地质灾害监测方案实例.docx

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地质灾害监测方案实例

三峡库区巫山县青石（神女溪）滑坡

专业监测预警

实施方案

单位：

三峡库区巫山县青石（神女溪）滑坡

专业监测预警

实施方案

项目负责：

编写：

审查：

审定：

总工程师：

院长：

单位名称

附图：

1、滑坡监测平面布置图

2、滑坡监测典型剖面图

一、前言

（一）任务由来

（二）现阶段监测工作情况介绍

（三）专业预警监测目的与任务

1、监测目的：

（1）通过采用多方法多手段对青石村滑坡体进行应急抢险和预警监测，从而获得滑坡体整体发展变化趋势，为政府部门的决策提供科学的依据。

同时通过监测滑坡实际变形及变形趋势，超前进行临滑预报，杜绝因本次青石村滑坡地质灾害造成人员伤亡和减少财产损失。

（2）巫山县青石（神女溪）滑坡是今年三峡库区175m米试验性蓄水工程直接诱发导致变形加剧的典型案例，通过监测滑坡体在175m蓄水和退水过程中的变形情况和变形趋势分析，可以作为研究本次试验性蓄水对整个三峡库区稳定性影响的标准课题。

2、监测任务：

（1）对滑坡体进行水平位移与沉降监测，地表拉裂监测和宏观巡查监测。

（2）对滑坡整个变形过程进行远程摄影监控，记录下滑坡体整个变形过程，以供日后科研之用。

（四）自然地理及气象水文

1、自然地理

巫山县青石村（神女溪）滑坡位于巫山县抱龙镇青石村8、9社，神女溪右岸，距长江口约2公里，距巫山县城20公里。

有公路和水路直达，但路面较差，班船每天有2班，交通较为方便。

（见图1-1）

2、气象：

巫山县地处亚热带湿润气候区，多年平均降雨量1049.3毫米，年最大降雨量1356毫米，月最大降雨量445.9毫米（1979年9月），日最大降雨141.4毫米（1964年5月24日）。

降雨主要集中在5～9月，占全年降雨量的68.8%。

3、水文：

青石村滑坡处于三峡库区长江一级支流神女溪，距长江口约2公里。

目前水位174.68米，其水位随长江三峡库区蓄水位变化。

图1-1　　交通位置示意图

（五）滑坡体基本特征

照片1-1　　青石滑坡全貌（摄于2010年11月23日15时）

1滑坡边界、规模、形态特征

滑坡平面呈蚌壳状，后缘受地形特征和变形裂缝控制，呈圆弧放射状展开，前缘边界以神女溪河为界，由于蓄水至169.4m（吴淞高程）时岸边出现滑塌，前缘边界应在169.4m（吴淞高程）以下。

