三峽庫區地質災害規程
① 三峽庫區重慶市巫山縣滑坡災害分布發育規律
高文軍1葉曉華1陳中富2
(1四川九〇九建設工程有限公司,江油,621701;2重慶市巫山縣地質環境監測站,重慶,404700)
摘要巫山縣自然地質環境條件復雜,以滑坡為主的地質災害發育,對庫區移民遷建實施和人民生命財產安全影響嚴重。通過本次地質災害防治規劃監測預警專項調查評價工作,基本查明了滑坡的成生環境、類型與分布、形成機制、發育規律、危害狀況等,為巫山縣地質災害的防治工作提供了基礎資料。
關鍵詞三峽庫區滑坡災害發育規律巫山縣
前言
重慶市巫山縣地處四川盆地褶皺山區的東緣,位於重慶市東部,地處長江三峽腹地,扼長江「黃金水道」,有「渝東大門」之稱。自然地質條件復雜,地質災害發育,所造成的危害嚴重。隨著三峽工程建設和移民遷建工程的逐步實施,頻繁的人類工程活動,對原有地質環境的改變在進一步增強,地質災害發生的數量、頻率、規模及危害性在進一步增加,對三峽工程建設、移民遷建工程實施及庫區人民生命財產安全的影響在進一步加劇,已成為三峽庫區地質災害多發區和重災區之一。2004年3月我公司受三峽庫區地質災害防治工作指揮部委託承擔了三峽庫區巫山縣三期地質災害防治規劃監測預警專項調查評價工作,基本查清了巫山縣地質災害的分布發育規律,為有效的防治巫山縣的地質災害提供了重要的基礎性資料。
1滑坡的成生環境
1.1地形地貌
庫區地貌類型為侵蝕溶蝕中山地形和侵蝕剝蝕低山丘陵地形,從北至南兩種地貌類型相間分布,以侵蝕剝蝕低山丘陵地形為主。低山丘陵地貌區地勢較低緩,呈波狀起伏,地形坡度一般為20°~400,以流水地貌為主,地表水系較發育,主溝長、坡降緩、谷底較寬,山體多被沖溝切割較深,坡型以凹型和階狀坡為主,坡上植被一般不發育,多為農耕地帶,以旱地為主,該類地貌區滑坡強發育,分布集中。中山地貌區地勢高陡,呈脊狀起伏,地形坡度一般30°~600,部分達700以上,以岩溶地貌為主,地表水系弱發育,主溝深切,支溝短、坡降陡、谷地狹窄,坡型以凸型和直線型為主,坡上植被較發育,多為林地和草灌地,該類地貌區滑坡弱發育,分布零散。
1.2地層岩性
地層岩性以三疊系巴東組的砂質泥岩為主,大面積分布於庫區北部大昌、福田、雙龍一帶的大寧河及中部三溪、巫山、南陵一帶的長江岸坡地段,其次為南部官渡、石碑、培石一線的谷坡地段,為低山丘陵地貌區的主要地層,岩性軟弱,力學強度低,易風化破碎,組成的斜坡表層普遍分布第四系殘積、坡積和崩積的鬆散土石,多形成土質斜坡,易被降雨浸潤軟化和沖蝕,為庫區易滑地層。三疊系嘉陵江組地層與巴東組地層相間分布,呈條帶狀,志留系至三疊系大治組地層分布零星,面積小,與嘉陵江組地層構成中山地貌區的主要地層,岩性為碳酸鹽岩夾碎屑岩,岩石較堅強,力學強度較高,抗風化能力較強,組成的斜坡高陡,以岩質斜坡為主,在坡腳地段分布崩坡積鬆散土石,組成土質斜坡,是滑坡發生的地段。
1.3地質構造
地質構造控制了地形地貌的格局,也控制了地層岩性的分布。庫區地質構造主體為褶皺,背斜與向斜呈規律性地相間分布,背斜展布地帶為中山地貌區,以嘉陵江組等硬質岩層分布為主,向斜展布地帶為低山丘陵地貌區,以巴東組地層分布為主,組成的斜坡有利於滑坡的形成,背斜構造軸部走向基本與山脊走向一致,組成斜坡不易形成滑坡。
1.4大氣降雨與人類工程活動
庫區位於巫山縣境內中心地帶,多年平均降雨量1049.3mm,年最大降雨量1356mm,月最大降雨量445.9mm(1979年9月),日最大降雨量141.4mm(1964年5月24日)。一年中降雨分布不均,主要降雨集中在5~9月,佔全年降雨量的68.8%。調查的滑坡發生時間多在雨季,或一次大降雨過程延緩一定時間後發生滑坡。尤其是一次大降雨的中後期發生滑坡。陡坡墾殖、交通與城鎮建設、移居安置遷建等人類工程活動,不但改變斜坡坡型與坡度,破壞岩土體結構,而且破壞生態環境,人為加大荷載等,促進了滑坡的形成與發展,在產生新的滑坡的同時,也會激發老滑坡的復活。
2滑坡的類型、分布及危害
2.1滑坡的類型
本次調查的滑坡189個,按物質成分、規模大小及穩定性等依據進行劃分,滑坡全部為鬆散土石滑坡,崩塌均為岩質崩塌,大、中型滑坡占滑坡總數的91.5%,中、小型崩塌占崩塌總數的80%,處於潛在不穩定或不穩定的滑坡占總數的57.2%,崩塌均處於潛在不穩定狀態(見表1)。
表1滑坡崩塌災害分類表
2.2滑坡的分布
主要分布在長江、大寧河兩岸,其次為官渡及抱龍一帶。據統計,長江、大寧河兩岸,各占調查總數的55.7%和34.5%,官渡至抱龍一帶僅占調查總數的9.8%。從滑坡在地形高程和行政轄區上的分布情況來看,也存在著明顯的差異性特點,以壩前水位175m高程為界,崩滑體前緣在175m(含175m)以下的涉水崩滑體為96個,不涉水崩滑體98個,分別占調查總數的49.5%和50.5%;分布於庫區21個鄉(鎮)的崩滑體按分布數量以巫峽鎮最多,共有43處,其次為曲尺鄉、大昌鎮和大溪鎮,分別有28個、27個和25個,上述四個鄉(鎮)總共有123個,占調查總數的63.4%,各個鄉(鎮)分別占調查總數的22.16%、14.4%、13.9%和12.9%,龍溪、楚陽、大廟和篤坪四個鄉(鎮)分布最少,各有1個,其次為龍井、三溪各有2個;按城(集)鎮和農村來看,以城(集)鎮分布少,有34個,而大多數分布在農村,有160個,分別占調查總數的17.5%和82.5%。
2.3滑坡的危害
2.3.1滑坡危害現狀
滑坡造成以下直接危害:對城鄉工程建築產生嚴重危害;對長江和大寧河航運、公路交通及運輸具有破壞性影響;給城鄉人民生命財產帶來巨大損失;危害廠礦、企業、科教等企事業單位,給國家財產帶來巨大損失;增大國家對三峽工程建設、城鎮遷址及移民安置的直接投入。
造成以下間接影響:增加城鄉人民心理負擔,影響社會安定;對當地國民經濟發展產生間接影響;導致水土流失、耕地損失、城鄉人民生存生活環境惡化;使貧困山區貧困化加劇。
根據調查統計,滑坡已造成的危害主要表現為民房毀壞倒塌或開裂傾斜變形為危房,共計毀壞倒塌民房以及不能居住的危房21787m2,其次為人員死亡1人,水塘和埝渠局部變形破壞,以及公路開裂下沉和路基邊坡垮塌等。
2.3.2滑坡危害預測
