裂縫觀測法在滑坡監(jiān)測中的應用

裂縫觀測法在滑坡監(jiān)測中的應用

重慶位于四川盆地東部邊緣。它分布在長江、嘉陵江、吳江等河流。屬于紅層分布區(qū)。一般來說，會發(fā)現(xiàn)由紫色、灰綠色粘土和混合砂巖組成的平坦山坡和軟弱山坡。地形上通常為淺山、深山和低山。這就為滑坡的存在提供了物質(zhì)條件。由于前部臨空(自然或人為活動引起),軟弱巖土層長期蠕動變形,坡體后緣出現(xiàn)拉裂、下陷。降水可使后緣裂縫充水,對隙壁產(chǎn)生靜水壓力,增加坡體的滑動推力,加快不穩(wěn)定巖土體滑動。所以,重慶地區(qū)為全國滑坡災害嚴重的地區(qū)之一。地質(zhì)災害防治原則是,堅持預防為主,避讓與治理相結(jié)合?！兜刭|(zhì)災害防治條例》中明確指出,“要建立地質(zhì)災害監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和預警信息系統(tǒng)”。所以,對滑坡實施有效監(jiān)測,開展群測群防,及時預警預報,顯得尤其重要。常見的滑坡監(jiān)測方法有:簡易裂縫觀測法,儀器觀測法(對監(jiān)測樁(墩)距離測量),鉆孔深部位移觀測,地下水水位觀測等。其中,裂縫觀測法具有直觀性強、操作簡便、可靠有效的特點,是一種簡易監(jiān)測方法,適宜在地質(zhì)災害群測群防中推廣采用。本文以重慶涪陵區(qū)谷水溪滑坡監(jiān)測為例,對裂縫觀測法在滑坡監(jiān)測和預警中的應用做了分析,以期對從事地質(zhì)災害防治的同仁有一定參考價值。1ws-en高滑坡平面形態(tài)呈扇形,后緣高程274m,前緣至人工切坡坡腳,高程243m,相對高差31m?；驴v長115～136m,后緣寬70m,前緣寬270m,均寬200m。面積2.4×104m2?；潞?～15m,均厚11m,體積26.4×104m3。主滑方向NE49°,坡向50°,巖層產(chǎn)狀NE39～65°∠14～20°,為順層滑坡?；路植计矫鎴D如圖1。工作區(qū)位于重慶市涪陵區(qū)長江右岸中緩斜坡地帶,屬中淺切丘陵地貌。WS高EN低,海拔243～274m?？傮w地形坡度15°～20°。受人工改造,斜坡形成兩個臺階。上側(cè)臺階(即后緣方向)經(jīng)人工切坡3～12m,呈寬約70m、長100m的平臺(S公司廠區(qū)),平臺高程273.8～274m,該平臺東、西、北側(cè)用重力式擋土墻支護,擋墻高3～12m;中部為天然斜坡,坡度15°,地面高程258～263m;前緣(即第二級臺階下方)為12～16m的人工切坡。ES段為D公司大樓環(huán)境邊坡(坡面用錨桿擋墻支護),EN段為新開挖邊坡(保持開挖現(xiàn)狀);剪出口平臺高程243m。工作區(qū)為珍溪場向斜SW翼,珍溪場向斜軸部在工區(qū)附近延伸方向為NW-SE向,巖層產(chǎn)狀NE39～65°∠14～20°。巖體主要發(fā)育4組裂隙:NE21～27°∠76～82°、SE141～163°∠69～77°、NW291～313°∠81～87°、NE52°∠14～20°(層面裂隙)?；聟^(qū)出露地層為第四系人工填土(Qml)、紫紅、黃色,以素填土為主,中密結(jié)構(gòu),主要成分為泥巖碎塊石夾粘土,厚度3～12m。