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公路地质灾害监测技术规范

发布时间: 2021-02-10 06:34:09

⑴ 全国地质灾害监测预警体系建设规划的必要性、指导思想、基本原则和目标

7.2.1 必要性

《中国21世纪议程》提出了我国可持续发展的战略目标。在我国经济和社会快速发展的过程中,人类活动的强度和范围达到前所未有的程度,其对包括地质环境在内的人类生态环境的干扰与破坏也日益增强,在许多地区引发的不同程度的自然地质灾害造成了危害和损失成倍增加的现象,矿产资源和地下水资源等的开发利用以及各种工程活动诱发的地面沉降、崩塌、滑坡、泥石流等人为地质灾害也较为普遍,对城市、公共基础设施和广大人民群众的生命财产安全构成严重威胁。特别是地面沉降多发生在我国经济最发达、人口密度最大、公共基础设施最密集的东部地区,成为这些地区乃至国家可持续发展的重要制约因素。因此,保护生态环境、进行生态环境建设和防灾减灾,已经成为国家长期的目标和任务。为此,加强地质灾害监测,进行全国地质灾害监测与预警体系建设的规划,在监测基础上,实现对地质灾害的治理与对地质环境的保护,不仅是防灾减灾的需要,而且也是国家经济社会可持续发展、保护生态环境和进行生态环境建设的最基本的保障,是一项重要的基础性和公益性的国家地质工作。现就从我国社会经济的发展的几个重要方面,对地质环境与地质灾害监测的必要性,进行简要论述:

(1)保障国家重大工程建设安全与西部大开发战略的需求

全国有20余条铁路干线和所有山区公路不同程度地受到滑坡、崩塌、泥石流的危害或威胁。大型水库岸边,河流傍岸,尤其是峡谷段,常因发生滑坡、崩塌、泥石流而阻塞航道,并引起洪灾。中东部沿海平原和盆地地面沉降、地裂缝和地面塌陷等地质灾害严重威胁和破坏基础工程设施。加强这些基础工程设施和沿大江大河危险地段的地质环境监测,采取科学的分析方法进行预测预报,是一项长期的工作。

西部大开发战略把加快水利、交通、能源和通讯等基础设施建设放在首位,其中包括:长江三峡工程、南水北调工程、大江大河上中游干(支)流控制性水利枢纽工程、内河航运通道、青藏铁路、西电东送工程、西气东输工程等。这些重大工程地域跨度大,多处在或穿越地质灾害易发区,为保障上述工程安全施工和运营,必须加强地质环境监测工作。

(2)城市化发展对地质灾害监测的需求

目前,我国有城市668座。预计2020年左右,我国城镇化水平将提高到45%~50%,我国城市数将达到1000~1100座。城市是人类活动最集中,环境地质问题最突出的地区。为了保障城市化进程,指导城市规划,预防由于不合理的工程活动引发的地面沉降、地裂缝、崩塌、滑坡等地质灾害和其他环境地质问题,必须加强对城市地下水环境和地质灾害的监测。

(3)矿产资源开发对地质灾害监测的需求

我国矿产资源开发带来了很多环境地质问题,产生大量的地质灾害隐患。每年矿石开采量57亿~60亿t,矿山企业每年产生固体废弃物133.8亿t、产生尾矿26.5亿t,处置率仅为6.95%。矿山固体废弃物任意堆放形成了严重的滑坡、泥石流等地质灾害隐患,地下采矿活动诱发的滑坡、地面塌陷等地质灾害十分突出。矿山地质环境监测十分薄弱,矿山地质灾害防治工作任重道远。为了保障矿产资源的安全开发和矿山地质环境的有效治理,必须加强矿山地质环境监测。

7.2.2 指导思想

应坚持以人为本,全面、协调、可持续的科学发展观和人口、资源、环境协调发展的一系列方针政策。紧密结合经济社会发展规划的总体目标和要求,充分认识地质灾害监测预警体系建设的重要性和紧迫性。动员社会各方面的力量,从我国地质灾害发生发育的实际出发,尊重自然规律和经济规律,正确处理长远与当前、整体与局部的关系,依靠科技进步,运用新思路、新理论、新技术、新方法,实现对地质灾害的有效监控和预报预警,为我国地质灾害防治、地质环境保护和资源环境的可持续利用提供有力支撑。

7.2.3 基本原则

(1)与国家国民经济社会发展进程相适应的原则

建立和完善与全面建设小康社会相适应的、符合可持续发展要求的地质灾害监测预警体系,为国家和地方宏观调控和指导国土资源开发与整治提供依据。

(2)突出“以人为本”

坚持按客观规律办事,从实际出发,讲求实效,山区、平原和不同灾种的监测重点各有侧重的原则。在以突发性地质灾害为重点的地区,应以最大限度地减少人员伤亡、保障社会稳定和人民生命财产安全作为主要目的;缓变性地质灾害应以专业监测为主要手段进行监测与规划。