本次調查的滑坡可能發生的受威脅人數為39589人,受威脅的直接經濟損失為105158萬元,主要集中在巫峽鎮、曲尺鄉、大溪鄉和大昌鎮。而巫峽鎮、官渡鎮、大溪鄉、曲尺鄉、福田鎮、大昌鎮和南陵鄉等7個鄉(鎮)的滑坡崩塌可能發生危害威脅人數為34770人,威脅直接經濟損失為91050萬元,分別占總數的87.8%和86.6%(表2)。
表2主要鄉(鎮)滑坡崩塌危害預測表
3滑坡的形成機制、發育特徵、穩定性評價
3.1滑坡形成機制
3.1.1滑坡影響因素分析
(1)適宜的地形坡度和地形高差為滑坡的形成提供了空間條件。受河流侵蝕切割作用,谷坡較陡而臨空,有利於斜坡岩土體在自重作用下臨空卸荷,為岩土體滑動運移創造了空間條件。斜坡坡度和坡形是主要地形因素,庫區滑坡多發生於坡度為20°~40°,坡形為凹型或階狀的斜坡。
(2)軟弱岩土體為滑坡的形成提供了物質條件。組成滑坡體的岩性均為第四系鬆散土石,粉質粘土或粉土與碎塊石混雜堆積物,結構鬆散,與下伏基岩接觸面是滑坡形成的滑移控制面。
(3)暴雨是滑坡形成的主要孕災因素。降雨年年發生,每年降雨時間和強度集中,季節性周期特徵明顯,每到雨季大量降雨尤其是暴雨對斜坡土體浸潤、沖蝕、軟化,降低其穩定性,引發滑動變形,是滑坡形成或突發的主要因素。
(4)人類活動是滑坡形成的重要促進因素。人工削坡、開挖、載入等工程活動,改變斜坡坡形和坡度,破壞岩土體應力結構和應力平衡,降低斜坡穩定性,促進滑坡的形成和發展。人為墾殖、毀林等經濟活動,松動斜坡表層土石,破壞了植被固土保水的能力,增強了降雨對土體沖刷,促進了滑坡的形成和發展。
(5)水庫蓄水降低了滑坡的穩定性,加劇滑坡滑動變形。庫水位附近岩土體含水量急劇增大,滑坡土體受水飽和、沖刷等作用,抗剪強度大幅度降低,易引發滑坡部分地段失穩滑動變形破壞,從而降低整個滑坡的穩定性,激發滑坡復活。
3.1.2滑坡變形特徵
庫區滑坡在不同的時間均發生過不同程度的活動變形,初始時間一般在20世紀80年代末期至90年代初期,90年代末期是一個活動高潮期,大多數滑坡發生了較強烈的滑動變形,2003年蓄水前後一段時間內滑坡的活動性又開始增強。本次調查的滑坡變形現象主要是近年來發生的,部分滑坡變形還是最近時間發生或增強而明顯的。其主要特徵表現為:
(1)地表位移、拉裂。受人為耕種、封埋等原因,地表位移裂縫多被全部或部分破壞,跡象已不明,現有跡象表明地表拉裂縫長度一般30~100m,最長為200m,水平位移寬度一般1~10cm,最寬為100cm,垂直位移高度一般1~10cm,最大為100cm。
(2)地表淺表層小規模的滑動破壞。主要發生於斜坡坡面,兩側谷坡及前緣陡坡地段,造成地面發生局部塌陷,為局部滑動變形強烈而發生破壞的現象。
(3)建築物變形,為常見的保留跡象較明顯的變形特徵。主要分布在民房建築地段,在公路、擋牆、水渠等建築物地段也有跡象,以民房牆體開裂、傾斜、倒塌,地基拉裂、位移下沉、公路路基下陷、路面拉裂位移以及擋牆和水渠邊坡鼓裂、垮坍等現象為主要變形特徵。牆體裂縫長度一般2~10m,寬度一般0.5~2cm,最寬為5cm,錯位傾斜距離一般0.1~1cm,最大為10cm,地基拉裂縫長一般5~20m,寬0.2~1cm,最寬7cm,位移下沉高度一般0.2~1cm,最大為5cm。
(4)樹木歪斜,水塘或水田漏水,地面窪地或濕地以及地面鼓丘等變形特徵有少量表現。
3.1.3滑坡形成機制
根據調查分析,滑坡發育分布規律主要受控於地層岩性、地質構造、地形地貌、大氣降水及人類工程活動,地層岩性、地質構造、地形地貌是滑坡形成的內在基礎條件,大氣降水入滲和人類工程活動是滑坡誘發的主要動力因素。
區內滑坡均為鬆散土層滑坡,滑體物質為粉質粘土、粉土與碎塊石混雜,碎塊石塊徑差異較大,磨圓度一般較差。在母岩為泥岩的滑坡中,碎塊石塊徑在2~150mm之間;在母岩為灰岩等堅硬岩石的滑坡中,碎塊石塊徑在5~400mm之間,碎石土密實度在鬆散—稍密之間,粉質粘土、粘土為堅硬—硬塑—可塑,遇水後易軟化,可塑性增強,向軟塑、流塑方向轉化,易形成蠕滑或流動,滑面多為第四系與基岩接觸面。且斜坡坡度較陡,多在20°~40°之間。降雨後,地表水滲入土體,至強風化頂面或基岩頂面運動,形成沿斜坡面的向下的徑流,進而軟化沖蝕土體,強度下降,加之切坡開挖、人為載入、水庫蓄水等人類工程活動的影響,促進了滑坡發生發展。
3.2滑坡發育規律
3.2.1地貌類型上的差異性與地形坡度上的集中性
庫區中部低山丘陵區滑坡集中發育分布,調查112個,占總數的59.3%,其次為北部低山丘陵區和南部低山丘陵區,中部中山區和南部中山滑坡零星分布,分別調查了6個和5個,各占總數的3.2%和2.6%;滑坡發生的斜坡坡度一般為20~40°,以30~40°斜坡最多,達102個,占總數的54.0%。
3.2.2地層岩性上的集中性
軟弱的岩土體為主要易滑地層。斜坡岩土體是滑坡形成的物質基礎,控制了滑坡的發育分布,岩性軟弱的岩土體,構成的斜坡易發生滑坡。滑坡絕大多數發育在巴東組地層出露區,占總數的90.5%,嘉陵組地層出露區滑坡占總數5.3%,志留系至二疊系地層出露區滑坡占總數的4.2%,
3.2.3地質構造上的差異性
向斜構造區滑坡發育強烈。滑坡主要發育分布在巫山向斜和大昌、水口向斜構造地帶,滑坡數量分別占總數58.2%和22.2%,其次為官渡、培石向斜構造地帶,滑坡數量占總數的10.5%,背斜和斷層構造地帶發育分布很少,分別占總數的6.9%和2.1%,
3.2.4時間上的季節性
滑坡發生發展時間集中在雨季。根據調查,滑坡災害形成的影響因素表明,降雨尤其是暴雨是滑坡災害形成的主要誘發因素。巫山縣降雨豐沛,多年平均降雨量為1049.3mm,降雨集中在每年的5~9月,其降雨量佔全年降雨量的68.8%,降雨強度大,多大雨和暴雨,最大一日降雨量達141.4mm,因此,庫區滑坡災害多發生在每年雨季,主要集中在雨季的5~9月發生。
3.3滑坡穩定性評價
根據滑坡形成的地形地貌、地層岩性和降雨等自然地質作用以及開挖、載入和水庫蓄水等人類工程活動影響,結合滑坡變形特徵和變形發育史,定性評價滑坡的穩定性。
3.3.1穩定性現狀評價
