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公路地質災害監測技術規范

發布時間: 2021-02-10 06:34:09

⑴ 全國地質災害監測預警體系建設規劃的必要性、指導思想、基本原則和目標

7.2.1 必要性

《中國21世紀議程》提出了我國可持續發展的戰略目標。在我國經濟和社會快速發展的過程中,人類活動的強度和范圍達到前所未有的程度,其對包括地質環境在內的人類生態環境的干擾與破壞也日益增強,在許多地區引發的不同程度的自然地質災害造成了危害和損失成倍增加的現象,礦產資源和地下水資源等的開發利用以及各種工程活動誘發的地面沉降、崩塌、滑坡、泥石流等人為地質災害也較為普遍,對城市、公共基礎設施和廣大人民群眾的生命財產安全構成嚴重威脅。特別是地面沉降多發生在我國經濟最發達、人口密度最大、公共基礎設施最密集的東部地區,成為這些地區乃至國家可持續發展的重要制約因素。因此,保護生態環境、進行生態環境建設和防災減災,已經成為國家長期的目標和任務。為此,加強地質災害監測,進行全國地質災害監測與預警體系建設的規劃,在監測基礎上,實現對地質災害的治理與對地質環境的保護,不僅是防災減災的需要,而且也是國家經濟社會可持續發展、保護生態環境和進行生態環境建設的最基本的保障,是一項重要的基礎性和公益性的國家地質工作。現就從我國社會經濟的發展的幾個重要方面,對地質環境與地質災害監測的必要性,進行簡要論述:

(1)保障國家重大工程建設安全與西部大開發戰略的需求

全國有20餘條鐵路干線和所有山區公路不同程度地受到滑坡、崩塌、泥石流的危害或威脅。大型水庫岸邊,河流傍岸,尤其是峽谷段,常因發生滑坡、崩塌、泥石流而阻塞航道,並引起洪災。中東部沿海平原和盆地地面沉降、地裂縫和地面塌陷等地質災害嚴重威脅和破壞基礎工程設施。加強這些基礎工程設施和沿大江大河危險地段的地質環境監測,採取科學的分析方法進行預測預報,是一項長期的工作。

西部大開發戰略把加快水利、交通、能源和通訊等基礎設施建設放在首位,其中包括:長江三峽工程、南水北調工程、大江大河上中游干(支)流控制性水利樞紐工程、內河航運通道、青藏鐵路、西電東送工程、西氣東輸工程等。這些重大工程地域跨度大,多處在或穿越地質災害易發區,為保障上述工程安全施工和運營,必須加強地質環境監測工作。

(2)城市化發展對地質災害監測的需求

目前,我國有城市668座。預計2020年左右,我國城鎮化水平將提高到45%~50%,我國城市數將達到1000~1100座。城市是人類活動最集中,環境地質問題最突出的地區。為了保障城市化進程,指導城市規劃,預防由於不合理的工程活動引發的地面沉降、地裂縫、崩塌、滑坡等地質災害和其他環境地質問題,必須加強對城市地下水環境和地質災害的監測。

(3)礦產資源開發對地質災害監測的需求

我國礦產資源開發帶來了很多環境地質問題,產生大量的地質災害隱患。每年礦石開采量57億~60億t,礦山企業每年產生固體廢棄物133.8億t、產生尾礦26.5億t,處置率僅為6.95%。礦山固體廢棄物任意堆放形成了嚴重的滑坡、泥石流等地質災害隱患,地下采礦活動誘發的滑坡、地面塌陷等地質災害十分突出。礦山地質環境監測十分薄弱,礦山地質災害防治工作任重道遠。為了保障礦產資源的安全開發和礦山地質環境的有效治理,必須加強礦山地質環境監測。

7.2.2 指導思想

應堅持以人為本,全面、協調、可持續的科學發展觀和人口、資源、環境協調發展的一系列方針政策。緊密結合經濟社會發展規劃的總體目標和要求,充分認識地質災害監測預警體系建設的重要性和緊迫性。動員社會各方面的力量,從我國地質災害發生發育的實際出發,尊重自然規律和經濟規律,正確處理長遠與當前、整體與局部的關系,依靠科技進步,運用新思路、新理論、新技術、新方法,實現對地質災害的有效監控和預報預警,為我國地質災害防治、地質環境保護和資源環境的可持續利用提供有力支撐。

7.2.3 基本原則

(1)與國家國民經濟社會發展進程相適應的原則

建立和完善與全面建設小康社會相適應的、符合可持續發展要求的地質災害監測預警體系,為國家和地方宏觀調控和指導國土資源開發與整治提供依據。

(2)突出「以人為本」

堅持按客觀規律辦事,從實際出發,講求實效,山區、平原和不同災種的監測重點各有側重的原則。在以突發性地質災害為重點的地區,應以最大限度地減少人員傷亡、保障社會穩定和人民生命財產安全作為主要目的;緩變性地質災害應以專業監測為主要手段進行監測與規劃。