侧缘边界以裂缝为界。

滑坡平均宽度约325m，平均纵长约225m，后缘高程312～322m。

滑坡主滑方向26°，平均厚度32m，分布面积7.31万㎡，体积234万m3，属大型深层牵引式土质滑坡。

2滑体特征

滑体主要为第四系崩滑堆积层（Q4del），以块石为主，约占65%，其余为红褐色粉质粘土。

块石粒径一般0.5～4.0m，最大达7.5m，风化中等，多显成层性，密实，为老崩滑堆积体，厚度19～38m，平均32m。

3滑床特征

滑坡区内的岩层为三迭系下统大冶组（T1d）薄至中厚层泥质灰岩，滑坡东西外侧基岩出露。

新鲜或微风化灰岩岩块具较高强度，性脆，易成块状。

4滑面特征

滑坡属大型深层牵引式土质滑坡，从前缘滑塌体和滑坡产生的不同级次的裂缝分析，滑动面应为叠瓦状圆弧形滑动面。

由于蓄水至169.4m时岸边出现滑塌，故前缘边界应在169.4m以下。

从前缘滑塌体进行反算，用反算得到的综合φ值类比整个滑坡，计算搜索出滑坡滑面形态呈曲率较小的圆弧状，平均倾角36°，其剪出口在135m左右。

5滑坡变形破坏特征

滑坡宏观变形形迹主要有前缘的坍塌和后缘、侧缘的拉张、剪切裂缝以及坡体上出现的解体裂缝。

滑坡于2009年三峡水库175m试验性蓄水期间前缘就发生过滑塌，滑塌方量约1500m³。

此后，掉块不断。

2010年10月11日库水位达到169.4m（吴淞高程）以来至10月25日，短短15天，前缘水位线一带滑塌区加速扩大。

目前前缘滑塌区已连成一片，已滑塌总方量约7.5万m³。

至2010年11月23日后缘裂缝最宽处已达3.5m，下沉最大处4.2m。

裂缝具西侧宽变形速率快、东侧窄变形速率慢的特点。

在2010年10月11日出现滑塌区的基础上，随着库水位的升高，2010年10月18日上午，滑坡后缘新出现一条延伸长487m的拉裂缝，拉裂缝宽1～20cm，下错15cm（见照片6），主要延伸方向107度。

10月26日，东侧出现断续分布的纵张裂缝，延伸方向约25度，裂缝宽1～4cm，延伸长度2～5m；前缘神女溪岸坡新近出现两个滑塌体，并逐渐扩大。

至2010年11月23日，后缘裂缝最宽已达3.5m，上下错距达4.2m。

西侧变形速率从10月27日的18.95mm/d，增加到现在的（11月19日12时00分）190mm/d（人工裂缝监测点），后缘裂缝累计宽度从10月27日的0.2m增大至现在的3.5m左右，下沉量从0.3m增大至现在的4.2m。

东侧变形速率从27日的3.79mm/d，增加到现在的（11月19日）4mm/d，变化很小。

11月10日夜间前部岩土体滑入水中，前缘形成陡壁，一次性滑入方量约3万m³。

滑坡变形非常显著。

二、监测执行的技术规范与依据

1、《建筑变形测量规程》（JGJ／T8-2007），作为变形监测主要技术标准。

2、《国家一。

二等水准测量规范》（GBl2897--91），适用于替代（JGJ／T8-97）中相应精度的直接水准，建立竖向基准网。

3、《国家三、四等水准测量规范》（GBl2898--91），适用于系统联测和沉降监测。

4、《三峡库区地质灾害专业监测技术要求》。

5、《三峡库区三期地质灾害防治监测预警工程崩塌库岸监测系统和预警指挥系统专项设计》。

6、《滑坡防治工程设计与施工技术规范》（DZ/T0219-2006）

7、《崩塌、滑坡、泥石流监测规程》（DZT0223-2004）

8、《岩土工程监测规范》（YS5229-96）

三、监测工作方案

（一）监测工作布置原则

青石滑坡应急及预警专业监测工作不仅仅是为监测预警服务，同时需要为后期的调查评价、勘查和施工设计提供技术依据，因此其系统的建立应遵循以下原则：

1）滑坡体的监测网点布设应重点监控主变形区的变形方式和变形趋势，同时兼顾整个潜在变形区的稳定性情况。

2）鉴于滑坡体变形机制的复杂性和其监测工作的重要性，应建立集裂缝相对位移监测、地表绝对位移监测、巡查监测和降雨监测于一体的多手段综合立体监测系统。

3）为了保障监测系统能够长期稳定运行，监测仪器设备的选型应满足适用性、稳定性、精确性、耐久性的技术要求。

4）鉴于滑坡体的稳定性现状、应急监测阶段、滑坡体可能失稳后的突发性和危害性，除采用定期观测方式外，还应对滑坡裂缝变化、影像现状实现实时自动化运行（数据自动采集、无线远程自动传输和实时发布）。

5）除仪器监测外，必须定期做相应的人工目视检查，复核监测数据。

6）重视地质宏观现象巡查监测工作，加强综合数据分析。

（二）监测系统的功能

1为滑坡体的应急阶段监测预警服务，保障航道安全。

2监控滑坡体主变形区的空间变形特征。

3监控整个滑坡变形区的变形范围。

4为调查、勘查、施工设计提供依据。

5为研究库区蓄水引发滑坡地质灾害的科研课题提供实践依据

（三）监测内容

1、地表位移监测

在变形体上布设大地位移监测点，及时洞察滑体上变形监测点水平位移和沉降量、变形方向及预测变形趋势，从而反映出整个变形体的稳定性情况。

2、远程红外摄影监控

对滑坡体采用24小时制远程红外摄影监控，准确掌握前缘崩滑次数及崩滑速度，同时对滑坡体整体变形演变过程进行实时摄像，提供重要的现场第一手资料，为今后研究175m蓄水工程对滑坡稳定性影响情况提供宝贵的科学依据。