在評價滑坡目前穩定狀況時,考慮到滑坡影響因素相類似的條件下,將滑坡近年來尤其是最近時間發生或活動加強而增大的變形特徵,作為評價滑坡穩定性的半定量依據,其評價結果穩定和基本穩定滑坡81個,占調查總數的42.8%,潛在不穩定和不穩定滑坡108個,占調查總數的57.2%,見表3。
表3滑坡目前穩定狀況統計表
3.3.2穩定性預測評價
在預測滑坡發展趨勢時,考慮到滑坡目前穩定狀況和潛在不穩因素(如水庫蓄水、降雨、開挖、載入等)的強度,周期以及它們對滑坡穩定性的影響,重點分析水庫效應對涉水滑坡穩定性的影響。三峽庫區蓄水位已於2003年6月達到壩前135m高程,按蓄水計劃安排2007年9月至2009年汛前,庫水位達到壩前156m高程,以後按壩前175m水位方案運行。在水庫正常運行下,145~175m高程為庫水位急劇變幅帶,對於本次調查的96個涉水滑坡而言,滑坡前緣處於此變幅帶內,水位升高時,岸坡土體浸泡於水中,地下水位抬高,引起土體軟化,坡體靜水壓力增大,水位急劇下降時,將導致滑體內外產生水頭差而形成動水壓力,同時地下水流出時會攜帶大量粘性物質和細顆粒,使坡體架空而失穩產生塌滑,在未採取防治工程措施的條件下,涉水滑坡均會發生不同程度的塌岸,從而引發滑坡部分或整個滑動變形破壞,因此,由於水庫效應的影響,不穩定滑坡大量增加。
3.4滑坡主要誘發因素
根據調查分析,在誘發滑坡的暴雨、沖蝕、庫水位、開挖、載入及地震等諸多非地質孕災因素中,暴雨是主要的自然誘發因素,開挖載入是主要的人為誘發因素。隨著三峽工程壩前135m水位蓄水以後,庫水位已成為影響滑坡穩定性的重要因素,水位繼續上升過程中和以後變化時,對滑坡穩定性的影響會日益嚴重。
3.4.1暴雨是誘發滑坡的主要自然因素
庫區滑坡集中分布於長江、大寧河等干支流河谷岸坡地帶,地貌類型為低山丘陵地形,人口密度大,耕地大量分布,農業經濟活躍,同時生態環境脆弱,植被條件差,斜坡岩土體失去植被保護後,雨季暴雨會大量入滲,既增大了岩土體容重,降低其抗剪強度,又在土體與下伏岩層接觸帶形成地下水活躍地帶,產生靜、動水壓力,促進滑動面的發育形成,使斜坡岩土體向不利於穩定的方式發展,誘發滑坡的形成和發展,大量滑坡發生時間集中在每年雨季(5~9月),其滑動變形或破壞均與大量降雨密切相關,由此說明暴雨是誘發滑坡的主要自然因素。
3.4.2開挖和載入是誘發滑坡的主要人為因素
由於庫區淹沒城集鎮、道路、居民點、工廠等人口和設施的遷建安置,人類工程活動日益活躍,影響范圍和發生強度不斷加大,切坡開挖及坡體上荷載增加現象頻繁發生,既改變了斜坡形態,增大邊坡坡度和高度,又破壞了岩土體內部結構和應力平衡,同時毀壞生態植被,對地質環境造成不同程度的改變和影響,降低了斜坡的穩定性,促進了斜坡土體的變形破壞,誘發了滑坡的形成與發展。近年來巫山縣新城區,雙龍鎮等城鎮遷建中出現的多處新滑坡,大昌鎮春早村廟灣子等移民遷建小區發生的滑坡等等,均與切坡開挖、增加荷載等人類工程活動密切相關。
3.4.3水庫效應對滑坡穩定性的影響作用明顯增強
庫區二期蓄水至壩前135m水位以後,除部分位置低的滑坡被全部或大部分淹沒外,還有一些滑坡如巫峽鎮紅岩子滑坡、江東咀滑坡以及雙龍鎮下灣村向陽坪滑坡等,滑坡前受此水位影響,降低了滑坡的穩定性,出現新的蠕動變形現象。如向陽坪滑坡,位於大寧河右岸,滑坡前緣被庫水位淹沒,2003年7月下旬,民房水泥地面和磚牆出現新的裂縫,至2004年4月5日調查發現,地裂長度一般2.6~6.9m,最長19.2m,寬度一般0.3~1.6m,最寬7m,下沉距離最大為14cm,滑動變形跡象明顯,說明庫水位對滑坡的穩定性影響較強烈。
水庫蓄水對滑坡穩定性的影響主要是通過飽和浸泡水位附近的岩土體,改變其水文地質條件,使岩土體容重增大,抗剪強度急劇下降,水位波動沖刷岸坡產生塌岸,以及水位回落產生的動水壓力的作用等影響方式,導致滑坡部分或整體滑動變形或破壞。隨著庫水位上升至壩前175m水位,在145~175m之間波動時,對庫區滑坡穩定性的影響會更加顯著。
4結語
(1)巫山縣庫區自身的自然地質環境條件較差,自然地質作用產生的地質災害發育,以滑坡災害為主要類型,具有點多面廣、規模大和危害重的特點。隨著三峽工程建設和移民遷建工程的逐步實施,人為作用誘發的地質災害不斷發生,危害加劇,使巫山縣庫區成為三峽庫區地質災害的易發區、多發區和重災區之一。
(2)本次調查的滑坡均為鬆散土石滑坡,大中型滑坡佔91.5%,現狀條件下處於潛在不穩定或不穩定的滑坡佔57.2%;主要分布在低山地貌區,集中在中西部長江沿岸的巫峽鎮、南陵鄉、曲尺鄉和大溪鎮,以及北部大寧河沿岸的大昌鎮、福田鎮和雙龍鎮。
(3)滑坡主要成生於三疊系巴東組地層出露的斜坡地帶,地形坡度為20~40°的斜坡是滑坡發生的優勢地形,坡度過陡則易形成崩塌。發生滑坡的斜坡坡形主要是凹型,均為土質結構斜坡,堆積土層與下伏基岩接觸面常構成控滑結構面,受降雨或地表水垂直入滲,接觸面潤滑軟化,堆積土層含水飽和,粘聚力下降,與下伏基岩間抗剪強度大幅降低,從而產生滑坡或變形。
(4)降雨和人類工程活動是誘發滑坡崩塌的主要因素,也是較地質環境條件更為活躍的影響因素。在水庫效應的影響下,滑坡變形破壞以前緣坍滑—牽引後退—暫穩定—再坍滑後退直到穩定的形式發展,水庫效應是主要復活誘發因素,因此應加強涉水滑坡的防治工作。
(5)巫山縣以滑坡為主的地質災害發育,危害嚴重,應加強監測預防、應急處理、工程治理等工作。
② 三峽大壩庫區可能引起哪些地質災害
三峽大壩蓄水,巨大的水壓可能對地下岩層有壓壞的可能,引起局部地震。如果庫區岩土不實,容易發生滲透。水位升高,對庫區的山體作用,形成山體滑坡。
③ 三峽庫區地質災害防治為庫岸穩定提供了有力保障
中國地質調查局武漢地質調查中心
三峽工程籌備工作開展以來,各部門地質工作的重心在於查清區域穩定性與地震地質條件、庫區及壩址區水文地質條件、近區岩土體類別與分布特徵等工程適宜性、基礎性地質問題。自1993年三峽工程開工後,地質工作逐步轉為以施工地質保障為主,並對庫首鏈子崖危岩體、黃蠟石滑坡等特別重大的地質災害體開展了緊急勘察治理工作。2002年1月25日國務院正式批準的《長江三峽庫區地質災害防治總體規劃》(以下簡稱《規劃》),標志著三峽庫區地質災害防治工作正式啟動。各相關部門按照《規劃》的指導原則,分階段對庫區地質災害開展了調查評價、勘查治理和監測預警等工作,為三峽水庫蓄水後的庫岸穩定提供了技術支撐,為庫區人民生命財產安全乃至經濟社會平穩發展做出了貢獻。