(3)群、專結合的原則

建立以縣、鄉、村為基礎,全民參與、群專結合的群策群防體系,是多年來地質災害防治工作中總結出來的寶貴經驗,也是避免人員傷亡,把災害損失降到最低限度的重要保證。

(4)統籌規劃、分步實施、分級管理

密切結合生產力布局和人口分布狀況,對全國地質災害監測預警體系建設工作進行統籌規劃,制定切實可行的分階段實施方案,明確各級政府和企(事)業單位在地質災害監測中的責任和義務,建立統一管理和分級(國家、省、市、縣)管理相結合,處理好全部與局部、長遠與當前的關系,優先實施重點地區和重要經濟區(帶)的監測預警體系建設。

(5)監測網建設與保護並重

擯棄重建設、輕保護的觀念,嚴禁邊建設、邊破壞,通過法律、經濟等手段,明確保護責任,落實保護費用,切實保護監測儀器、設備、設施的建設成果。

(6)站網建設與能力建設並舉

在不斷完善地質災害監測網基礎硬體設施建設的同時,加強機構建設、法規制度建設、技術規范建設、信息系統建設、人力資源建設和研究能力建設。

(7)專業服務功能與公眾服務功能並重

地質災害監測信息既要為國家決策和專業調查評價提供支持,也要為社會公眾提供地質災害現狀信息和防災減災信息。

(8)依靠科技創新、提高監測工作質量

加強科學研究,改進監測設施,依靠科技進步,全面提升監測能力和服務水平。

(9)建立多渠道籌資機制

各級地質災害監測機構的監測經費要納入同級政府財政預算。多渠道籌集監測資金,設立各級地質災害監測專項經費,確保監測工作的順利實施。

7.2.4 目標

地質災害監測預警體系建設的目的是最大限度地減少人民群眾的生命財產損失,以保障經濟、社會的可持續發展;為國家及地方宏觀調控和指導國土資源開發與整治提供依據;從地質環境可持續開發利用角度提出地區發展戰略建議;為改善人居環境,保障交通大動脈安全暢通,水電工程正常運行等提供保障;為地區社會經濟發展提供決策參考。在基本掌握全國地質災害分布狀況與危害程度的基礎上,建立並逐步完善全國地質災害的監測預警網路體系。

(1)總體目標

從現在起到2020年,在逐步查明我國地質災害分布狀況與危害程度的基礎上,建成覆蓋全國的較完善的突發性地質災害群測群防網路體系;建成以省(區、市)及部分縣(市)地質環境監測站為骨乾的突發性地質災害應急反應體系;建成我國較完善的地質災害專業監測骨幹網路,重點地區及重要經濟區(帶)達到監測數據的實時採集、分析、預警預報的水平。使地質災害防治工作以被動救災為主的局面得到根本性扭轉,人為有效控制地質災害,使損失逐年攀升的趨勢得到有效控制。

(2)階段目標

1)到2010年,地質災害監測預警體系建設的目標如下:①群測群防監測網路覆蓋到全國突發性地質災害易發區的1400個縣(市),形成縣、鄉、村三級監測體系。②初步建成由各級政府和有關部門參與的全國地質災害專業監測骨幹網路。③初步建成重要交通干線和水利工程區的專業監測預警系統。充分推廣高新技術在地質災害監測中的應用,利用計算機技術、3S技術等先進手段,提高監測預報的自動化水平。④在進一步完善群、專結合,群測群防監測網路的同時,完成分布在全國各省(區、市)重大突發性地質災害隱患點的監測預警預報示範系統。⑤建成較完善的地質災害監測信息網路系統,重點地區及重要經濟區(帶)的專業監測要初步達到監測數據的實時採集、自動分析、自動預警預報的水平。⑥初步建成重點地區及重要經濟區(帶)地面沉降等緩變性地質災害監測網路系統。力爭使我國地質災害監測預警預報的儀器、設備達到國際水平。

2)到2020年,在地質災害監測管理法規、規章的支持下,要使國土資源部門對地質災害監測監督管理的職能全面到位,並逐步納入科學化、規范化和法制化的軌道;使地質災害監測體系的科學理論與技術方法達到國際先進水平,建成覆蓋全國的較完善的地質災害重點防治區突發性地質災害群專結合的監測預警預報網路;建成全國地面沉降、地裂縫等緩變性地質災害的實時監控體系;建成完善的地質災害監測信息網路,實現地質災害監測數據的自動化採集、傳輸、存儲和信息的實時發布。建成比較完善的地質災害防災預警指揮系統。

⑵ 什麼規范規定了公路沿線地質災害兩側范圍

地質災害危險性評估技術要求

⑶ 國土資源部、交通運輸部、鐵道部關於加強公路和鐵路沿線地質災害防範工作的通知

國土資發〔2010〕88號

各省、自治區、直轄市國土資源廳(國土環境資源廳、國土資源局、國土資源和房屋管理局、規劃和國土資源管理局),交通運輸廳(局、委),各鐵路局、各鐵路公司(籌備組),中鐵工程公司、中鐵建築公司:

近年來,交通運輸和鐵路部門高度重視地質災害防治工作,在建設和運營過程中,始終把地質災害防治作為重要工作內容,最大限度地減少和避免了地質災害造成的損失。受特大地震、極端天氣事件等因素影響,我國部分地區的在建或已建公路、鐵路沿線崩塌、滑坡、泥石流等地質災害仍呈多發頻發趨勢,嚴重影響公路和鐵路的運營、建設和沿線人民群眾生命財產安全的事件時有發生。為貫徹落實國務院領導同志指示,加強對雨季公路、鐵路沿線地質災害隱患的監測預警,保障運輸通道和群眾生命安全,各級國土資源和交通運輸行政主管部門、各鐵路單位要切實做好以下工作:

一、加強隱患排查,採取防範措施

各級交通運輸行政主管部門和各鐵路單位,要會同國土資源行政主管部門,定期對公路和鐵路沿線的地質災害隱患點進行排查、巡查和復查。對於尚未直接影響公路和鐵路安全的地質災害隱患點,要落實責任單位和責任人,設置相應的警示標志,納入監測體系,落實監測預警等各項措施。對於已直接影響公路和鐵路安全的地質災害隱患點,要迅速採取應急排危除險措施。

對於在建公路和鐵路工程,各建設及施工單位,要在臨時辦公場所、工棚選址及設備安置場地選擇時,避讓地質災害危險區,對於確實難以避讓的地質災害隱患點,必須落實嚴格的監測預警措施。對施工過程中產生的危岩、不穩定斜坡、泥石流等地質災害隱患點,要責成建設和施工單位,及時採取治理措施消除隱患。

二、完善應急預案,適時啟動預案

各級交通運輸行政主管部門和各鐵路單位要完善地質災害防治預案,並做好應急搶險物資、裝備、人員、資金等各類應急准備,對特別重要的地質災害隱患,要編制專門應急預案。組織開展應急演練,使相關幹部工人了解搶險任務、程序方法等,掌握預警信號、撤離路線和避險措施,確保一旦發生險情,能夠快速反應、正確處置。各級國土資源行政主管部門要予以積極協助,共同做好工作。

三、主動防範,防治人為災害

對地災易發區內各類公路、鐵路和在建項目,以及公路、鐵路周邊建設項目,要按照《地質災害防治條例》的規定,嚴格執行地災危險性評估制度,從源頭上遏制地質災害的發生。建設、設計、施工和監理單位,必須按照評估報告提出的防範建議,做到地災治理工程與主體工程的設計、施工、驗收工作同步進行。地災治理配套工程未經驗收或驗收不合格,主體工程不得投入生產或使用。各級國土資源行政主管部門,要嚴格對照評估報告中明確的防災措施建議,會同各級交通運輸行政主管部門和各鐵路單位,檢查措施落實情況。發現問題,及時落實整改措施,問題突出的要責令其停止整頓。

四、加強會商溝通,實現部門聯動

各地國土資源行政主管部門,要從監測系統、預警手段、避險措施等方面,主動指導和協助交通運輸部門和鐵路單位,落實好公路、鐵路沿線的地質災害防範工作。各級國土資源和交通運輸行政主管部門、各鐵路單位之間要建立信息互通機制,加強會商溝通,保證防災信息共享。交通運輸行政主管部門和鐵路單位要將地質災害災情險情及時通知國土資源行政主管部門。各級國土資源行政主管部門要將涉及公路、鐵路的地質災害隱患點和監測預警信息及時通告有關公路、鐵路單位,一旦接到災情險情報告,第一時間派出工作組,趕赴現場,協助交通運輸行政主管部門和鐵路單位開展應急處置工作。

五、加強工程治理,徹底消除隱患

各級交通運輸行政主管部門和各鐵路單位要加大資金投入力度,加強公路和鐵路沿線地災隱患的治理。治理工程竣工驗收合格後,由負責治理的責任單位負責管理和維護。地質災害治理工程的勘查、設計、施工和監理應當符合國家有關標准和技術規范,並由具有相應資質的單位承擔。各級國土資源行政主管部門要會同各級交通運輸行政主管部門和各鐵路單位,加強對公路和鐵路沿線地質災害防治工作的組織、協調、指導和監督。

各級國土資源和交通運輸行政主管部門、各鐵路單位要盡快部署和開展以上各項工作。國土資源部將會同交通運輸部和鐵道部,對各地公路、鐵路沿線的地質災害防治工作進行檢查。

國土資源部交通運輸部鐵道部

二〇一〇年六月十一日

⑷ 地質災害防治工程中監測新技術的開發應用與展望

季偉峰

中國地質科學院探礦工藝研究所,四川成都,610081)

【摘要】地質災害防治工程中對地質災害體的監測十分必要。本文簡要介紹了我國當前地質災害監測的主要方法及新技術在工程實踐中的應用,指出了地質災害監測工程實踐中存在的主要問題,展望了我國在本領域技術發展的趨勢。

【關鍵詞】地質災害監測技術應用展望

自然地質環境和人為活動是引發地質災害的兩大主要原因。在最近的20多年時間里,隨著我國人口的增加,經濟建設的快速發展,特別是基礎設施建設規模的擴大,建設與用地的矛盾十分突出。植被的破壞嚴重,使山體滑坡、泥石流、地面沉降等地質災害在全國許多地區頻繁發生,嚴重阻礙了災害發生地的經濟建設和社會發展。