3、拉裂缝变形监测

重点在滑坡后缘及两侧剪出口布设拉裂缝监测点，并根据实际情况增加裂缝监测点工作量。

4、降雨量监测

在滑坡附近建立降雨量监测点，观测监测区一个水文年中的降雨量情况。

（四）监测方法及及技术指标

1、采用全站仪监测的大地位移变形点的水平位移使用进口拓普康IS—IMAGINGSTATION影像型三维扫描全站仪机器人（测角精度0.5″/1″，测距1mm±（2mm+2ppm×D-6），采用极坐标法进行观测，沉降量采用三角高程法进行观测，观测过程都由技术人员远程控制IS全站仪自动完成。

观测原始数据通过无线网络及时传输到监测人员电脑上，并采用专业软件进行数据处理与分析，得出本次观测变化量。

（拓普康IS—IMAGINGSTATION影像型三维扫描全站仪机器人）

2、远程红外线摄影观测采用无线AP网络监控进行，通过现场布设高清摄像机对滑坡前缘强变形区域进行全天候摄像观测，并将影像数据通过无线AP网络发送至远程控制计算机终端，及时掌握崩滑区域情况。

（无线AP网络监控拓扑图）（红外摄像头）

3、拉裂缝监测点采用自动裂缝计和人工小钢尺、钢卷尺进行测量。

（YH1600A系列高智能型裂缝计）

型号

量程

分辩率

温度范围

外型尺寸（mm）

直径

长

YH1605A

100cm

0.01mm

-20℃～80℃

270

YH1610A

200cm

0.01mm

340

YH1620A

400cm

0.01mm

420

数据采集

序号

采集方式

所需设备

自动化数据采集

YH1600A系列直接挂接系统进行自动化数据采集

4、降雨量监测

降水量采用翻斗式自动雨量计法，监测精度0.1mm，。

实时监测周期10min。

型号

分辨率

温度范围

外型尺寸

YH4700A

0.1mm

0℃～60℃

φ230×680

数据采集

序号

采集方式

所需设备

人工数据采集

通用读数仪（YH6406）

自动化数据采集

可直接挂接系统进行数据自动采集

（翻斗式自动雨量计）

（五）监测期限

滑坡目前处于橙色预警阶段，根据现阶段变形情况，本次三峡库区巫山县青石（神女溪）滑坡应急抢险期专业监测按3个月计，滑坡运行期预警专业监测期限为一个水文年。

（六）监测频率

青石滑坡目前已经确定地质灾害险情级别为Ⅲ级（中型地质灾害险情），监测预警级别为警示级（橙色预警）。

监测频率按以下频率执行。

1、全站仪水平位移、沉降观测

（1）应急抢险期专业监测

橙色预警应急抢险期间采用1次/2小时观测一次，按3个月计。

（2）预警专业监测

坝前175m退水过程中2次/天，一个水文年中约有4个月时间。

坝前175m蓄水过程中2次/天，一个水文年中约有4个月时间。

其余监测周期内采用1次/天。

2、拉裂缝监测

（1）应急抢险期专业监测

橙色预警应急抢险期间采用1次/2小时观测一次，按3个月计。

（2）预警专业监测

坝前175m退水过程中2次/天，一个水文年中约有4个月时间。

坝前175m蓄水过程中2次/天，一个水文年中约有4个月时间。

其余监测周期内采用1次/天。

3、远程红外摄影监测

全天候24小时监测，工作人员分三组进行值班监控。