一、地質災害調查與科研工作為岸坡穩定性評價提供了技術支撐
針對三峽庫區高陡岩質邊坡及危岩體分布發育狀況不清、存在蓄水失穩風險的情況,武漢地質調查中心開展了「長江中游宜昌—江津段環境地質調查」,以人口相對集中的11個城鎮作為主要調查區,篩查典型危岩體232個,確定了對長江航道安全存在重大威脅的龔家方至獨龍不穩定斜坡、箭穿洞和萬州雞哈寨等10餘處危岩體,提出了包括監測、工程治理等為主的綜合預防措施(圖1)。如2007年在秭歸縣沙鎮溪鎮發現鹹水井滑坡局部活動,滑坡體上的國家電網500千伏輸電鐵塔受到威脅,技術人員根據鐵塔上的銘牌地址通知並函告了國家干線電網的有關部門,國家電網隨即組織實施了滑坡勘察和治理工作,保障了電網的安全運行。2009年4月初,調查人員發現龔家方至獨龍一帶的高陡斜坡岩體出現多處變形跡象,及時向重慶市政府進行了匯報並建議加強監測,同時將大寧河口至橫石溪口上水航道向江心方向遷移100米。重慶市政府隨即採納了遷移航道的建議,將龔家方至獨龍不穩定斜坡納入到重慶市地質災害監測預警系統。
2010年7月,中國氣象局發出三峽庫區可能出現極端暴雨天氣的預測後,武漢地質調查中心、湖北省地質環境監測總站和重慶市地質環境監測總站緊急開展了「長江三峽庫區汛期地質災害排查」工作,對上游江津市至下游秭歸縣的二十餘縣市區的主要地質災害隱患進行了排查,及時處置存在變形和重大威脅的災害隱患點上百處,編寫地質災害應急處置報告百餘份,為當地政府做好突發性地質災害提供了技術安全、經濟可行的決策方案。
二、監測預警工作成功預測多起地質災害,避免了人員傷亡和財產損失
按照國務院、三峽建設委員會有關文件精神,國土資源部三峽庫區地質災害防治工作指揮部、中國地質環境監測院及鄂渝兩省市地質環境監測總站積極行動,在庫區建立了較為完善的地質災害監測預警體系,將GIS、GPS、RS等技術引入到地質災害監測預警領域。目前已對庫區近200處重要的地質災害隱患開展了專業監測,對近2000處一般隱患點開展了群測群防工作,初步實現了地質災害監測數據和預警信息的網路化管理。國土資源部還與中國氣象局合作,開展了汛期突發性地質災害的氣象預警預報,並通過電視、互聯網、手機簡訊等媒體發布地質災害預警信息,成功預測了以秭歸縣千將坪滑坡為代表的多起地質災害的發生,有效地減輕了人員傷亡和財產損失。
2003年以來,中國地質調查局水文地質環境地質調查中心聯合重慶市巫山縣國土資源局、重慶市地質環境監測總站等單位,開展了「地質災害預警關鍵技術方法研究與示範」、「庫水波動下地下水孔隙水變化實時監測與地質災害預測評價」等工作,建立了基於鑽孔傾斜儀深部位移監測、GPS地表變形監測、時間域反射技術(TDR)、孔隙水壓力監測等監測手段為主的監測預警示範站,實現了地質災害監測技術優化集成、監測數據的遠程傳輸和監測信息互聯網實時發布,對我國地質災害監測預警技術和災害信息管理起到了顯著的推動作用。
武漢地質調查中心於2009年啟動的「三峽庫區高陡岩質邊坡成災機理研究」已獲得階段性成果,建立了高陡邊坡失穩模式,確定了邊坡失穩判據,對邊坡失穩可能產生的涌浪進行了預測模擬。
圖1 長江三峽巫峽段重要危岩變形體分布示意圖
④ 三峽庫區滑坡災害四級預警級別劃分
為了加強對三峽庫區三期地質災害防治監測預警工程中所涉及的數百專個專業監測滑坡屬的預警工作,根據前述滑坡預測預報的基本理論和方法,建立了三峽庫區滑坡災害四級預警級別劃分標准,並制定了表格「三峽庫區滑坡災害監測預警四級預警級別劃分的綜合判定」(表5.1),可供承擔三峽庫區三期地質災害防治監測預警使用。
表5.1 三峽庫區滑坡災害監測預警四級預警級別劃分的綜合判定
續表
續表
續表
續表
續表
⑤ 國土資源部關於做好年三峽庫區地質災害防治工作的通知
國土資發〔2013〕29號
湖北省國土資源廳、重慶市國土資源和房屋管理局:
為貫徹落實黨的十八大關於加強生態文明建設的重要精神和《國務院關於加強地質災害防治工作的決定》,加強三峽庫區地質災害防治工作,現將2013年有關事項通知如下:
一、充分認識庫區防治工作的重要性
三峽庫區地質條件復雜,地質環境脆弱,在庫水位大幅漲落和降雨、工程建設等因素綜合作用下,崩塌、滑坡等突發地質災害防治難度大。黨的十八大把生態文明建設納入中國特色社會主義事業五位一體的總體布局,將生態文明建設提升到新的戰略高度。兩省(市)國土資源主管部門要深刻領會黨的十八大精神,堅持以人為本,充分認識防治工作的極端重要性、長期性和艱巨性,在認真總結三峽工程試驗性蓄水地質災害現狀、特點及規律的基礎上,夯實巡查排查、專家駐守、監測預警、應急處置、督查督辦「五道防線」,精心組織開展防治工作。
二、認真編制實施年度項目實施方案
兩省(市)國土資源主管部門要按照三峽後續工作規劃安排以及三峽後續工作規劃年度實施指導意見,認真組織編制年度工程防治項目和搬遷避讓實施計劃(年度項目實施方案)並提出年度資金預算申請並及時上報。年度項目實施方案包括工程治理項目(含工程後期維護及效果監測)、監測預警項目(含監測能力建設、日常安全監測與防範)、應急能力建設、突發地質災害應急項目以及科學研究項目等。列入年度實施方案的工程治理項目,應具有經審查的勘查報告、初步設計和概算。
三、加強防治項目監督管理
兩省(市)國土資源主管部門要嚴格按照國家有關規定,對防治項目實行資質管理,承擔勘查、設計、施工、監理、技術評估的單位必須具有部頒發的相應資質。要加強對項目的指導、監督,確保設計合理、質量可靠。建立健全項目統計信息報告和檔案管理制度,及時收集、整理、統計有關信息,於每季度第三個月向部報告有關情況。嚴格按照國家有關規定和三峽庫區地質災害防治技術要求,做好檔案管理工作,資料信息採集入庫統一使用三峽庫區地質災害防治信息系統軟體。
四、全面開展隱患巡查排查
兩省(市)國土資源主管部門要結合往年試驗性蓄水情況,充分利用前期調查監測、巡查排查等工作成果,全面開展汛期和試驗性蓄水期間的隱患巡查排查工作。重點針對城鎮、鄉村、旅遊景點等人員聚集區,庫岸、公路等交通要道沿線和重大工程項目施工區。對發現的隱患點要逐一登記造冊,納入群測群防工作體系,落實防災責任人和監測人員,重大隱患要在開展勘查、科研的基礎上加快落實工程治理或搬遷避讓等措施。