1我國主要的地質災害形式及危害

1.1地質災害及常見形式

地質災害是指由自然地質作用和人為活動作用形成的,對人類生存和工程建設可能構成危害的各種特有的自然環境災害的總稱。

常見的地質災害形式主要有6種,它們是崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫和地面沉降,簡稱為崩、滑、流、塌、裂、沉。

1.2三峽庫區的主要地質災害

三峽水利工程建成後將產生巨大的經濟效益和社會效益。但它的建設對庫區的自然環境也帶來一定的直接或潛在影響。三峽工程的一期蓄水、二期蓄水和新城鎮的建設已經給庫區帶來了不少地質災害問題。在淹沒區的新城鎮建設中,由於在選址時考慮地質環境因素不夠,使有些新城鎮從建設一開始就與地質災害結下了「不解之緣」。主要表現形式為人為高切坡和深基坑誘發的滑坡和崩塌。湖北的巴東、秭歸,重慶的巫山、奉節、雲陽、萬縣等地在新城鎮的建設中都引發了大量的地質災害,如何趨利避害是擺在我們面前的重大課題。

1.3地質災害的主要危害

地質災害的危害是顯而易見的。我國幅員遼闊,地質構造復雜,地貌千姿百態,山地和丘陵面積占國土總面積的2/3以上。全國34個省、直轄市、自治區以及特別行政區均存在著不同形式和不同程度的地質災害,每年都要造成慘重的人員傷亡和財產損失。其中滑坡、泥石流和山洪等突發性地質災害被定為國際減災10年的主要災種,由於這些災害具有潛在性和突發性,一旦發生,來勢兇猛,常造成斷道、斷航、構築物損毀、人員傷亡和財產損失。在我國,每年喪生地質災害的總人數達800~1000人,經濟損失超過100億元人民幣。

1.4地質災害監測的特點

(1)滑坡等變形體分布通常較為分散,成因機制復雜。開展監測工作前,需有一定前期地質環境勘察、研究工作基礎;

(2)地質災害體大多位於交通、通訊十分不便地區,電源接入也很困難;

(3)目前大多數監測以手動為主,數據匯交速度相對較慢,人工勞務成本較高;

(4)與大壩、橋梁、隧道等固定建築物、構築物的安全監測相比,地質災害監測具有開放的監測邊界,條件復雜,自動化監測和遙測等監測手段、監測儀器的選擇、固定安裝、運行等須注意儀器設備的環境適應性和抗干擾性能,保證正常使用和安全運行。

2地質災害防治工程中監測的必要性

地質災害防治工程的監測根據工程所處的不同階段,可分為施工安全監測、防治效果監測和長期穩定性監測,目前一般簡單地統稱為監測。在以往的工作實踐中經常發現,除經濟原因外,在地質災害的治理過程中存在一定的盲目性。有些地質災害進行了治理,理由是認為它不穩定。有些沒有進行治理,理由是認為它是穩定的。除一些簡單粗糙的勘察資料外,幾乎沒有充分的證據證明一個變形體穩定與否,是否需要進行工程治理。如果對滑坡等變形體進行必要的監測,將會減少這種盲目性,收到事半功倍的效果。

2.1對於已採取工程措施的地質災害體

對於已採取工程措施的地質災害防治工程,在治理過程中,根據監測結果進行效果評價,指導施工,及時對設計進行修改;防治工程竣工後,隨著周圍環境條件的變化,約束條件也會發生變化。如錨索的腐蝕和鬆弛、地下水位變化、臨空面加大、工程質量不高、巨大外力(如地震和大爆破)等,都有可能使一些已經治理過、暫時處於相對穩定的滑坡變形體重新失穩,如不進行持久的監測,它們具有更大的欺騙性和危險性,並非就可以高枕無憂,仍需通過必要的監測來評判它的治理效果和長期穩定性。

2.2對於未採取工程措施的地質災害體

對於一些未經治理、而又具有潛在危害的地質災害體,監測也是十分必要的。一些暫時沒有資金進行工程整治但又對人民生命財產構成較大潛在威脅的大型滑坡變形體,以投資較小的監測工作來彌補是有效的方法和途徑。通過有效的監測既可對其穩定性進行評價,監測結果又可為是否治理和如何治理提供設計依據。用監測的手段對滑坡等變形體進行有效的監控,是一項投資少、見效快的方法,目前已逐步被一些政府官員和業主所接受並推崇。他們也意識到用工程手段進行整治後應該用監測數據來驗證,否則是盲目的。但目前仍有相當多的管理和設計部門只注重被動的治理和亡羊補牢,而不注重防患於未然。

3當前地質災害監測的主要方法

以往作為監測工作的對象,主要是對一些重要的構築物和大型建設工程的變形、位移、沉降等進行監測,如水利水電大壩、大型橋梁、重要廠房、大型地下隱蔽工程、礦山邊坡和尾礦壩等。對復雜的地質災害體進行監測,則是近些年才逐漸開始應用的,當前採用的主要監測方法有以下幾種。