4、巡查监测

（1）应急抢险专业监测

应急抢险期间巡查监测4次/天。

（2）预警专业监测

坝前175m退水过程中1次/天，一个水文年中约有4个月时间。

坝前175m蓄水过程中1次/天，一个水文年中约有4个月时间。

其余监测周期内采用1次/周。

遇特殊情况应增加巡查次数，如大雨期间应进行值班巡查，若各监测点出现异常变形情况，也应加密巡查密度。

5、基准网复测

（1）、为确保监测数据的准确性和可靠性，应在每次监测前对定向基准边进行边长检核，确保基准网的稳定性。

（2）、在专业预警监测实施过程中，对基准网应进行每半年一次复测，检验基准网稳定性。

（3）、监测人员需进行冬夏两季大气折光试验，得出冬夏季节不同的大气折光率K值，保证监测精度。

（七）监测的等级

1、位移监测中的水平位移监测按《规程》变形测量等级划分的三级精度执行，即平面位移观测时观测点坐标中误差≤10mm。

三角高程沉降观测点，按照四等水准执行相关规范。

2、用于监测变形观测点所需的基准点的平面精度按二级精度执行，即平面观测坐标中误差≤3mm。

基准点高程控制由于受场地的限制，亦采用三角高程执行四等水准进行观测。

四、监测工作实施技术设计

（一）监测系统基准网及监测网的建立、实施

1监测系统基准网及监测网的建立

监测基准网

在滑坡体影响范围外稳固区域，布设监测基准点4个。

根据现场实际情况，在神女溪左岸布设两个基准点，作为监测工作基点，同时在神女溪右岸滑坡影响范围外左右两侧布设另外两个基准点，构成大地四边形网作为滑坡监测基准网。

基准点前冠以JD1、JD2、JD3、JD4标示。

监测观测网

（1）、位移监测剖面布设（水平位移、沉降）

在滑坡主变形区及潜在崩滑体布设三条监测剖面，控制主变形区及潜在变形区水平、沉降变化情况。

1—1’剖面：

该监测剖面位于滑坡主变形区B区西侧，自南向北跨过变形B区西侧及潜在变形区，剖面NE方向26°，与等高线近似垂直。

在剖面在布设监测点JCD13、JCD15、JCD16、JCD17，控制滑坡潜在变形区及强变形区变形情况。

2—2’剖面：

该监测剖面位于滑坡主变形区B区东侧，自南向北跨过变形B区东侧，剖面NE方向15°，与等高线近似垂直。

在大裂缝内侧布设监测点JCD8、JCD9，监控强变形B区东侧变形情况，在大裂缝外侧布设监测点JCD10、JCD11，监控强变形区后缘变形情况。

3—3’剖面：

该监测剖面位于滑坡主变形区C区中部，自西南向东北方向跨过主变形区C区，剖面方向NE44°，与等高线近似垂直。

在主变形区内布设监测点JCD1、JCD2、JCD3。

主变形区外布设监测点JCD7。

另外，保留应急抢险期间布设在B、C区交界处大裂缝两边的监测点JCD4、JCD5、JCD6、JCD12监控主变形区稳定性情况，同时在B区中部增设监测点JCD14。

注：

后续观测应根据滑坡的变形情况调整监测工作量。

（2）、远程红外摄像监控

应急抢险期已在滑坡体对岸（神女溪左岸）正面及斜对面山脊上布设了两个远程红外摄像监控器，用以24小时实时监控滑坡整体及局部变形情况，为研究滑坡体在175m蓄水的影响下的变形演变过程，提供最直观的科学依据。