侏羅系下統(tǒng)珍珠沖組(Jlz):分3個巖性段,即黃灰色石英砂巖與泥巖互層(J1z3)、灰色泥巖(J1z2)、黃灰色石英砂巖(J1z1),強風化巖體厚8～15m,巖體中有多層泥化夾層?；鏋榛鶐r中的軟弱層面,傾角14～16°。地下水類型為第四系松散巖類孔隙水和基巖裂隙水,受大氣降雨補給,在坡腳一帶有季節(jié)性泉水和濕地出露。2采空場滑坡監(jiān)測由于工區(qū)為一老滑坡。在2000年以來因巖土體蠕滑變形,在地面已形成了寬0.5～3mm的裂縫。2002年后裂縫無明顯變化。近兩年由于在其下側(cè)人工開挖,2004年1月下旬發(fā)現(xiàn)原有裂縫寬度加大,并出現(xiàn)了新裂縫。該老滑坡有復活跡象。威脅S公司廠區(qū)及其下方D公司(正在裝修階段)大樓100余人生命和財產(chǎn)安全。針對工區(qū)裂縫、地下水和地形地貌等特點,確定以裂縫觀測法為主,輔以地下水動態(tài)觀測的滑坡監(jiān)測方案。2004年1月30～31日分別在地面、花臺、圍墻、擋土墻、室內(nèi)外墻壁等處布設(shè)裂縫觀測標志31處,其中地面裂縫觀測點1l處,墻壁裂縫觀測點5處,花臺、圍墻、擋土墻上裂縫觀測點15處。2月1日開始進行測量記錄。為了消除儀器誤差,每次用同一把鋼卷尺進行裂縫寬度測量。監(jiān)測數(shù)據(jù)采集周期為,每日測量1次;雨天或異常情況時適當增加觀測次數(shù),每日不少于2次;降雨前后必須測量數(shù)據(jù)。每個裂縫觀測點每次讀數(shù)3遍,取其平均值為本次讀數(shù)。2.1地板裂縫2.1.1“十”字絲裂縫測量對于混凝土地面或條石地面等硬質(zhì)地板,在裂縫兩側(cè)垂直于裂縫延伸方向用鋸片劃出一個“十”字絲,并使兩個“十”字絲交叉點間距為整分米數(shù)(如200mm、300mm等,此為裂縫測量初始讀數(shù)b0),再在“十”字絲周圍用紅油漆畫正方形圈住“十”字絲,形如“田|田”,最后給裂縫編號。若為土質(zhì)地面,可在垂直于裂縫方向分別在裂縫兩側(cè)往地面打入一顆鐵釘,鐵釘表面與地面齊平,使兩顆鐵釘中心距為整分米數(shù),并編號記錄。2.1.2裂縫中心讀取將鋼卷尺的一個整分米刻度對準“十”字絲交叉點或鐵釘中心,卷尺另一端正壓在另一個“十”字絲交叉點或鐵釘中心,讀取鋼卷尺兩端讀數(shù)(以mm計)并相減,即得裂縫觀測本次讀數(shù)(bi)。將觀測時間t、初始讀數(shù)b0(第一次制作完裂縫標志后該數(shù)值便固定)、本次讀數(shù)bi記錄在觀測手薄中,從而計算出該條裂縫累計位移(si)和本次位移(Δs),即si=bi-b0,Δs=bi-bi-1。2.2花平臺、圍欄、擋土墻等室外結(jié)構(gòu)的裂縫2.2.1室外結(jié)構(gòu)物裂縫的觀察取一玻璃條橫跨裂縫(與裂縫垂直),用水泥砂漿或粘膠將玻璃條固定在這些室外結(jié)構(gòu)物裂縫兩側(cè),但玻璃條中部不能被遮住,以便觀察裂縫處玻璃條的變化情況。最后,給裂縫編號。當然,此種情形也可用鋸片、紅油漆刻劃“十”字絲或打入鐵釘,方法同地面裂縫標志做法。2.2.2因金層裂斷法計算裂縫變形量若玻璃條完好(未斷開且兩端與室外結(jié)構(gòu)物粘結(jié)正常),說明此處裂縫無變化,本次位移量為零。