3.1地面絕對位移監測

絕對位移監測是最基本的常規監測方法,測量崩滑體測點的三維坐標,從而得出測點的三維變形位移量、位移方位與變形位移速率。主要使用經緯儀、水準儀、紅外測距儀、激光準直儀、全站儀和GPS等,應用大地測量法來測得變形體上某點的三維坐標。

3.2地面相對位移監測

地面相對位移監測是量測崩滑體重點變形部位點與點之間相對位移變化(張開、閉合、下沉、抬升、錯動等)的一種常用的變形監測方法。主要用於對裂縫、崩滑帶、采空區頂底板等部位的監測、沉降觀測等,是位移監測的重要內容之一。目前常用的監測儀器有振弦位移計、電阻式位移計、裂縫計、變位計、收斂計等。

3.3鑽孔深部位移監測

對於滑坡等變形地質體來講,不僅要監測其地表位移,也要監測其深部位移,這樣才能對整體的位移進行判斷監測。方法是先在滑坡等變形體上鑽孔並穿過滑帶以下至穩定段,定向下入專用測斜管,管孔間環狀間隙用水泥砂漿(適於岩體鑽孔)或砂、土石(適於鬆散堆積體鑽孔)回填固結測斜管;下入鑽孔傾斜儀,以孔底為零位移點,向上按一定間隔(一般為0.5m或1m)測量鑽孔內各深度點相對於孔底的位移量。常用的監測儀器有鑽孔傾斜儀、鑽孔多點位移計等。

3.4應力監測

對於滑坡等變形體不僅要監測其位移的變化,還需要監測其內部應力的變化。因為在地質體變形(或稱運動)的過程中必定伴隨著變形體內部應力變化和調整,所以監測應力的變化是十分必要的。常用的儀器有錨桿應力計、錨索應力計、振弦式土壓力計等。

3.5水環境監測

對於崩滑體來講,除了自然地質條件和人為擾動外,水是對滑坡的穩定狀態起直接作用的最主要因素,所以對水環境(含過程降雨及降雨強度、地表水的流量、地下水位、滲流量、滲流壓、孔隙水壓力、地下水溫度等)進行監測十分重要。常用的監測儀器有量水堰、遙測雨量計、測鍾、電測水位計、遙測水位計、滲壓計、滲流計、電測溫度計等。

3.6地震監測

地震監測適用於所有的崩滑監測。地震力是作用於崩滑體的特殊荷載之一,因此對崩滑體的穩定性起著重要作用。當地質災害位於地震高發區時,應經常及時收集附近地震台站資料;必要且條件許可時,可採用地震儀等監測區內及外圍發生的地震強度、發震時間等。分析震中位置、震源深度、地震烈度、評價地震作用對區內的崩滑體穩定性的影響。

3.7 人類相關活動監測

人類活動如掘洞采礦、削坡取土、爆破採石、載入及水利設施的運營等,往往造成人工型地質災害或誘發產生地質災害,在出現上述情況時,應予以監測並停止某項活動。對人類活動監測,應監測對崩滑體有影響的項目,監測其范圍、強度、速度等。

3.8宏觀地質調查監測

採用常規地質調查法,定期對崩滑體出現的宏觀變形痕跡(如裂縫發生及發展、地面沉降、塌陷、坍塌、膨脹、隆起、建築物變形等)和與變形有關的異常現象(如地聲、地下水異常等)進行調查記錄。該法具有直觀性強、適應性強、可信程度高的特點,為崩滑監測的主要手段,也是群測群防的主要內容。適用於所有崩滑體,具有準確的預報功能。

4監測新技術的研究與工程實踐

4.1國外監測新技術的研究與應用

發達國家在岩土工程及地質災害監測領域不但有傳統的監測方法和儀器,近年來已將高新技術應用於地質災害預測、預警工程。美國的PDI公司、Geokon公司、義大利Sisgeo公司、瑞士Leica公司、瑞典Geotech公司、德國Zeiss公司、日本尼康公司等在監測方法的創新和新技術的應用方面都處於領先地位。紅外技術、激光技術、微波技術、光纖技術、格區式光柵技術、機電一體化、自動化技術、衛星通訊技術、計算機及人工智慧等高新技術在監測技術方法和儀器的開發研究中得到了廣泛的應用。可以這樣講,作為岩土工程監測一個分支的地質災害監測及監測儀器,已經不是傳統意義上的大地測量儀器,而是實現了傳統方法和儀器與現代高新技術的完美結合,把監測儀器的技術水平推到了一個嶄新的階段,並正在向更高層次發展。國外具有代表性的產品有 Leica公司的TCR1800全站儀、TCR2003測量機器人、Geomos系統、DNA電子水準儀、GPS,Zeiss公司的DiNi12系列電子水準儀、North America公司的鑽孔多點位移計、Sicon公司的岩土工程監測系列儀器等。

4.2國內監測新技術的研究與應用

國內水電系統和國土資源部都開展了這方面的研究,如水利科學院、中科院有關院所、國土資源部技術方法研究所等。我所伴隨著三峽工程的建設,在國土資源部的大力資助下,也開發了多種岩土工程及地質災害防治監測儀器,如鑽孔傾斜儀系列、應力測量系列、地面位移測量系列等監測儀器、多參數遙測系統等,還承擔了科技部「崩滑地質災害自動化監測系統」項目的研究,為測量儀器國產化做了大量的工作,產品在三峽庫區和國家的重大工程中得到了較好的應用。我所近幾年研究的成果並形成的產品主要有以下8項:

(1)DMY型激光隧道斷面張斂測量系統;

(2)BYT型光纖崩滑體推力監測系統;

(3)DZQX新型多功能鑽孔傾斜儀;

(4)崩塌無線自動化監測預報系統;

(5)PSD型微位移變形測量系統;

(6)MS型錨索(錨桿)測力系統;

(7)DHS型地層含水率儀;

(8)岩心定向與取心技術研究。

4.3工程監測實踐

在研究開發的同時,我所用自己研究的成果積極參與國家重大基本建設工程的監測工作和三峽庫區地質災害防治的工程監測,取得了較好的經濟效益和社會效益。最近幾年承擔的重大監測工程有:

(1)寶成復線清江大斷面雙線長隧道變形量測;

(2)成昆鐵路電氣化改造西昌南馬鞍堡隧道變形量測;

(3)北京地鐵復八線變形量測;

(4)上海地鐵一號線人民廣場站變形量測;

(5)青島地鐵試驗段變形量測;

(6)成(都)—南(充)高速公路高陡邊坡變形及量測;

(7)內(江)—宜(賓)高速公路高邊坡變形量測;

(8)丹(東)—沈(陽)高速公路丹本(溪)段全線隧道驗收工程;

(9)318國道二郎山—康定段 K2794+860~980滑坡的地面位移、深部位移及應力監測;

(10)奉節縣、雲陽縣地質災害監測工程。

5監測技術發展展望

(1)地質災害的發生將更加頻繁,危害程度更大,監測工作將受到更多的重視,監測成果應用將產生更大的社會效益。

(2)在我們的上級主管部門——中國地質調查局的支持下,我們的監測儀器研究及運行系統軟體開發將會得到更多資助,並使我們的監測手段更加完備,登上一個新的台階,具有更強的市場競爭能力。

(3)自動化監測和遙測是地質災害監測的發展方向,但目前實施還有很多困難。

(4)地質災害具有一定區域性,是一項公益性的事業,更需要政府的引導和支持。

6結語

通過幾年的監測工程實踐,目睹了不少由於忽視地質災害的工程安全監測和失效工程而導致生命和財產的損失,也看到不少通過監測成功預報災害而避免災害發生的實例。在實行工程質量終生追究制的今天,對地質災害及相關岩土工程的安全進行長期監測顯得尤為重要和迫切。

監測工程是地質災害防治工程體系的重要組成部分,不能重治輕防,應做到治理、防範、監測並重,有時甚至重於工程治理手段。

在一定時期內對滑坡變形體實施監測工程,可以節省大量的投資。

地質災害防治工程應建立在科學監測的基礎上,以監測指導設計、施工、工程效果評價,以科學的態度面對它,應從過去的憑經驗和粗糙的勘察上升到定量階段,只有這樣,才能對滑坡變形體進行深入的認識和科學評價。

監測工作不是可有可無的,它是工程診斷的需要,是從事地質災害研究和預測必不可少的一項工作。

防範重於救災,監測勝於治理。

參考文獻

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[8]季偉峰主編.工程地質與地質工程.北京:地質出版社,1999.

⑸ 浙江省地質災害監測方法探討

趙建明1唐小明2

(1浙江省地質環境監測總站,浙江杭州,310007;2浙江省地質礦產研究所,浙江杭州,310007)

【摘要】浙江省是全國地質災害多發省份之一,但地質災害專業監測工作開展較晚,目前已經開展或正在開展的主要監測項目集中在滑坡、崩塌上。作者根據多年從事地質災害研究、監測經驗,系統分析了國內外滑坡、崩塌監測工作的現狀,為浙江省進一步開展以滑坡、崩塌為主的突發性地質災害監測提出了切實可行的建議。

【關鍵詞】地質災害監測方法探討

浙江省是全國地質災害多發省份之一。近年來隨著人類工程活動的加大,地質災害的發生次數明顯增多,分布面積不斷擴大,已成為我省四大災害之一。地質災害對人民的生命和財產構成越來越嚴重的威脅,直接影響國民經濟持續發展和社會安定。

我省最為突出的、危害最大的地質災害類型為崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷和地面沉降,除地面沉降屬緩變性地質災害外,其他均屬突發性地質災害。根據已完成調查與區劃的45個縣(市)統計,全省共有各類地質災害點5480處,其中滑坡3513處,佔64%,崩塌1511處,佔28%,泥石流、地面塌陷456處,佔8%。全省受地質災害威脅的人口為13.4萬人,潛在財產損失20.6億元。

地質災害監測是地質災害防治的重要手段與內容,其目的是通過一定的監測儀器或監測手段對已知的地質災害體進行形變、位移、地下水動態、應力狀態等特徵進行測量,分析、了解地質災害體的變形位移狀態及趨勢,為地質災害防治決策以及預報預警提供定量的數據。