五、加強監測和預警預報
兩省(市)國土資源主管部門要加強與水利、氣象等部門的合作,實時掌握雨情水情和趨勢,做好地質災害氣象預警預報。要強化專業單位技術人員分片駐守庫區各區縣工作機制,加強技術指導和專業監測工作。要將應急預案和減災措施落實到縣(區)、鄉(鎮)和村組負責幹部、群測群防監測人員和受威脅群眾。對新發現有變形跡象的隱患點,要盡快落實群測群防和專業監測措施,掌握變形發展動態。對尚未實施工程治理或搬遷避讓受威脅人員的隱患點,要加強監測。完善預警預報信息發布渠道,及時發布預警信息,為防治工作提供科學依據。
六、做好應急值守和信息報送
兩省(市)國土資源主管部門要完善值班制度,落實專人負責值守,明確信息報送責任,規范報送程序,確保信息報送及時、准確、暢通。充分利用三峽庫區地質災害防治信息與預警指揮系統進行信息報送。發現險情,要及時按規定上報並啟動應急預案,劃定危險區並設置警戒線,協助地方政府組織群眾避險,避免群死群傷事故發生。遇有險情威脅航道的情況,要及時通報航運部門。災害發生後,要強化技術指導,協助地方政府開展搶險救災工作,防止發生次生災害。
七、深入開展宣傳教育和培訓
兩省(市)國土資源主管部門要通過開展貼近實際、簡便易學和群眾喜聞樂見的宣傳形式,全面普及預防、辨別、避險、自救等知識,提升幹部群眾臨災自救互救能力。要在所有隱患點設立警示牌和宣傳欄,及時向受威脅群眾發放防災、避險明白卡,組織所有隱患點周邊群眾開展簡便實用的應急演練,明確險情發生後撤離轉移的路線和避讓地點。充分發揮駐守庫區專家和專業技術人員優勢,通過集中培訓、現場指導等方式對群測群防監測員、基層管理幹部開展培訓,提高防災減災骨幹力量專業水平。
2013年是全面貫徹落實黨的十八大精神的開局之年,是實施三峽後續工作地質災害防治任務的關鍵之年,請務必立足防大災、應大急、救大險,切實採取有效措施,努力避免和減少人員傷亡和財產損失。
國土資源部
2013年4月1日
⑥ 國土資源部關於做好三峽水庫近期調度期間地質災害防治工作的通知
國土資電發〔2011〕77 號
湖北省國土資源廳、重慶市國土資源和房屋管理局、三峽庫區地專質災害防治工作指揮部屬:
2011 年 5月20日,國家防辦組織召開了三峽水庫近期調度會商會,研究決定三峽水庫近期按以下調度方式運行: 5月20日~ 24日,按日均流量 10000 立方米每秒左右控泄; 5月25日~6月10日,按日均流量 11000 立方米每秒左右控泄。
請你們根據工作安排,進一步加強汛期地質災害防治,強化巡查排查、監測預警、應急值守和應急處置,配合做好水庫調度工作。
如有重大情況,請及時報部。
國土資源部
二〇一一年五月二十日
⑦ 年度三峽庫區地質災害防治工作情況
(2014年1月14日)
2013年,中國地質環境監測院三峽地質災害監測中心(三峽庫區地質災害防治工作指揮部,以下簡稱「三峽中心」)深入貫徹落實黨的十八大、十八屆三中全會精神,在國土資源部地質環境司(地質災害應急管理辦公室)、三峽庫區地質災害防治工作領導小組辦公室、中國地質環境監測院(地質災害應急技術指導中心)的正確領導下,緊緊圍繞三峽庫區地質災害防治這一中心工作,堅持對上支撐、橫向指導,堅持長遠防治能力建設、日常監測應急指導兩手抓,有序推進各項工作。三峽中心全體同志齊心協力,認真履職,圓滿完成了項目管理、監測預警、應急處置等重點工作,實施了能力建設、隊伍建設、制度建設等基礎工作,取得了良好的成效。全年三峽庫區未發生地質災害造成人員死亡失蹤,連續11年保持庫區地災無傷亡的良好局面。同時,對以往工作進行了梳理,初步確定了2014年重點工作。
一、強化業務支撐,指導落實防治措施
三峽中心認真履行庫區地災防治專門技術機構的支撐、指導職能,全面落實司、院的工作部署,加強調查研究、協調聯絡和監督檢查,確保防治目標科學合理、防治措施落到實處。
(一)組織開展防治趨勢預測,明確年度防治任務。在部組織下開展了庫區地災防治趨勢會商工作,會同兩省市國土部門對2013年三峽庫區滑坡、庫岸崩塌等災害發生趨勢進行了研判,指導庫區市縣對全年防治工作趨勢做了深入研判,進一步明確了防治重點。
(二)做好行政管理支撐保障,督促落實防治要求。協助地質環境司做好姜大明部長巡庫工作以及在此期間召開的庫區地災防治工作會商會,提前准備了豐富的技術資料。會後,與部應急中心、重慶市局和湖北省廳共同完成了巡庫檢查工作。
(三)多次組織全面巡查排查,指導強化防治措施。6月,組織開展了第二輪庫區地質災害防治檢查指導工作。7月,配合部派出的2個工作組分別赴兩省市開展第三輪檢查指導工作。派員參加了國務院三峽辦175米試驗性蓄水水位消落期巡庫工作和2013年三峽工程試驗性蓄水安全巡查。
(四)指導開展地災隱患排查,全面掌握隱患情況。指導兩省市按照部要求,在汛前開展全面排查,在重要時點巡查。組織專業技術人員對排查成果資料進行了整理,入庫26個區縣10821處(段)再排查數據1.6萬條。在長江三峽水利樞紐工程竣工環境保護驗收調查中使用了這些成果。
(五)積極承擔規范編制任務,推動提升工程質量。參加了地災防治行業標准規范框架體系、目錄和實施方案的起草工作,作為牽頭單位組織開展地質災害信息系統、監測、施工、監理、綜合管理等類型共24項標准規范的編制工作,並作為主編單位承擔其中21項的編制工作。
二、強化項目管理,全面完成工作任務
按照三峽後續工作總體規劃要求,如期完成了後續地災治理年度項目實施方案組織編制、項目審核,完成了三期治理工程竣工驗收等工作。
(一)順利完成三期地災治理工程質量國家級行政驗收。協助地質環境司、領導小組辦公室組織了三期地災治理工程竣工國家級行政驗收,包括國家級工程竣工初步驗收和最終驗收鑒定書等資料匯編整理,行政驗收意見起草,重大地災治理工程現場檢查組織等。
(二)完成二、三期治理工程檔案歸檔與信息化成果驗收。根據峽庫區二期三期治理工程檔案及信息化終驗成果意見,驗收通過重慶庫區22個區縣中18個。達到匯交標准並已辦理成果資料移交的區縣有6個。按照年度計劃推進治理工程信息化驗收,建立了工程資料庫。