若玻璃條斷開,用鋼卷尺直接量出玻璃條錯斷的距離(注意,不能用卷尺端點作起點刻度去量),即為本次裂縫變形量(以mm計);以后每次照此量取,即得累計變形量,并可計算出本次變形量。若玻璃條未斷,但一端己粘結(jié)失效,則裂縫在變化,只因玻璃條粘結(jié)不牢固而未拉斷,應重新牢固粘結(jié)玻璃條,再觀測。2.3墻上的裂縫2.3.1制作裂縫標記對于墻壁裂縫,若按前述方法,會影響房屋美觀,宜采用貼紙條法。裁一紙條,垂直于裂縫貼在墻壁上,在紙條一端標明裂縫編號。2.3.2裂縫未變形部位若紙條仍原樣貼著,沒斷裂,說明該處裂縫未變形。若紙條斷開,則用鋼卷尺直接量出紙條錯開距離(量法同貼玻璃條法),即得裂縫變形量(以mm計)。2.4個樁孔內(nèi)未見地下水滑坡體中部原有5個廢棄的人工挖孔樁樁孔,深3～6m,2004年2月10日滑坡發(fā)生前一直為干孔,無地下水。2月10日凌晨滑坡滑動后,2月10日上午發(fā)現(xiàn),深度3～4m的3個孔內(nèi)未見地下水,6m深的2個樁孔內(nèi)積水深0.5m。這表明地下水在原破碎巖體中的滲漏通道已被切斷,前方有了阻水帶,地下水在滑坡體中有一定滯留量,增大了巖土體中水壓力,也增大了滑坡體中的土壓力,降低滑坡體的穩(wěn)定性。3工區(qū)滑坡分析通過對布設(shè)在地面、花臺、圍墻、擋土墻、室內(nèi)外墻壁等處的共31處裂縫的觀測發(fā)現(xiàn),位于主滑方向的裂縫寬度變化量明顯超出其它方向的裂縫寬度變化量(表1),并作出裂縫位移歷時曲線圖(圖2)。其中的變形量數(shù)值為累計變形量值?？梢?2月6日以后滑坡體上位于主滑方向的裂縫變形量突然加大。在走勢圖中出現(xiàn)明顯拐點。日變形量大于5mm/d,表明此時工區(qū)的滑坡體進入加速變形階段。此滑坡體已非常臨近發(fā)生整體滑動的時間。若在降雨、地震、人工爆破等因素引發(fā)下,隨時可能發(fā)生大面積滑坡。若不及時對滑坡影響范圍內(nèi)實行撤離避讓,100余人生命和財產(chǎn)安全將受到嚴重威脅,后果將十分嚴重。在對滑坡監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析后,我們于2月7日中午及時對該處滑坡進行了預警預報。2月7日下午,位于滑坡影響范圍內(nèi)的S公司和D公司實施了撤離避讓。2月1～9日清晨,工區(qū)未下雨,9日上午發(fā)現(xiàn),新開挖邊坡(保持開挖現(xiàn)狀)處巖石裂隙面有地下水散浸現(xiàn)象。而以前該處并無地下水滲出。9日晚,工區(qū)下雨,降雨主要集中在2月10日凌晨0∶00～2∶00,統(tǒng)計至2月10日,24h降水量為13.3mm,屬中雨,并未達到四川盆地紅層分布區(qū)臨界暴雨強度200mm/d。2004年2月10日凌晨2∶55,此滑坡發(fā)生全面滑動,滑坡體整體滑移6～8m。該滑坡的監(jiān)測和預警發(fā)揮了作用。4裂縫觀測法在地質(zhì)控制系統(tǒng)的應用通過在滑坡區(qū)的地面、花臺、圍墻、擋土墻、室內(nèi)外墻壁等處布設(shè)裂縫觀測標志,按監(jiān)測周期采集數(shù)據(jù),對裂縫觀測數(shù)