以后未来长期的整体稳定在下滑体以外的东侧 ,即红岩溪右边坡现有监测点 AJ1、状态 ,对于保障水库长期安全运行和人民生命财产安全 ,具有十AJ2 AJ3 AJ4 AJ5共 5个监测点。1992年 10月首次观测 ,到分重要的意义 ,以后仍然需要持续地进行监测。2000年 3月 (历时 89个月) ,前 4个测点三维累计位移量如表 4所示。监测点变形主要表现为向红岩溪方向缓慢位移 ,并伴随较大的向下沉降位移现象。其中 AJ1为地面标 ,其它 3个

18、测点 (1)杨家槽滑坡治理工程施工期内 ,滑坡地面监测点和深为房顶标 ,房顶标测点 AJ3 AJ4变形较大。通过现场调查发现 ,层排水洞内监测点 ,没有发生突变位移现象。在杨家槽滑坡上测点所处房屋多处已出现严重裂缝现象。初步分析认为这些测滑体后缘公路边坡以及下滑体东侧红岩溪右边坡存在局部缓慢点位于杨家槽滑坡体以外东侧的红岩溪边坡变形范围以内 ,而变形现象 ,目前杨家槽滑坡总体上基本稳定。且房顶标监测点所在房屋基础 ,部分处于残坡堆积体范围内 ,没 (2)滑坡治理过程中 ,预先经过地质勘探和试验研究的同有深入座落于基岩上 ,导致房屋产生不均匀沉降而产生房屋裂时 ,有必要开展滑坡变形监测工作 ,为

19、综合评价滑坡稳定性 ,合缝变形现象。可能这也是该部位房顶标测点变形较地面标测点理确定滑坡治理方案提供依据。滑坡经过治理之后 ,为了监视大的原因之一。滑坡治理施工期内 ( 1998年 8月至 2000年 3滑坡未来长期的整体稳定状态 ,保障水库长期安全运行和人民月) ,这些监测点各向累计位移增量如表 4所示。生命财产安全 ,以后仍然需要持续地进行监测。(3)滑坡面积范围、差规模都比较大的情况下 ,在地面大范围内建立大型测量网 ,测出地面监测点的三维位移量 ,监视滑坡宏观变形动态 ,然后在典型或主滑断面以及特定重要部位进行定点监测 ,测量滑坡体深部的位移量 ,形成由整体普查到局部垂方案。 (编辑 :李梅青)欢迎上网阅览人民长江杂志 :http :/ / www. chinainfo. gov. cn/ periodical/ rmcj/ index. htmhttp :/ / www. chinajournal . net. cnhttp :/ / www. cj wrc. edu. cn918 814 515 119 916 217 017 3219