(三)完成三峽庫區三期地質災害防治科學研究成果驗收。組織專家完成了三峽庫區地災防治科學研究項目共七個專題20個課題和監測預警工程專業監測的「滑坡預報模型和預報判據建立項目」驗收。
(四)有序推進後續工作防治項目組織實施。一是完成地災防治項目初步設計。二是組織專家完成地災防治項目初步設計技術審查。三是編制完成地災防治2013年實施方案,配合部向國務院三峽辦報送方案。
三、強化監測預警,有效避免人員傷亡
堅持群專結合的工作格局,在幫助指導地方落實群測群防措施的基礎上,對重要隱患進行專業監測,輔以地災氣象預警預報信息服務,使近庫區隱患周邊60萬人的生命安全得到了保障,2013年庫區地災繼續保持零傷亡。
(一)加強專業監測網路建設。完成了200多處專業監測的復測與驗收,收集分析225處滑坡監測資料,預警滑坡14次。開展了122個滑坡預報模型研究。召開了專業監測工作會,建立數據採集和傳輸系統,採集入庫信息約12萬條。
(二)指導群專結合的監測工作。在汛前下發了關於加強庫區地災監測預警工作的通知,召開庫區地災防治工作會議,指導兩省市構建和完善監測預警體系。匯總分析每月群測群防監測資料,製作科普宣傳片1部,出版宣傳畫冊一本。
(三)加強氣象預警預報。充分利用氣象等部門資源,實現了庫區降雨誘發地災精細化預報,形成系列預報產品,有效服務於庫區。在2013年底地災氣象預警預報現場會,匯報展示了庫區地災氣象預警預報平台,效果良好。
(四)完成地質環境公報。完成了三峽工程生態與環境監測公報——《三峽工程生態與環境監測系統藍皮書》(2012年)涉及的地質環境專項報告,宣傳了庫區地災防治成效,為有關方面提供了可靠的地質環境信息。
四、強化應急處置,提高應急工作效率
三峽中心高度認識應急工作的重要性,緊密聯系環境司、地調局、監測院,保持高度的責任感和政治敏感性,認真謹慎做好突發災情險情和輿情的處置工作。
(一)加強應急值守,及時報送防治信息。嚴格執行全年24小時應急值守制度和應急調查處置制度,與兩省市、26個縣區建立了通暢的信息傳送渠道。全年上報信息50多次,中辦國辦採用6篇次,部採用19次,及時報告了防治工作成效、防治工作進展等。
(二)完善指揮系統,確保應急工作效率。完成了應急會商視頻會議系統維修升級及其與應急指揮系統的集成。完善應急監測指揮車和應急通信平台,升級了視頻會議系統,實施15次應急演練和野外訓練,編寫10期應急演練報告,時刻為應急提供穩定可靠的設備保障和熟練的技術支撐。
(三)及時啟動響應,指導開展應急處置。共組織開展了重慶武隆巷口鎮木林危岩、鴨江鎮白果樹滑坡、白馬鎮二台坪泥石流、羊角場鎮慶口危岩,雲陽縣外郎小學滑坡等近10起地災應急調查,提出了險情應急處置建議。3名專業技術人員被聘為部地災應急專家,按要求報送專家工作情況。
五、強化能力建設,努力提升防治水平
從基地建設、科學研究、科普宣教、信息化建設等著手,軟硬結合,全面提升三峽中心的防治技術能力,樹立三峽庫區地災防治技術排頭兵的良好形象。
(一)地災防治科學研究成績突出,防災認識不斷深入。一是建立了地災預報模型判據。二是全面展開三峽工程環保驗收的地質環境影響專題調查工作。三是啟動三峽水庫日降幅對防治工程影響調查評價研究。四是編制完成滑坡泥石流監測技術標准,提交了初步研究成果。
(二)全面建成地災防治信息系統,信息服務顯著提升。完成了年度中心計算機網路系統和兩省市、區縣地質環境監測站計算機廣域網系統維護等工作,保證了網路系統、視頻會議系統、衛星傳輸系統和專線網路的正常工作,為防治工作正常開展提供了穩定的網路服務。
(三)推進監測試驗示範基地建設,示範作用逐步增強。基本完成了基地大樓改造工程施工,構建了氣象監測網、地災氣象預報預警平台建設,完成了滑坡預報模型與判據試用驗證評估,監測預警示範作用進一步增強,試驗基地的硬體設施條件將得到進一步改善。
(四)系統整理地質災害成果資料,規范檔案資料管理。整理地災工作成果資料5000餘冊,完成檔案立卷1000盒,電子文檔上傳伺服器,實現辦公資料共享查閱,並建立了成果資料收交、借閱、發送程序,建立了檔案台帳,進一步規范了檔案資料管理。
(五)積極申報國土資源科普基地,拓寬科普宣傳渠道。成功申報第三批國土資源科普基地,獲部命名科研實驗類國土資源科普基地。按要求編制了科普工作規劃計劃,加強科普能力建設。編制了《百年圓夢——三峽庫區地質災害防治工程史詩畫冊》,彰顯防治工作成就。
六、強化隊伍建設,積極提升管理能力
三峽中心著力打造一支思想過硬、業務精通、作風扎實的高素質人才隊伍,著力建設一個制度完善、責任明確、獎懲分明的高效率管理體系。
(一)加強隊伍建設,規范技術管理。引進技術人員3名,通過實施「給壓力,挑擔子」工程,提高隊伍整體素質,安排12人次參加部、院培訓。加強了技術質量管理,基本實現了技術業務管理制度化。
(二)推行目標管理,完成防治任務。按照院要求,圍繞三峽庫區地災防治中心工作,推行了目標管理,統籌兼顧,保證重點,完成了年度防治任務。
(三)強化安全生產,嚴防事故發生。貫徹安全生產責任制,全年車輛安全行駛,安全生產實現零事故的目標。加強保密工作監督和檢查,整改隱患,沒有發生泄密事件。
(四)規范經濟管理,強化資產管理。以預算管理為核心,逐步規范預算管理和經濟活動等,使經濟管理與業務管理協調推進。
(五)加強黨建和文明創建,促進中心工作。深入學習貫徹黨的十八大、十八屆三中全會精神,堅決落實院黨的群眾路線教育實踐活動實施方案,被院黨委授予「先進基層黨組織」稱號。編制了2013年工會工作計劃和活動安排,大力推進文明創建活動,促進了中心工作上新台階。
七、把握工作要點,為三峽做出新貢獻
2014年,三峽中心將緊密結合部關於全國地災防治工作的總體部署和庫區防治工作的具體要求,繼續保持高度警惕,戒驕戒躁,兢兢業業做好庫區地災防治工作。
(一)工作思路。一是不斷加強三峽庫區地災防治後續規劃項目實施的協調、指導、監督和檢查,認真履行職能,支撐部、局、院工作。二是進一步推進三峽庫區地災監測預警實驗基地建設,繼續推進三峽庫區地災監測預警體系建設,培養人才,改善基地條件,系統總結三峽庫區地災防治技術,在試驗研究、技術培訓和推廣應用等方面建成全國地災防治試驗示範創新基地。三是建立和完善三峽庫區地災防治信息中心,支持防治管理和決策。