红外摄像监控点冠以JK_标示。

（3）、裂缝监测

应急抢险期在滑坡后缘布设简易裂缝监测点12个，预警专业监测增设

自动裂缝计监测点8个，监测滑坡体变形发展情况和趋势。

自动裂缝监测点冠以LL标示，简易裂缝监测点仍冠以LF_标示。

2基准网、监测网的实施

（1）基准点选点埋设

选点

1）点位基础应坚实稳定，地质条件较好，易于长期保存；

2）距变形体远近适中，倾角不宜太大；

3）通视条件良好，便于现场操作；

4）便于扩展工作基点。

埋设

1）基准点和观测点埋设规格按下图进行。

2）观测墩四面应分别用红色油漆喷涂点号、保护警语。

在观测墩站台上，用字模刻印平面及高程点点号，并用红油漆填写清除；

3）观测墩埋设后，应达到混凝土的结构强度并稳定后才能进行观测。

图4-1　基准点观测点侧立面图

图4-2　　基准点正投影示意图

（2）监测点的选点埋设

选点

1）根据变形体的几何特征、变形特征等确定监测点；

2）若测区观测条件困难，应尽量将观测点布设在能反映变形体稳定性状态变形敏感区域；

3）点位牢固、易于保存，安装方便；

4）沉降监测点应设于沉降最明显的地方。

埋设

监测点一般布设变形区域上能代表变形体位移变化的部位，监测标志采用硂强制对中观测墩标，用于全站仪观测之用。

标型参照《建筑变形测量规程》JGJ/T8－2007的相关规定进行预制或现浇，标型大小及高度可根据现场实际情况进行设计，以满足现场实际监测需要为目的。

监测点分类埋设示意图同基准点。

（3）点之记绘制

监测基准点，变形观测点在埋设好之后，填写点之记。

点之记格式和所填内容见表：

点之记（表4-1）

点名

点号

类别

相邻点（点名、点号、距离、通视否）

标石说明

所属变形区域

名称

编号

所在地

交通情况

交通路线图

概略位置

点

位

略

图

备注

实施单位

（4）监测标志的保护措施

1）通过油漆柱身写出警示标语，在监测标志附近制作警示牌；

2）有偿委托柱位所在地户主或产权单位进行日常保管；

3）监测点可在变形体上设立隔离带或采取其它加固措施；

4）发现控制网点不稳定或异常时，应对监测网进行复测；

5）将监测标志的保护列入群测防日常巡视的工作内容，并向周围群众宣传国家测绘法，提高居民自觉保护监测标志的意识；

（6）控制点位被破坏时，应及时进行增补，并联测原有控制网，确保基准点的可靠性；监测点位被破坏时，除立即进行补充外，还应在增设监测点埋设初期加密进行观测，以确保掌握变形体的变形特点，保证变形体的安全运行。

（二）监测基准网施测

观测使用拓普康IS全自动扫秒机器人全站仪（测角精度1″（DJ1）），测距精度1mm+1ppm.D）。

测前对仪器必须经专业场地检验，要求有关数据资料齐全，符合要求方可提交使用。

观测需待所有埋设点稳定后方可施测,否则将直接影响以后的变形点观测质量。

平面观测按规范中二级精度要求进行施测。

监测基准网布设成大地四边形网，采用边角同测进行观测。

1平面控制测量

平面精度按二级精度执行，基准网布设成大地四边形网，采用边角网进行观测。

基准网平面控制测量技术要求（表4-2）

级别

平均边长（m）

角度中误差（″）

边长中误差（mm）

最弱边边长

相对中误差

二级

300

±1.5

±3.0

1：

100000

方向观测法限差（表4-3）单位：

秒

仪器类型

两次照准目标读书差

半测回归零差

一测回内2C

互差

同一方向值

各测回互差

DJ1

本次基准网水平角观测限差严格按照（表4-3）中DJ1型仪器相应技术指标执行。

电磁波测距技术要求（表4-4）

级别

仪器精度等级（mm）

每边

测回数

一测回读数间较差限值（mm）

单程测回间较差限值（mm）

气象数据测定的最小读数

往返或时段间

较差限值

往

返

温度（°C）

气压（mmHg）

二级

≤3

5.0

0.2

0.5

本次基准网距离测量采用上表中集体技术指标执行，并严格按照以下相关要求实施。

往返测或不同时间段观测值较差，应将斜距化算到同一水平面上方可进行比较；测距时应使用经检定合格的温度计和气压计；气象数据应在每边观测始末时两端进行测定，取其平均值；测距边归算到水平距离时，应在观测的斜距中加入气象改正和加常数、乘常数、周期误差改正后，化算至测距仪与反光镜的平均高程面上。