1浙江省地質災害監測現狀

我省地質災害專業監測工作開展較晚,目前已經開展或正在開展的主要監測項目集中在滑坡、崩塌上,具體項目見表1。

長期以來,我省崩塌滑坡等突發性地質災害的監測仍然以群測群防為主要手段,並且取得了很好的效果,而專業監測開展較晚,應用范圍有限、監測手段偏少,監測網路尚需完善。我省滑坡崩塌的專業監測工作開始於20世紀90年代末,實施單位以高校為主,地勘單位介入較晚;監測對象以高速公路、治理後滑坡為主,未治理點的監測較少;監測方法以常規的絕對位移、相對位移、地下水水位以及雨量監測為主,應力監測、推力監測、地聲監測等尚未應用;既有地表位移監測,也有深部位移監測,但是兩者配合程度偏低。但是,通過幾年的實踐,我省在滑坡崩塌監測工作領域已經取得了長足的進步,積累了一定的經驗,並且培養了一批專業監測技術人員,為我省開展系統的專業監測奠定了基礎。

表1浙江省滑坡崩塌監測項目基本情況表

2國內外滑坡崩塌監測現狀

2.1滑坡崩塌監測的主要方法

滑坡崩塌監測儀器的設計目的概括起來主要有3個。第一是直接獲取滑坡崩塌體的變形特徵,包括地下變形、地表變形兩類;第二是間接獲取滑坡崩塌體的變形特徵,如地下水位、孔隙水壓、泉水量、地音、應力等測量,第三是滑坡崩塌相關因素監測,如降雨、地表水流量等。目前國內應用的主要監測方法可以歸納為:絕對位移監測、相對位移監測、聲發射監測、應力監測、地下水監測、地表水監測、地震監測、人類相關活動監測、宏觀地質調查監測。

2.2國外滑坡崩塌監測現狀

國外滑坡監測的研究與實踐走過了較長的過程,無論在感測器、數據傳輸與共享以及預測預報等領域均開展了大量的工作,目前處在一個較成熟的水平。其中美國、日本、義大利、瑞士、法國等發達國家的研究程度最高。滑坡監測已經由過去的人工用皮尺等簡易測量發展到儀器儀表監測,並逐步實現自動化、高精度、實時性的遙測系統。其中近年來最主要的進展在數據傳輸網路方面。圖1為美國地質勘探局(USGS)為監測連接內華達州與加利福尼亞州的50號公路兩側的多處滑坡設計並實現的活動滑坡實時監測系統(Real-Time Monitoring of active land-slides)。

近十年來,滑坡監測研究的一個熱點是時間域反射測試技術(TDR)的應用,它由美國的研究人員最早運用,目前已發展為一種成熟的滑坡監測技術。TDR技術因成本低、不易損壞、安裝簡易、觀測簡便、經濟實用、全孔連續測量、量程大等特點而得到廣泛的關注。

同時,監測系統與預警系統(Alarm system)的銜接也是目前國外研究的熱點,現階段國外較新的監測手段與技術包括 GPS監測、高解析度遙感監測、三維掃描測量監測等。同時,大量被利用的還有多種傳統的監測技術與方法,如全站儀為主要設備的位移測量、地下水位監測、降雨量監測、應力監測等。總之,縱觀國外地質災害監測的現狀,主要有以下特徵:

(1)新技術、新方法的大量使用與日趨成熟,其中主要是實時監測與數據傳輸,美國、日本等國家在這一方面的優勢比較明顯。

圖1滑坡實時監測網路結構

(2)監測的重點仍然以對交通、城鎮以及重要設施構成威脅的滑坡為主,如美國地質勘探局對加利福尼亞州50號公路滑坡體的監測、法國對 Séchilienne滑坡的監測、日本對岡山市Taguchi滑坡的監測等。目前還未見對小規模滑坡監測方法、監測技術的詳細報道。

(3)監測效果較好。由於實現了實時監測,監測數據能夠及時傳輸以供技術人員分析之用,所以在地質災害的監測效果方面有較好的表現。

2.3國內滑坡崩塌監測現狀

國內的地質災害專業監測工作雖然起步稍晚,但是發展的水平與國外相近。以往的專業監測主要集中在交通、水利水電等重要設施領域,近年來隨著技術的發展與國家基礎建設的投入不斷加大,地質災害專業監測工作逐漸得以推廣。

「九五」及「十五」期間開展了以國土資源部《地質災害監測預報與防治技術方法研究》、《滑坡、崩塌地質災害監測新技術開發》項目為代表的地質災害監測新方法、新技術的研究工作,其目的是「研製適用於滑坡、崩塌地質災害動態監測的新技術,實現低成本、高精度、自動化、快速、遙測和實時監測」。目前這一批項目已經完成並通過驗收,或即將提交驗收。香港與台灣地區是我國山地地質災害最發育的地區,港台學者在山地地質災害監測預警方面的調查與研究深度也較高。香港特區政府土木工程署通過建立一個覆蓋范圍廣闊的自動雨量計網路,為山泥傾瀉(即滑坡)警報系統的運作提供即時的雨量數據(圖2)。