(二)工作重點。一是年初開展趨勢分析,形勢研判,確定防範重點地區,明確主要防治措施,配合部做好工作部署。二是配合部開展巡庫指導工作,在汛期、大范圍強降雨、175米蓄水等期間,組織專家開展巡查指導,督促地方加強防治措施。三是督促指導兩省市提前完成2014年開展項目的前期工作,做好年度防治實施方案的編制報送。四是指導地方實施好防治工程,保持專業監測和群測群防體系高效運行。五是加強應急值守,及時啟動應急響應,指導地方政府做好突發災情險情的應急處置。六是完成三峽工程竣工驗收涉及地災的各項工作,按時提交防治工程驗收報告。
中國地質環境監測院三峽地質災害監測中心(指揮部)
2014年1月14日
⑧ 淺議三峽庫區地質災害預警工程常用監測方法及應用
王愛軍1,2薛星橋1,2
(1中國地質大學(武漢),湖北武漢,430074;
2中國地質調查局水文地質工程地質技術方法研究所,河北保定,071051)
【摘要】長江三峽庫區地質災害預警監測是服務於地質災害防治、保障三峽工程建設安全的主要基礎工作。開縣、萬州區、巫山縣的38個滑坡災害專業監測點,採用大地形變監測、深部位移鑽孔傾斜儀監測、地下水動態監測、滑坡推力監測、地表裂縫相對位移監測、GPS全球衛星定位系統監測、TDR時間域反射監測和宏觀監測等綜合系列監測方法。每個滑坡災害點,採用2種以上監測方法,分別監測滑坡體地表內部變形或受力變化;重要災害點採用4~5種方法同時進行監測,以便進行對比和綜合分析。對滑坡監測及監測成果統計分析,多種監測數據成果具有明顯的一致性和相關性,反映了滑坡體的變形情況和特徵,證實監測方法合理有效,監測成果將為地質災害預警工程和地質災害防治工程提供可靠依據。
【關鍵詞】三峽庫區地質災害預警工程監測方法應用
1前言
長江三峽庫區自然地質條件復雜,是地質災害的多發區和重災區。三峽工程的興建和百萬移民工程,在一定程度上改變了原有地質環境的平衡狀態,加劇了地質災害的發生。隨著三峽工程建設的不斷推進,庫區地質災害對三峽工程和庫區人民生命財產安全的影響日益增加,及時有效地防治庫區地質災害已成為三峽工程建設的重要任務之一。地質災害預警監測工作是實現地質災害防治的主要基礎工作。
三峽庫區共有38個滑坡災害專業監測點在進行專業監測工作,其中重慶市開縣14個、萬州區14個、巫山縣10個。
2監測方法
2.1大地形變監測
採用全站儀監測。在滑坡體外選取地質條件較好、基礎相對穩定的點位作為監測基準點,在滑坡體上選擇有代表性的點位作為監測點,標志點全部採用混凝土強制對中監測墩。
2.2深部位移監測
採用鑽孔傾斜儀進行監測。在滑坡體上選擇有代表性的點位布置測斜鑽孔,分別在其主滑方向和垂直主滑方向上進行正反兩回次自下而上的測讀,監測點間距0.5m,使用移動式「CX-01型重力加速度計式鑽孔測斜儀」,監測數據穩定後自動記錄,每期監測共記錄4組數據。
2.3滑坡推力監測
在滑坡體上選擇有代表性的點位布置鑽孔,在鑽孔中選擇適當的深度部位,預置一系列滑坡推力感測器,用傳導光纖連接至地面,每次監測採用「BHT-Ⅱ型崩塌滑坡推力監測系統」測量記錄各點數據。
2.4地表裂縫相對位移監測
在裂縫的兩側適當部位安置數套裂縫計,進行原位裂縫相對位移監測。機械式監測具有干擾少、可信度高、性能穩定特點,監測記錄數據可直接做出時間—位移曲線,測量結果直觀性強。儀器一般量程范圍在25~100mm間,讀數器的解析度為0.01mm,操作溫度在-40℃~+105℃之間。
2.5地下水動態監測
在滑坡體上選擇有代表性的點位布置鑽孔,對地下水水位,孔隙水壓力、土體含水率、溫度等參數監測,採用自動水位記錄儀、孔隙水壓力監測儀等儀器監測。其中孔隙水壓力監測儀的孔隙水壓力量程為-80kPa~200kPa,解析度0.1kPa,精度0.5%F·S;土體含水率量程為0至飽和含水率,解析度1%;溫度量程為0~70℃,解析度0.1℃,精度1%F·S。
2.6GPS全球衛星定位系統監測
在滑坡體外選取地質條件較好,基礎相對穩定的點位,作為監測基準點;在滑坡體上選擇有代表性的點位作為監測點,標志點全部採用混凝土強制對中監測墩,觀測時採取多點聯測。GPS監測方法,可進行全天候監測,不受通視條件限制,同時監測 X、Y、Z三維方向位移量,方便靈活,並可監測災害體所處地帶的區域地殼變形情況。採用的美國 Ashtech公司生產的UZ CGRS型GPS,最小采樣間隔1s,最少跟蹤和接收12顆衛星,使用Ashtech Solution 2.6軟體解算,精度可達水平3mm+1ppm,垂直6mm+2ppm。
2.7時間域反射測試技術(TDR)監測
即採用電纜中的「雷達」測試技術,在電纜中發射脈沖信號,同時進行反射信號監測。在滑坡體上選擇有代表性的點位布置監測鑽孔,將同軸電纜埋入監測孔,地表與 TDR監測儀相連接,把測試信號與反射信號相比較,根據其異常情況判斷同軸電纜的斷路、短路、變形狀態,推斷出電纜的變形部位,進而推算滑坡體地層的變形部位和位移量。TDR監測採用了固定式預置同軸電纜,成本低,可進行自上而下的全斷面連續監測,量程范圍大。
2.8宏觀監測
以定期巡查方法為主,對變形較大的滑坡體,據其變形特徵布置一定數量的簡易觀測點進行定期觀測,及時掌握其變形動態。
對於每個滑坡災害點,採用2種以上監測方法,分別監測滑坡體地表變形和滑坡體內部變形或受力變化,重要災害點採用4~5種方法同時進行監測,以便進行對比和綜合分析。監測點的布置應重點突出,控制滑坡的重點部位;照顧全面,力求能反映滑坡體整體變形情況。鑽孔孔口周圍用混凝土澆築,布置精確監測點位。
3監測效果分析
根據2003年7月至12月滑坡災害專業監測數據資料,初步分析三峽庫區地質災害預警工程監測方法及應用效果。
3.1大地形變監測
大地形變監測,開展了開縣大丘九社和巨坪九社滑坡、巫山縣狗子包滑坡和板壁塘滑坡,共4個滑坡的監測。以下以開縣大丘九社滑坡為例簡述監測效果。
大丘九社滑坡位於開縣鎮東鎮大丘九社斜坡上,滑坡平面形態近似矩形,剖面上呈凹型;分布高程205~300m,滑體長約250m、寬約300m,面積710萬m2,估計厚度20m,體積約140萬m3。滑坡發育於侏羅系中統沙溪廟組(J2s)紫紅色泥岩及砂岩互層組成的平緩層狀斜坡中,滑坡體的物質組成主要為砂岩及砂岩碎塊石土,表層為鬆散土壤,局部出露砂岩碎塊石,為崩滑堆積體滑坡。