(3)群、专结合的原则

建立以县、乡、村为基础,全民参与、群专结合的群策群防体系,是多年来地质灾害防治工作中总结出来的宝贵经验,也是避免人员伤亡,把灾害损失降到最低限度的重要保证。

(4)统筹规划、分步实施、分级管理

密切结合生产力布局和人口分布状况,对全国地质灾害监测预警体系建设工作进行统筹规划,制定切实可行的分阶段实施方案,明确各级政府和企(事)业单位在地质灾害监测中的责任和义务,建立统一管理和分级(国家、省、市、县)管理相结合,处理好全部与局部、长远与当前的关系,优先实施重点地区和重要经济区(带)的监测预警体系建设。

(5)监测网建设与保护并重

摈弃重建设、轻保护的观念,严禁边建设、边破坏,通过法律、经济等手段,明确保护责任,落实保护费用,切实保护监测仪器、设备、设施的建设成果。

(6)站网建设与能力建设并举

在不断完善地质灾害监测网基础硬件设施建设的同时,加强机构建设、法规制度建设、技术规范建设、信息系统建设、人力资源建设和研究能力建设。

(7)专业服务功能与公众服务功能并重

地质灾害监测信息既要为国家决策和专业调查评价提供支持,也要为社会公众提供地质灾害现状信息和防灾减灾信息。

(8)依靠科技创新、提高监测工作质量

加强科学研究,改进监测设施,依靠科技进步,全面提升监测能力和服务水平。

(9)建立多渠道筹资机制

各级地质灾害监测机构的监测经费要纳入同级政府财政预算。多渠道筹集监测资金,设立各级地质灾害监测专项经费,确保监测工作的顺利实施。

7.2.4 目标

地质灾害监测预警体系建设的目的是最大限度地减少人民群众的生命财产损失,以保障经济、社会的可持续发展;为国家及地方宏观调控和指导国土资源开发与整治提供依据;从地质环境可持续开发利用角度提出地区发展战略建议;为改善人居环境,保障交通大动脉安全畅通,水电工程正常运行等提供保障;为地区社会经济发展提供决策参考。在基本掌握全国地质灾害分布状况与危害程度的基础上,建立并逐步完善全国地质灾害的监测预警网络体系。

(1)总体目标

从现在起到2020年,在逐步查明我国地质灾害分布状况与危害程度的基础上,建成覆盖全国的较完善的突发性地质灾害群测群防网络体系;建成以省(区、市)及部分县(市)地质环境监测站为骨干的突发性地质灾害应急反应体系;建成我国较完善的地质灾害专业监测骨干网络,重点地区及重要经济区(带)达到监测数据的实时采集、分析、预警预报的水平。使地质灾害防治工作以被动救灾为主的局面得到根本性扭转,人为有效控制地质灾害,使损失逐年攀升的趋势得到有效控制。

(2)阶段目标

1)到2010年,地质灾害监测预警体系建设的目标如下:①群测群防监测网络覆盖到全国突发性地质灾害易发区的1400个县(市),形成县、乡、村三级监测体系。②初步建成由各级政府和有关部门参与的全国地质灾害专业监测骨干网络。③初步建成重要交通干线和水利工程区的专业监测预警系统。充分推广高新技术在地质灾害监测中的应用,利用计算机技术、3S技术等先进手段,提高监测预报的自动化水平。④在进一步完善群、专结合,群测群防监测网络的同时,完成分布在全国各省(区、市)重大突发性地质灾害隐患点的监测预警预报示范系统。⑤建成较完善的地质灾害监测信息网络系统,重点地区及重要经济区(带)的专业监测要初步达到监测数据的实时采集、自动分析、自动预警预报的水平。⑥初步建成重点地区及重要经济区(带)地面沉降等缓变性地质灾害监测网络系统。力争使我国地质灾害监测预警预报的仪器、设备达到国际水平。

2)到2020年,在地质灾害监测管理法规、规章的支持下,要使国土资源部门对地质灾害监测监督管理的职能全面到位,并逐步纳入科学化、规范化和法制化的轨道;使地质灾害监测体系的科学理论与技术方法达到国际先进水平,建成覆盖全国的较完善的地质灾害重点防治区突发性地质灾害群专结合的监测预警预报网络;建成全国地面沉降、地裂缝等缓变性地质灾害的实时监控体系;建成完善的地质灾害监测信息网络,实现地质灾害监测数据的自动化采集、传输、存储和信息的实时发布。建成比较完善的地质灾害防灾预警指挥系统。

⑵ 什么规范规定了公路沿线地质灾害两侧范围

地质灾害危险性评估技术要求

⑶ 国土资源部、交通运输部、铁道部关于加强公路和铁路沿线地质灾害防范工作的通知

国土资发〔2010〕88号

各省、自治区、直辖市国土资源厅(国土环境资源厅、国土资源局、国土资源和房屋管理局、规划和国土资源管理局),交通运输厅(局、委),各铁路局、各铁路公司(筹备组),中铁工程公司、中铁建筑公司:

近年来,交通运输和铁路部门高度重视地质灾害防治工作,在建设和运营过程中,始终把地质灾害防治作为重要工作内容,最大限度地减少和避免了地质灾害造成的损失。受特大地震、极端天气事件等因素影响,我国部分地区的在建或已建公路、铁路沿线崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害仍呈多发频发趋势,严重影响公路和铁路的运营、建设和沿线人民群众生命财产安全的事件时有发生。为贯彻落实国务院领导同志指示,加强对雨季公路、铁路沿线地质灾害隐患的监测预警,保障运输通道和群众生命安全,各级国土资源和交通运输行政主管部门、各铁路单位要切实做好以下工作:

一、加强隐患排查,采取防范措施

各级交通运输行政主管部门和各铁路单位,要会同国土资源行政主管部门,定期对公路和铁路沿线的地质灾害隐患点进行排查、巡查和复查。对于尚未直接影响公路和铁路安全的地质灾害隐患点,要落实责任单位和责任人,设置相应的警示标志,纳入监测体系,落实监测预警等各项措施。对于已直接影响公路和铁路安全的地质灾害隐患点,要迅速采取应急排危除险措施。

对于在建公路和铁路工程,各建设及施工单位,要在临时办公场所、工棚选址及设备安置场地选择时,避让地质灾害危险区,对于确实难以避让的地质灾害隐患点,必须落实严格的监测预警措施。对施工过程中产生的危岩、不稳定斜坡、泥石流等地质灾害隐患点,要责成建设和施工单位,及时采取治理措施消除隐患。

二、完善应急预案,适时启动预案

各级交通运输行政主管部门和各铁路单位要完善地质灾害防治预案,并做好应急抢险物资、装备、人员、资金等各类应急准备,对特别重要的地质灾害隐患,要编制专门应急预案。组织开展应急演练,使相关干部工人了解抢险任务、程序方法等,掌握预警信号、撤离路线和避险措施,确保一旦发生险情,能够快速反应、正确处置。各级国土资源行政主管部门要予以积极协助,共同做好工作。

三、主动防范,防治人为灾害

对地灾易发区内各类公路、铁路和在建项目,以及公路、铁路周边建设项目,要按照《地质灾害防治条例》的规定,严格执行地灾危险性评估制度,从源头上遏制地质灾害的发生。建设、设计、施工和监理单位,必须按照评估报告提出的防范建议,做到地灾治理工程与主体工程的设计、施工、验收工作同步进行。地灾治理配套工程未经验收或验收不合格,主体工程不得投入生产或使用。各级国土资源行政主管部门,要严格对照评估报告中明确的防灾措施建议,会同各级交通运输行政主管部门和各铁路单位,检查措施落实情况。发现问题,及时落实整改措施,问题突出的要责令其停止整顿。

四、加强会商沟通,实现部门联动

各地国土资源行政主管部门,要从监测系统、预警手段、避险措施等方面,主动指导和协助交通运输部门和铁路单位,落实好公路、铁路沿线的地质灾害防范工作。各级国土资源和交通运输行政主管部门、各铁路单位之间要建立信息互通机制,加强会商沟通,保证防灾信息共享。交通运输行政主管部门和铁路单位要将地质灾害灾情险情及时通知国土资源行政主管部门。各级国土资源行政主管部门要将涉及公路、铁路的地质灾害隐患点和监测预警信息及时通告有关公路、铁路单位,一旦接到灾情险情报告,第一时间派出工作组,赶赴现场,协助交通运输行政主管部门和铁路单位开展应急处置工作。

五、加强工程治理,彻底消除隐患

各级交通运输行政主管部门和各铁路单位要加大资金投入力度,加强公路和铁路沿线地灾隐患的治理。治理工程竣工验收合格后,由负责治理的责任单位负责管理和维护。地质灾害治理工程的勘查、设计、施工和监理应当符合国家有关标准和技术规范,并由具有相应资质的单位承担。各级国土资源行政主管部门要会同各级交通运输行政主管部门和各铁路单位,加强对公路和铁路沿线地质灾害防治工作的组织、协调、指导和监督。

各级国土资源和交通运输行政主管部门、各铁路单位要尽快部署和开展以上各项工作。国土资源部将会同交通运输部和铁道部,对各地公路、铁路沿线的地质灾害防治工作进行检查。

国土资源部交通运输部铁道部

二〇一〇年六月十一日

⑷ 地质灾害防治工程中监测新技术的开发应用与展望

季伟峰

中国地质科学院探矿工艺研究所,四川成都,610081)

【摘要】地质灾害防治工程中对地质灾害体的监测十分必要。本文简要介绍了我国当前地质灾害监测的主要方法及新技术在工程实践中的应用,指出了地质灾害监测工程实践中存在的主要问题,展望了我国在本领域技术发展的趋势。

【关键词】地质灾害监测技术应用展望

自然地质环境和人为活动是引发地质灾害的两大主要原因。在最近的20多年时间里,随着我国人口的增加,经济建设的快速发展,特别是基础设施建设规模的扩大,建设与用地的矛盾十分突出。植被的破坏严重,使山体滑坡、泥石流、地面沉降等地质灾害在全国许多地区频繁发生,严重阻碍了灾害发生地的经济建设和社会发展。