該網路於1984年設立,現有86個雨量計分布全港各處。資料記錄、控制及處理系統可從設立的86個雨量計及另外24個由香港天文台運作的雨量計接收數據,根據雨量特徵及地質災害敏感分析在全港發布預警信息。台灣地區通過社區預警來提高山地災害的防災能力。三峽庫區是我國較早開展系統化地質災害監測的地區。到目前為止,除對危害程度較大的地質災害,如鏈子崖危岩、黃臘石滑坡等進行專業監測外,對其餘數以千計的地質災害點仍然以群測群防為主要監測手段。從我國一些比較典型的地質災害成功預報的實例來看,群測群防仍然是最為有效的監測措施,這一方面反映群測群防的必要性與實效性,另一方面又說明專業監測仍有待進一步加強。

圖2香港地區的雨量監測與預報(右圖黑點為雨量站位置)

概括而言,我國崩塌、滑坡地質災害監測現狀的基本特徵為:

(1)監測技術的研究的研製達到較高的水平,但是儀器的穩定性與使用年限仍有待進一步提高;

(2)一些較先進的監測技術與方法的研究取得顯著的成果,但是科技成果轉化為生產的速度慢、周期長;

(3)突發性地質的監測工作一般仍採用群測群防為主,群專結合的模式。

3 浙江省地質災害監測建議

在調研基礎上,對近階段開展我省地質災害監測工作提出以下建議:

3.1堅持走「群專結合,群測群防」的地質災害防治道路

群專結合、群測群防仍然是十分有效的地質災害防治手段。在三峽地區,雖然國家投入了大量資金用於重要滑坡崩塌點的監測,但是對規模小、數量多、危害面廣的小規模滑坡崩塌點,仍然採取群測群防為主的措施,並且取得了很好的效果。我省現查明各類災害點5000餘處,其中絕大多數以中、小型為主,尤以小型居多。對如此眾多的地質災害,必須加強群測群防網路建設。

3.2積極開展重要地質災害點的專業監測

對危險性大、穩定性差、成災概率高、災情嚴重和規模較大的地質災害點;或者對集鎮、村莊、工礦和重要居民點人民生命安全構成威脅的(一般威脅人員較多);造成嚴重經濟損失的;威脅公路、鐵路、航道等重要生命線工程和重大基礎建設工程的地質災害點應開展專業監測工作。

地質災害監測點建設,對尚未治理的滑坡可了解和掌握滑坡的演變過程,直接得到滑坡變形的位置、規模、位移方式、方向和速率等,及時捕捉滑坡災害的特徵信息,為滑坡的正確分析評價、預測預報及治理工程等提供可靠資料和科學依據;對已進行治理的滑坡,又是檢驗滑坡分析評價及滑坡防治工程效果的尺度。因此,專業監測是滑坡調查、研究和防治工程的重要組成部分,又是預測預報信息獲取的一種有效手段。

3.3加強地質災害規律性研究,完善地質災害氣象預報(警)

在尚不具備准確逐點監測預報的情況下,加強區域趨勢預報是提高地質災害預報預警技術的重要手段。趨勢預報的基礎是規律研究,包括災害類型、成災機理、形成條件、誘發因素等。香港地區山泥傾瀉預測業務開展以來,共發布警報13次,其中1次誤報,另有2次漏報,結果較為滿意。

目前在全省25個重點縣(市)地質災害調查與區劃工作的基礎上,研製了 SPV-ANN/GIS突發性地質災害預報(警)系統,開展了浙江省突發性地質災害氣象預報(警)工作的試運行。隨著全省45個重點縣(市)地質災害調查與區劃工作的完成,對這些資料的深入開發與利用,完善地質災害氣象預報(警)系統是迫在眉睫的一項工作。要與浙江省水文勘查局、省氣象台密切合作,開展我省不同區域(小流域、地質單元或地質災害防治區)、不同災害類型的臨界降雨量研究,逐步提高地質預報(警)水平。

3.4密切注意國內外動態,逐步開展儀器研發

目前國家、國土資源部以及中國地質調查局都對低成本簡易監測儀器的研發十分關注,並鼓勵各省、各科研、生產單位開展這類儀器的研製與開發。我們將密切關注國內外在這一領域的研究動態,加強與高等院校、科研機構和儀器生產廠家的聯系,在條件成熟時開展簡易監測儀器的開發與研製。

首先,力爭將我省列為由中國環境監測院負責實施的《中國地質災害監測關鍵技術研究》項目的參與和試點省份,以建立適合我省地質災害監測的指標體系。同時密切關注我省正在進行滑坡監測的項目實施情況,如中國地質大學在我省重要示範地質災害點布置的裂縫監測儀器,如通過實踐證明監測手段有效、監測效果可靠,可與中國計量學院、浙江溫嶺南光地質儀器廠合作,在充分調研已有儀器的原理、性能、優劣勢的基礎上,通過改進其量程,增加自動測量與數據傳輸的功能,有針對性地進行改良與創新,達到較好的簡易監測效果。

⑹ 公路地質災害監測的頻率是多少

平常10天監測一次,汛期5天監測一次。出現險情時加密監測,一天或者半天監測一次甚至更密。

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