圖1開縣大丘九社滑坡累計位移量曲線圖
(a)X方向(b)Y方向(c)H方向 D1——監測點編號
大丘九社滑坡體上布置了3排監測點,每排3個共計9個監測點,滑坡體對面斜坡上布置了2個基準點,分別在2個基準點進行監測。監測網布置既控制了整體滑坡體又突出重點,採用前方交匯法施測。
8月5日進行了首次測量,9月21日進行D1第二次測量成果與之對比,表明變形趨勢明顯,滑體向 NEE向滑移。10月24日監測成果表明各監測點的變形趨於緩和。11月和12月監測成果表明各監測點無明顯變化(見圖1)。監測數據與宏觀調查定性分析相一致。
利用全站儀進行大地形變監測,其特點為監測方便,可隨時對一些危險滑坡監測,既可以在滑坡體上設置永久性監測樁,又可以設置臨時性監測樁;監測精度高,測點中誤差可達到3.5mm;不僅能測定相對位移,而且能監測絕對位移;在滿足測量條件下可進行連續監測,監測滑坡滑移的全過程,不存在量程限制。但該儀器監測受天氣因素和光線條件制約,難以在雨霧條件和夜間實施監測,且受地形和通視條件制約,施測以人工操作為主,不易實現自動化監測。
3.2深部位移鑽孔傾斜儀監測
深部位移鑽孔傾斜儀監測點為開縣6個滑坡、16個鑽孔,巫山縣5個滑坡、19個鑽孔,萬州區8個滑坡、24個鑽孔,共計19個滑坡、59個鑽孔。以下以開縣虎城村滑坡為例簡述監測效果。
虎城村滑坡為堆積層滑坡,位於開縣長沙鎮虎城村斜坡。該滑坡在平面近似矩形,剖面為凹形,分布高程330~400m,縱長約300m,橫寬約500m,滑體估計平均厚度12m,面積15萬m2,體積180萬m3。滑坡發育於侏羅系中統沙溪廟組(J2s)紫紅色泥岩及泥質粉砂岩組成的水平層狀岩層斜坡上,滑體上部為崩坡積紫紅色碎石土層。滑坡威脅居民400餘人及其財產安全。該滑坡布置了3個深部位移鑽孔傾斜儀監測鑽孔。
Kx-162鑽孔位於滑體的中部。2004年10月,在9.5~10.5m測試深度處發生明顯的位移變形,本月變形量5.56mm,變形方向247°。11月,沒有增大趨勢,累積形變4.58mm,略小於10月份累積變形量,變形方向253°(見圖2)。
Kx-165鑽孔位於滑體的下部。2004年10月,在15.0~16.5m測試深度處發生明顯的位移變形(見圖3),本月變形量5.45mm,變形方向241°。11月,沒有明顯的增大趨勢,累積變形5.39mm,同10月份累積變形量相近,變形方向240°。
地質災害調查與監測技術方法論文集
圖2開縣虎城村滑坡 Kx-162鑽孔位移隨深度變化曲線
(a)EW方向(b)SN方向
圖3開縣虎城村滑坡Kx-165鑽孔位移隨深度變化曲線
(a)EW方向(b)SN方向
深部位移鑽孔傾斜儀監測方法,可在滑坡體上一定部位布置的鑽孔中,監測滑坡體內垂直方向上的淺層、中層、深層、滑動帶等滑移方向和相對滑動位移量;但在滑坡發生較大或急劇加速的位移變形時,由於鑽孔和孔內測斜管變形、破壞,測斜儀探頭不能送入鑽孔之內,可能使鑽孔失去監測價值。
3.3 滑坡推力監測
滑坡推力監測共設有2個測點、4個鑽孔:巫山縣淌里滑坡鑽孔2個,曹家沱滑坡鑽孔2個。以下以淌里滑坡為例簡述監測方法與效果。
淌里滑坡位於巫山縣曲尺鄉長江幹流左岸斜坡上,滑坡在平面形態上呈不規則的圈椅狀,前緣分布高程90m,後緣高程400m,平均坡度約30°~40°,縱長約800m,橫寬150~250m,滑體厚20m,面積24萬m2,體積490萬m3。滑坡發育於三疊系巴東組(T2b)灰岩、泥灰岩、泥岩中,滑體物質主要為泥灰岩及泥岩碎塊石土,表層多為鬆散土層,下部碎塊石土結構密實。
Ws-t-tzk1推力孔位於滑體的下部,Ws-t-tzk2推力孔位於滑體的中部。其滑坡推力監測成果數據見圖4、圖5。推力監測曲線圖表明,各次監測數據規律性強,基本一致,感測器沒有發現明顯的數值變化。滑坡推力監測結果與宏觀監測結果和同時進行的鑽孔傾斜儀監測結果相一致,說明此階段滑坡暫時處於相對穩定的微變形狀態。
圖4巫山縣淌里滑坡 Ws-t-tzk1鑽孔滑坡推力監測曲線圖
圖5巫山縣淌里滑坡 Ws-t-tzk2鑽孔滑坡推力監測曲線圖
滑坡推力監測方法屬於固定點式監測,在鑽孔中預置感測器,用感測光纖連接,在地面用滑坡推力監測系統採集感測信息,可在滑坡體上一定部位布置的鑽孔中,自上至下監測滑坡體內垂直方向上的淺層、中層、深層、滑動帶等滑坡推力變化量,可定期進行數據採集監測;在對採集和傳輸處理系統進行改進的基礎上,可實現無值守自動化連續監測。
4結論
(1)通過多手段的綜合監測,掌握了被監測滑坡體的表面、內部自上至下滑移帶的變形及受力情況,數據綜合分析表明其反映了滑坡位移變化及動態特徵,取得了進行災害預警的重要基礎數據資料,說明採用的監測方法合理有效。
(2)鑽孔傾斜儀深部位移監測方法,當滑坡體發生一定量緩變位移後,部分鑽孔不能再進行全孔施測,造成勘察監測資金浪費和滑坡體監測點及監測部位減少。
(3)目前一月一次的監測周期,難以保證在滑坡發生滑移險情時能進行有效監測。為此應在進行專業監測的同時,進行群測群防監測。特殊情況下,對危險滑坡災害點,調整監測方案,進行加密監測或連續監測,使監測滿足預警預報要求。
(4)從長遠發展考慮,監測應以免值守、易維護、低成本、固定式、自動化快速連續採集傳輸和半自動化監測及人工監測相結合為方向,以建立起高效的地質災害監測網路與地質災害預警系統。
參考文獻
[1]王洪德,高幼龍,薛星橋,朱汝烈.鏈子崖危岩體防治工程監測預報系統及效果.中國地質災害與防治學報,2001,12(2):59~63
[2]王洪德,姚秀菊,高幼龍,薛星橋.防治工程施工對鏈子崖危岩體的擾動.地球學報,2003,24(4):375~378
[3]張青,史彥新,朱汝烈.TDR滑坡監測技術的研究.中國地質災害與防治學報,2001,12(2):64~66
[4]董穎,朱曉冬,李媛,高速,周平根.我國地質災害監測技術方法.中國地質災害與防治學報,2001,13(1):105~107
[5]段永侯,等.中國地質災害.北京:中國建築工業出版社,1993