1我国主要的地质灾害形式及危害

1.1地质灾害及常见形式

地质灾害是指由自然地质作用和人为活动作用形成的,对人类生存和工程建设可能构成危害的各种特有的自然环境灾害的总称。

常见的地质灾害形式主要有6种,它们是崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝和地面沉降,简称为崩、滑、流、塌、裂、沉。

1.2三峡库区的主要地质灾害

三峡水利工程建成后将产生巨大的经济效益和社会效益。但它的建设对库区的自然环境也带来一定的直接或潜在影响。三峡工程的一期蓄水、二期蓄水和新城镇的建设已经给库区带来了不少地质灾害问题。在淹没区的新城镇建设中,由于在选址时考虑地质环境因素不够,使有些新城镇从建设一开始就与地质灾害结下了“不解之缘”。主要表现形式为人为高切坡和深基坑诱发的滑坡和崩塌。湖北的巴东、秭归,重庆的巫山、奉节、云阳、万县等地在新城镇的建设中都引发了大量的地质灾害,如何趋利避害是摆在我们面前的重大课题。

1.3地质灾害的主要危害

地质灾害的危害是显而易见的。我国幅员辽阔,地质构造复杂,地貌千姿百态,山地和丘陵面积占国土总面积的2/3以上。全国34个省、直辖市、自治区以及特别行政区均存在着不同形式和不同程度的地质灾害,每年都要造成惨重的人员伤亡和财产损失。其中滑坡、泥石流和山洪等突发性地质灾害被定为国际减灾10年的主要灾种,由于这些灾害具有潜在性和突发性,一旦发生,来势凶猛,常造成断道、断航、构筑物损毁、人员伤亡和财产损失。在我国,每年丧生地质灾害的总人数达800~1000人,经济损失超过100亿元人民币。

1.4地质灾害监测的特点

(1)滑坡等变形体分布通常较为分散,成因机制复杂。开展监测工作前,需有一定前期地质环境勘察、研究工作基础;

(2)地质灾害体大多位于交通、通讯十分不便地区,电源接入也很困难;

(3)目前大多数监测以手动为主,数据汇交速度相对较慢,人工劳务成本较高;

(4)与大坝、桥梁、隧道等固定建筑物、构筑物的安全监测相比,地质灾害监测具有开放的监测边界,条件复杂,自动化监测和遥测等监测手段、监测仪器的选择、固定安装、运行等须注意仪器设备的环境适应性和抗干扰性能,保证正常使用和安全运行。

2地质灾害防治工程中监测的必要性

地质灾害防治工程的监测根据工程所处的不同阶段,可分为施工安全监测、防治效果监测和长期稳定性监测,目前一般简单地统称为监测。在以往的工作实践中经常发现,除经济原因外,在地质灾害的治理过程中存在一定的盲目性。有些地质灾害进行了治理,理由是认为它不稳定。有些没有进行治理,理由是认为它是稳定的。除一些简单粗糙的勘察资料外,几乎没有充分的证据证明一个变形体稳定与否,是否需要进行工程治理。如果对滑坡等变形体进行必要的监测,将会减少这种盲目性,收到事半功倍的效果。

2.1对于已采取工程措施的地质灾害体

对于已采取工程措施的地质灾害防治工程,在治理过程中,根据监测结果进行效果评价,指导施工,及时对设计进行修改;防治工程竣工后,随着周围环境条件的变化,约束条件也会发生变化。如锚索的腐蚀和松弛、地下水位变化、临空面加大、工程质量不高、巨大外力(如地震和大爆破)等,都有可能使一些已经治理过、暂时处于相对稳定的滑坡变形体重新失稳,如不进行持久的监测,它们具有更大的欺骗性和危险性,并非就可以高枕无忧,仍需通过必要的监测来评判它的治理效果和长期稳定性。

2.2对于未采取工程措施的地质灾害体

对于一些未经治理、而又具有潜在危害的地质灾害体,监测也是十分必要的。一些暂时没有资金进行工程整治但又对人民生命财产构成较大潜在威胁的大型滑坡变形体,以投资较小的监测工作来弥补是有效的方法和途径。通过有效的监测既可对其稳定性进行评价,监测结果又可为是否治理和如何治理提供设计依据。用监测的手段对滑坡等变形体进行有效的监控,是一项投资少、见效快的方法,目前已逐步被一些政府官员和业主所接受并推崇。他们也意识到用工程手段进行整治后应该用监测数据来验证,否则是盲目的。但目前仍有相当多的管理和设计部门只注重被动的治理和亡羊补牢,而不注重防患于未然。

3当前地质灾害监测的主要方法

以往作为监测工作的对象,主要是对一些重要的构筑物和大型建设工程的变形、位移、沉降等进行监测,如水利水电大坝、大型桥梁、重要厂房、大型地下隐蔽工程、矿山边坡和尾矿坝等。对复杂的地质灾害体进行监测,则是近些年才逐渐开始应用的,当前采用的主要监测方法有以下几种。