2高程控制测量

采用全站仪三角高程进行观测。

控制网布设成闭合高程导线，执行国家四等三角高程水准精度。

电磁波测距三角高程测量的只要技术要求（表4-5）

等级

每千米高差全中误差（mm）

边长（km）

观测方式

对向观测高差较差（mm）

附合或环形闭合差（mm）

四等

≤1

对向观测

电磁波测距三角高程观测的主要技术要求（表4-6）

等级

垂直角观测

边长测量

仪器精度等级

测回数

指标差较差（″）

测回较差（″）

仪器精度等级

观测次数

四等

1″级仪器

≤5″

2mm+2ppm.D

往返各

一次

3坐标系统

平面采用1954年北京坐标系

高程采用1956年黄海高程系。

坐标引测：

采用GPS静态相对定位或RTK将坐标系统引入基准网。

4控制网内业计算处理

经检验各项观测值限差均符合要求后，采用南方平差易2002对控制网进行严密的平差计算，分析平差报告结论，检验测量精度是否达到控制网相对应等级精度，即平面基准网达到监测二级精度，平面点位中误差≤3mm。

（三）变形观测点施测

1观测点平面位移测量

使用经检测后的全站仪，采用光电极坐标法进行作业。

在基准点上或工作基点上设置仪器对各变形观测点进行观测，观测过程中按变形监测三级精度执行相关技术规范。

平面位移观测测量技术要求（表4-7）

级别

平均边长（m）

角度中误差（″）

边长中误差（mm）

最弱边边长

相对中误差

三级

500

±2.5

±10.0

1：

50000

2观测点三角高程沉降测量

采用三角光电高程进行四等水准观测，按规范相应规定执行，与平面位移观测同步进行。

作业过程中应定时对高程基准点的稳定性进行检测,检测限差≤4.5

mm（n为测站数）。

观测成果经检查各项限差符合要求后（高差应加入尺长、正高改正）进行计算。

以上基准点、观测点及各项计算数据取值0.1mm，最后成果取1mm；角度取值0.1″。

垂直角及高差测量技术要求（表4-8）

测回数

指标差较差（〞）

垂直角较差（〞）

对向观测高差较差（mm）

符合或环形闭合差（mm）

D为测距边长度（Km）。

（四）远程红外摄影监控

远程红外线摄影观测采用无线AP网络监控进行，通过现场布设高清摄像机对滑坡前缘强变形区域进行全天候摄像观测，并将影像数据通过无线AP网络发送至远程控制计算机终端，及时掌握崩滑区域情况。

（五）地表变形拉裂缝观测点的建立及实施

1、地表变形拉裂缝的量测

自动裂缝监测点采用高智能型测缝计进行自动观测，传感器内置1600条数据存储器，自动存储每次所测量的数据，循环记录。

在其他载体的数据资料丢失时，可随时从传感器中下载相关纪录，确保原始数据资料的安全。

传感器内置国际先进的计算芯片，自动对所测量的数据进行换算，直接输出监测物理量，无须人工转换。

大大降低人工劳动强度。

传感器可自动进行实时温度补偿，提高传感器在不同气候条件下的适应性及监测数据的准确性。

简易裂缝监测点采用小钢尺或钢卷尺直接量测，精度0.2mm。

每次量测时宽度要求记录，绘出裂缝的位置、形态和尺寸并注明日期。

2、技术要求

观测过程中应用固定钢尺或卷尺对简易裂缝监测点进行量测，以减小量测工具系统误差带来的影响，提高监测的精度。

每次采集数据时应采用多次量测的方法，最后取其平均值作为本次测量的最后结果进行记录计算。

裂缝监测记录表

建点时间:

　　　　年　月　日

灾害体名称

巫山县青石滑坡

灾害体编号

地理位置

巫山县青石村8、9社（神女溪右岸距巫峡入口2公里处）

监测单位

重庆市地质灾害防治工程勘查设计院

项目负责人

电话：

监测时间

20年月日

气候温度

降雨

情况

点名

所属变形体

监测周期

监测仪器

小钢尺和游标卡尺

点位

照片

观测

成果

记录

首次观测量（mm）

上次观测量（mm）

本次观测量（mm）

成果整理

本次变化量

（mm）

累计变化量（mm）

结论

是否有明显变形

有（）

无（）

项目负责人：

　　　　　　填表人：

　　　　　填表日期：

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