3.1地面绝对位移监测

绝对位移监测是最基本的常规监测方法,测量崩滑体测点的三维坐标,从而得出测点的三维变形位移量、位移方位与变形位移速率。主要使用经纬仪、水准仪、红外测距仪、激光准直仪、全站仪和GPS等,应用大地测量法来测得变形体上某点的三维坐标。

3.2地面相对位移监测

地面相对位移监测是量测崩滑体重点变形部位点与点之间相对位移变化(张开、闭合、下沉、抬升、错动等)的一种常用的变形监测方法。主要用于对裂缝、崩滑带、采空区顶底板等部位的监测、沉降观测等,是位移监测的重要内容之一。目前常用的监测仪器有振弦位移计、电阻式位移计、裂缝计、变位计、收敛计等。

3.3钻孔深部位移监测

对于滑坡等变形地质体来讲,不仅要监测其地表位移,也要监测其深部位移,这样才能对整体的位移进行判断监测。方法是先在滑坡等变形体上钻孔并穿过滑带以下至稳定段,定向下入专用测斜管,管孔间环状间隙用水泥砂浆(适于岩体钻孔)或砂、土石(适于松散堆积体钻孔)回填固结测斜管;下入钻孔倾斜仪,以孔底为零位移点,向上按一定间隔(一般为0.5m或1m)测量钻孔内各深度点相对于孔底的位移量。常用的监测仪器有钻孔倾斜仪、钻孔多点位移计等。

3.4应力监测

对于滑坡等变形体不仅要监测其位移的变化,还需要监测其内部应力的变化。因为在地质体变形(或称运动)的过程中必定伴随着变形体内部应力变化和调整,所以监测应力的变化是十分必要的。常用的仪器有锚杆应力计、锚索应力计、振弦式土压力计等。

3.5水环境监测

对于崩滑体来讲,除了自然地质条件和人为扰动外,水是对滑坡的稳定状态起直接作用的最主要因素,所以对水环境(含过程降雨及降雨强度、地表水的流量、地下水位、渗流量、渗流压、孔隙水压力、地下水温度等)进行监测十分重要。常用的监测仪器有量水堰、遥测雨量计、测钟、电测水位计、遥测水位计、渗压计、渗流计、电测温度计等。

3.6地震监测

地震监测适用于所有的崩滑监测。地震力是作用于崩滑体的特殊荷载之一,因此对崩滑体的稳定性起着重要作用。当地质灾害位于地震高发区时,应经常及时收集附近地震台站资料;必要且条件许可时,可采用地震仪等监测区内及外围发生的地震强度、发震时间等。分析震中位置、震源深度、地震烈度、评价地震作用对区内的崩滑体稳定性的影响。

3.7 人类相关活动监测

人类活动如掘洞采矿、削坡取土、爆破采石、加载及水利设施的运营等,往往造成人工型地质灾害或诱发产生地质灾害,在出现上述情况时,应予以监测并停止某项活动。对人类活动监测,应监测对崩滑体有影响的项目,监测其范围、强度、速度等。

3.8宏观地质调查监测

采用常规地质调查法,定期对崩滑体出现的宏观变形痕迹(如裂缝发生及发展、地面沉降、塌陷、坍塌、膨胀、隆起、建筑物变形等)和与变形有关的异常现象(如地声、地下水异常等)进行调查记录。该法具有直观性强、适应性强、可信程度高的特点,为崩滑监测的主要手段,也是群测群防的主要内容。适用于所有崩滑体,具有准确的预报功能。

4监测新技术的研究与工程实践

4.1国外监测新技术的研究与应用

发达国家在岩土工程及地质灾害监测领域不但有传统的监测方法和仪器,近年来已将高新技术应用于地质灾害预测、预警工程。美国的PDI公司、Geokon公司、意大利Sisgeo公司、瑞士Leica公司、瑞典Geotech公司、德国Zeiss公司、日本尼康公司等在监测方法的创新和新技术的应用方面都处于领先地位。红外技术、激光技术、微波技术、光纤技术、格区式光栅技术、机电一体化、自动化技术、卫星通讯技术、计算机及人工智能等高新技术在监测技术方法和仪器的开发研究中得到了广泛的应用。可以这样讲,作为岩土工程监测一个分支的地质灾害监测及监测仪器,已经不是传统意义上的大地测量仪器,而是实现了传统方法和仪器与现代高新技术的完美结合,把监测仪器的技术水平推到了一个崭新的阶段,并正在向更高层次发展。国外具有代表性的产品有 Leica公司的TCR1800全站仪、TCR2003测量机器人、Geomos系统、DNA电子水准仪、GPS,Zeiss公司的DiNi12系列电子水准仪、North America公司的钻孔多点位移计、Sicon公司的岩土工程监测系列仪器等。

4.2国内监测新技术的研究与应用

国内水电系统和国土资源部都开展了这方面的研究,如水利科学院、中科院有关院所、国土资源部技术方法研究所等。我所伴随着三峡工程的建设,在国土资源部的大力资助下,也开发了多种岩土工程及地质灾害防治监测仪器,如钻孔倾斜仪系列、应力测量系列、地面位移测量系列等监测仪器、多参数遥测系统等,还承担了科技部“崩滑地质灾害自动化监测系统”项目的研究,为测量仪器国产化做了大量的工作,产品在三峡库区和国家的重大工程中得到了较好的应用。我所近几年研究的成果并形成的产品主要有以下8项:

(1)DMY型激光隧道断面张敛测量系统;

(2)BYT型光纤崩滑体推力监测系统;

(3)DZQX新型多功能钻孔倾斜仪;

(4)崩塌无线自动化监测预报系统;

(5)PSD型微位移变形测量系统;

(6)MS型锚索(锚杆)测力系统;

(7)DHS型地层含水率仪;

(8)岩心定向与取心技术研究。

4.3工程监测实践

在研究开发的同时,我所用自己研究的成果积极参与国家重大基本建设工程的监测工作和三峡库区地质灾害防治的工程监测,取得了较好的经济效益和社会效益。最近几年承担的重大监测工程有:

(1)宝成复线清江大断面双线长隧道变形量测;

(2)成昆铁路电气化改造西昌南马鞍堡隧道变形量测;

(3)北京地铁复八线变形量测;

(4)上海地铁一号线人民广场站变形量测;

(5)青岛地铁试验段变形量测;

(6)成(都)—南(充)高速公路高陡边坡变形及量测;

(7)内(江)—宜(宾)高速公路高边坡变形量测;

(8)丹(东)—沈(阳)高速公路丹本(溪)段全线隧道验收工程;

(9)318国道二郎山—康定段 K2794+860~980滑坡的地面位移、深部位移及应力监测;

(10)奉节县、云阳县地质灾害监测工程。

5监测技术发展展望

(1)地质灾害的发生将更加频繁,危害程度更大,监测工作将受到更多的重视,监测成果应用将产生更大的社会效益。

(2)在我们的上级主管部门——中国地质调查局的支持下,我们的监测仪器研究及运行系统软件开发将会得到更多资助,并使我们的监测手段更加完备,登上一个新的台阶,具有更强的市场竞争能力。

(3)自动化监测和遥测是地质灾害监测的发展方向,但目前实施还有很多困难。

(4)地质灾害具有一定区域性,是一项公益性的事业,更需要政府的引导和支持。

6结语

通过几年的监测工程实践,目睹了不少由于忽视地质灾害的工程安全监测和失效工程而导致生命和财产的损失,也看到不少通过监测成功预报灾害而避免灾害发生的实例。在实行工程质量终生追究制的今天,对地质灾害及相关岩土工程的安全进行长期监测显得尤为重要和迫切。

监测工程是地质灾害防治工程体系的重要组成部分,不能重治轻防,应做到治理、防范、监测并重,有时甚至重于工程治理手段。

在一定时期内对滑坡变形体实施监测工程,可以节省大量的投资。

地质灾害防治工程应建立在科学监测的基础上,以监测指导设计、施工、工程效果评价,以科学的态度面对它,应从过去的凭经验和粗糙的勘察上升到定量阶段,只有这样,才能对滑坡变形体进行深入的认识和科学评价。

监测工作不是可有可无的,它是工程诊断的需要,是从事地质灾害研究和预测必不可少的一项工作。

防范重于救灾,监测胜于治理。

参考文献

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[8]季伟峰主编.工程地质与地质工程.北京:地质出版社,1999.

⑸ 浙江省地质灾害监测方法探讨

赵建明1唐小明2

(1浙江省地质环境监测总站,浙江杭州,310007;2浙江省地质矿产研究所,浙江杭州,310007)

【摘要】浙江省是全国地质灾害多发省份之一,但地质灾害专业监测工作开展较晚,目前已经开展或正在开展的主要监测项目集中在滑坡、崩塌上。作者根据多年从事地质灾害研究、监测经验,系统分析了国内外滑坡、崩塌监测工作的现状,为浙江省进一步开展以滑坡、崩塌为主的突发性地质灾害监测提出了切实可行的建议。

【关键词】地质灾害监测方法探讨

浙江省是全国地质灾害多发省份之一。近年来随着人类工程活动的加大,地质灾害的发生次数明显增多,分布面积不断扩大,已成为我省四大灾害之一。地质灾害对人民的生命和财产构成越来越严重的威胁,直接影响国民经济持续发展和社会安定。

我省最为突出的、危害最大的地质灾害类型为崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷和地面沉降,除地面沉降属缓变性地质灾害外,其他均属突发性地质灾害。根据已完成调查与区划的45个县(市)统计,全省共有各类地质灾害点5480处,其中滑坡3513处,占64%,崩塌1511处,占28%,泥石流、地面塌陷456处,占8%。全省受地质灾害威胁的人口为13.4万人,潜在财产损失20.6亿元。

地质灾害监测是地质灾害防治的重要手段与内容,其目的是通过一定的监测仪器或监测手段对已知的地质灾害体进行形变、位移、地下水动态、应力状态等特征进行测量,分析、了解地质灾害体的变形位移状态及趋势,为地质灾害防治决策以及预报预警提供定量的数据。

1浙江省地质灾害监测现状

我省地质灾害专业监测工作开展较晚,目前已经开展或正在开展的主要监测项目集中在滑坡、崩塌上,具体项目见表1。

长期以来,我省崩塌滑坡等突发性地质灾害的监测仍然以群测群防为主要手段,并且取得了很好的效果,而专业监测开展较晚,应用范围有限、监测手段偏少,监测网络尚需完善。我省滑坡崩塌的专业监测工作开始于20世纪90年代末,实施单位以高校为主,地勘单位介入较晚;监测对象以高速公路、治理后滑坡为主,未治理点的监测较少;监测方法以常规的绝对位移、相对位移、地下水水位以及雨量监测为主,应力监测、推力监测、地声监测等尚未应用;既有地表位移监测,也有深部位移监测,但是两者配合程度偏低。但是,通过几年的实践,我省在滑坡崩塌监测工作领域已经取得了长足的进步,积累了一定的经验,并且培养了一批专业监测技术人员,为我省开展系统的专业监测奠定了基础。

表1浙江省滑坡崩塌监测项目基本情况表

2国内外滑坡崩塌监测现状

2.1滑坡崩塌监测的主要方法

滑坡崩塌监测仪器的设计目的概括起来主要有3个。第一是直接获取滑坡崩塌体的变形特征,包括地下变形、地表变形两类;第二是间接获取滑坡崩塌体的变形特征,如地下水位、孔隙水压、泉水量、地音、应力等测量,第三是滑坡崩塌相关因素监测,如降雨、地表水流量等。目前国内应用的主要监测方法可以归纳为:绝对位移监测、相对位移监测、声发射监测、应力监测、地下水监测、地表水监测、地震监测、人类相关活动监测、宏观地质调查监测。

2.2国外滑坡崩塌监测现状

国外滑坡监测的研究与实践走过了较长的过程,无论在传感器、数据传输与共享以及预测预报等领域均开展了大量的工作,目前处在一个较成熟的水平。其中美国、日本、意大利、瑞士、法国等发达国家的研究程度最高。滑坡监测已经由过去的人工用皮尺等简易测量发展到仪器仪表监测,并逐步实现自动化、高精度、实时性的遥测系统。其中近年来最主要的进展在数据传输网络方面。图1为美国地质勘探局(USGS)为监测连接内华达州与加利福尼亚州的50号公路两侧的多处滑坡设计并实现的活动滑坡实时监测系统(Real-Time Monitoring of active land-slides)。

近十年来,滑坡监测研究的一个热点是时间域反射测试技术(TDR)的应用,它由美国的研究人员最早运用,目前已发展为一种成熟的滑坡监测技术。TDR技术因成本低、不易损坏、安装简易、观测简便、经济实用、全孔连续测量、量程大等特点而得到广泛的关注。

同时,监测系统与预警系统(Alarm system)的衔接也是目前国外研究的热点,现阶段国外较新的监测手段与技术包括 GPS监测、高分辨率遥感监测、三维扫描测量监测等。同时,大量被利用的还有多种传统的监测技术与方法,如全站仪为主要设备的位移测量、地下水位监测、降雨量监测、应力监测等。总之,纵观国外地质灾害监测的现状,主要有以下特征:

(1)新技术、新方法的大量使用与日趋成熟,其中主要是实时监测与数据传输,美国、日本等国家在这一方面的优势比较明显。

图1滑坡实时监测网络结构

(2)监测的重点仍然以对交通、城镇以及重要设施构成威胁的滑坡为主,如美国地质勘探局对加利福尼亚州50号公路滑坡体的监测、法国对 Séchilienne滑坡的监测、日本对冈山市Taguchi滑坡的监测等。目前还未见对小规模滑坡监测方法、监测技术的详细报道。

(3)监测效果较好。由于实现了实时监测,监测数据能够及时传输以供技术人员分析之用,所以在地质灾害的监测效果方面有较好的表现。

2.3国内滑坡崩塌监测现状

国内的地质灾害专业监测工作虽然起步稍晚,但是发展的水平与国外相近。以往的专业监测主要集中在交通、水利水电等重要设施领域,近年来随着技术的发展与国家基础建设的投入不断加大,地质灾害专业监测工作逐渐得以推广。

“九五”及“十五”期间开展了以国土资源部《地质灾害监测预报与防治技术方法研究》、《滑坡、崩塌地质灾害监测新技术开发》项目为代表的地质灾害监测新方法、新技术的研究工作,其目的是“研制适用于滑坡、崩塌地质灾害动态监测的新技术,实现低成本、高精度、自动化、快速、遥测和实时监测”。目前这一批项目已经完成并通过验收,或即将提交验收。香港与台湾地区是我国山地地质灾害最发育的地区,港台学者在山地地质灾害监测预警方面的调查与研究深度也较高。香港特区政府土木工程署通过建立一个覆盖范围广阔的自动雨量计网络,为山泥倾泻(即滑坡)警报系统的运作提供即时的雨量数据(图2)。

该网络于1984年设立,现有86个雨量计分布全港各处。资料记录、控制及处理系统可从设立的86个雨量计及另外24个由香港天文台运作的雨量计接收数据,根据雨量特征及地质灾害敏感分析在全港发布预警信息。台湾地区通过社区预警来提高山地灾害的防灾能力。三峡库区是我国较早开展系统化地质灾害监测的地区。到目前为止,除对危害程度较大的地质灾害,如链子崖危岩、黄腊石滑坡等进行专业监测外,对其余数以千计的地质灾害点仍然以群测群防为主要监测手段。从我国一些比较典型的地质灾害成功预报的实例来看,群测群防仍然是最为有效的监测措施,这一方面反映群测群防的必要性与实效性,另一方面又说明专业监测仍有待进一步加强。

图2香港地区的雨量监测与预报(右图黑点为雨量站位置)

概括而言,我国崩塌、滑坡地质灾害监测现状的基本特征为:

(1)监测技术的研究的研制达到较高的水平,但是仪器的稳定性与使用年限仍有待进一步提高;

(2)一些较先进的监测技术与方法的研究取得显著的成果,但是科技成果转化为生产的速度慢、周期长;

(3)突发性地质的监测工作一般仍采用群测群防为主,群专结合的模式。

3 浙江省地质灾害监测建议

在调研基础上,对近阶段开展我省地质灾害监测工作提出以下建议:

3.1坚持走“群专结合,群测群防”的地质灾害防治道路

群专结合、群测群防仍然是十分有效的地质灾害防治手段。在三峡地区,虽然国家投入了大量资金用于重要滑坡崩塌点的监测,但是对规模小、数量多、危害面广的小规模滑坡崩塌点,仍然采取群测群防为主的措施,并且取得了很好的效果。我省现查明各类灾害点5000余处,其中绝大多数以中、小型为主,尤以小型居多。对如此众多的地质灾害,必须加强群测群防网络建设。

3.2积极开展重要地质灾害点的专业监测

对危险性大、稳定性差、成灾概率高、灾情严重和规模较大的地质灾害点;或者对集镇、村庄、工矿和重要居民点人民生命安全构成威胁的(一般威胁人员较多);造成严重经济损失的;威胁公路、铁路、航道等重要生命线工程和重大基础建设工程的地质灾害点应开展专业监测工作。

地质灾害监测点建设,对尚未治理的滑坡可了解和掌握滑坡的演变过程,直接得到滑坡变形的位置、规模、位移方式、方向和速率等,及时捕捉滑坡灾害的特征信息,为滑坡的正确分析评价、预测预报及治理工程等提供可靠资料和科学依据;对已进行治理的滑坡,又是检验滑坡分析评价及滑坡防治工程效果的尺度。因此,专业监测是滑坡调查、研究和防治工程的重要组成部分,又是预测预报信息获取的一种有效手段。

3.3加强地质灾害规律性研究,完善地质灾害气象预报(警)

在尚不具备准确逐点监测预报的情况下,加强区域趋势预报是提高地质灾害预报预警技术的重要手段。趋势预报的基础是规律研究,包括灾害类型、成灾机理、形成条件、诱发因素等。香港地区山泥倾泻预测业务开展以来,共发布警报13次,其中1次误报,另有2次漏报,结果较为满意。

目前在全省25个重点县(市)地质灾害调查与区划工作的基础上,研制了 SPV-ANN/GIS突发性地质灾害预报(警)系统,开展了浙江省突发性地质灾害气象预报(警)工作的试运行。随着全省45个重点县(市)地质灾害调查与区划工作的完成,对这些资料的深入开发与利用,完善地质灾害气象预报(警)系统是迫在眉睫的一项工作。要与浙江省水文勘查局、省气象台密切合作,开展我省不同区域(小流域、地质单元或地质灾害防治区)、不同灾害类型的临界降雨量研究,逐步提高地质预报(警)水平。

3.4密切注意国内外动态,逐步开展仪器研发

目前国家、国土资源部以及中国地质调查局都对低成本简易监测仪器的研发十分关注,并鼓励各省、各科研、生产单位开展这类仪器的研制与开发。我们将密切关注国内外在这一领域的研究动态,加强与高等院校、科研机构和仪器生产厂家的联系,在条件成熟时开展简易监测仪器的开发与研制。

首先,力争将我省列为由中国环境监测院负责实施的《中国地质灾害监测关键技术研究》项目的参与和试点省份,以建立适合我省地质灾害监测的指标体系。同时密切关注我省正在进行滑坡监测的项目实施情况,如中国地质大学在我省重要示范地质灾害点布置的裂缝监测仪器,如通过实践证明监测手段有效、监测效果可靠,可与中国计量学院、浙江温岭南光地质仪器厂合作,在充分调研已有仪器的原理、性能、优劣势的基础上,通过改进其量程,增加自动测量与数据传输的功能,有针对性地进行改良与创新,达到较好的简易监测效果。

⑹ 公路地质灾害监测的频率是多少

平常10天监测一次,汛期5天监测一次。出现险情时加密监测,一天或者半天监测一次甚至更密。

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