張 杰，呂軍濤

（1.陜西省公路局，陜西 西安 710068；2.陜西省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，陜西 西安 710065）

引言

對(duì)危險(xiǎn)滑坡體變形及穩(wěn)定性分析是滑坡治理的重要依據(jù)。能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不僅能夠更加全面的監(jiān)測(cè)滑坡體變形，而且能取得更加精確的測(cè)量數(shù)據(jù)用以進(jìn)行穩(wěn)定性分析[1-2]。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析成果與地勘結(jié)論進(jìn)行相互驗(yàn)證，可進(jìn)一步為滑坡勘察、治理提供參考依據(jù)。

1 滑坡自動(dòng)化監(jiān)測(cè)

1.1 滑坡簡(jiǎn)述

檀木村滑坡所處地貌單元屬于中低山地貌區(qū)。邊坡處山體坡度約42°，G210 位于坡腳處。滑坡區(qū)地層巖性主要為侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組（J2s）基巖，以塊狀紫色泥巖、黃綠色砂巖為主，夾長(zhǎng)石石英砂巖和煤條帶，泥巖、砂巖多呈互層狀產(chǎn)出。區(qū)內(nèi)大多基巖直接出露，但因風(fēng)化嚴(yán)重，多呈全風(fēng)化狀，可見零星坡積層。該邊坡山勢(shì)稍高，勘察期間坡面以上鉆孔未見地下水。國道上鉆孔地下水位約10 ～16.2 m，地下水位隨降雨上下起伏較大。在調(diào)查過程中，坡面可見一處自流泉眼，常年流水，水量較小，降雨時(shí)水量稍大。

該段邊坡現(xiàn)狀無防護(hù)，坡腳常年發(fā)生小型滑塌、坡面溜滑現(xiàn)象。2019 年10 月，受長(zhǎng)時(shí)間降雨影響，坡體發(fā)生較大變形；2020 年3 月至4 月，再次發(fā)生較大變形，主要表現(xiàn)為下邊坡滑塌40 余米高，時(shí)有落石發(fā)生，滑塌高度不斷向上擴(kuò)展；中后部發(fā)育多道環(huán)形裂縫；坡頂位置產(chǎn)生一弧形貫通裂縫。

1.2 監(jiān)測(cè)方案

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查滑坡范圍、滑坡結(jié)構(gòu)、變形破壞特征，布設(shè)縱向三個(gè)監(jiān)測(cè)剖面，每個(gè)剖面設(shè)兩個(gè)地表位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)；在中間剖面及主裂縫設(shè)三個(gè)拉線式位移計(jì)監(jiān)測(cè)裂縫；在中間剖面設(shè)兩個(gè)測(cè)斜孔（共10個(gè)測(cè)斜儀）監(jiān)測(cè)深部位移，鉆孔利用勘探孔。GNSS基站和雨量計(jì)設(shè)在山頂穩(wěn)定開闊處?；履蟼?cè)道路路肩上設(shè)視頻監(jiān)控一套。

監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置見圖1，監(jiān)測(cè)傳感器安裝位置經(jīng)過詳細(xì)勘查和GNSS-RTK 精確定位。

圖1 監(jiān)測(cè)網(wǎng)布設(shè)

1.3 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析

1.3.1 降雨量

項(xiàng)目區(qū)6 ～8 月降雨量較大，頻率較高，6 月降雨為107 mm，7 月降雨量為262.6 mm，8 月降雨量為103 mm，9 月降雨量為31 mm，10 月降雨量為85 mm，見圖2。降雨頻次較多，有些天時(shí)斷時(shí)續(xù)，有利于降雨入滲，對(duì)滑坡體穩(wěn)定性不利。

圖2 項(xiàng)目區(qū)降雨量統(tǒng)計(jì)

1.3.2 GNSS 位移

自2020 年6 月15 日至11 月16 日各點(diǎn)地表位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)：（1）GNSS 1 點(diǎn)位移：該點(diǎn)累計(jì)水平位移0.4 mm，數(shù)據(jù)平穩(wěn)，波動(dòng)一般不超過5 mm，均值穩(wěn)定，受6 ～8 月降雨量影響數(shù)據(jù)有一定波動(dòng)，但降雨結(jié)束后恢復(fù)穩(wěn)定。（2）GNSS 2 點(diǎn)位移：該點(diǎn)累計(jì)水平位移-1.95 mm，數(shù)據(jù)圍繞-2.62 mm 均線波動(dòng)，波幅小，趨勢(shì)平穩(wěn)。（3）GNSS 3 點(diǎn)位移：該點(diǎn)累計(jì)水平位移1.08 mm，數(shù)據(jù)圍繞0.27 mm 均線波動(dòng)，波幅小，趨勢(shì)平穩(wěn)。（4）GNSS 4 點(diǎn)位移：該點(diǎn)累計(jì)水平位移0.24 mm，數(shù)據(jù)圍繞0.01 mm 均線波動(dòng)，波幅小，趨勢(shì)平穩(wěn)。（5）GNSS 5 點(diǎn)位移：該點(diǎn)累計(jì)水平位移-3.63 mm，數(shù)據(jù)圍繞-3.92 mm 均線波動(dòng)，波幅小，趨勢(shì)平穩(wěn)。（6）GNSS 6 點(diǎn)位移：該點(diǎn)累計(jì)水平位移0.44 mm，數(shù)據(jù)圍繞0.03 mm 均線波動(dòng)，波幅小，趨勢(shì)平穩(wěn)，見圖3。

圖3 GNSS 位移監(jiān)測(cè)

1.3.3 裂縫位移

自2020 年6 月15 日至12 月8 日各點(diǎn)拉線式位移計(jì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)：（1）裂縫計(jì)1 位移：該點(diǎn)測(cè)得的位移量較為明顯，累積裂縫位移約43 mm。（2）裂縫計(jì)2 位移：該點(diǎn)測(cè)得的位移量較為明顯，累積裂縫位移約65 mm。（3）裂縫計(jì)3 位移：該點(diǎn)裂縫累積位移約300 mm。11 月8 日，累計(jì)位移量到達(dá)220.8 mm，達(dá)到監(jiān)測(cè)系統(tǒng)預(yù)設(shè)的黃色預(yù)警閾值220 mm，并發(fā)出警報(bào)，見圖4。

圖4 裂縫計(jì)位移監(jiān)測(cè)

1.3.4 深部位移

深部位移監(jiān)測(cè)鉆孔，利用勘探孔5 號(hào)孔及6 號(hào)孔，自2020 年8 月6 日至12 月8 日各點(diǎn)深部位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)：（1）5 號(hào)孔：23 m 處的深部位移測(cè)量，具有明顯形變，累計(jì)形變量約為110 mm。（2）6 號(hào)孔：18 m 處的深部位移測(cè)量形變不明顯，累計(jì)形變量約為11 mm；23 m 處的深部位移測(cè)量形變不明顯，累計(jì)形變量約為16 mm。見圖5。

圖5 深部位移監(jiān)測(cè)

深部位移監(jiān)測(cè)結(jié)果表明：坡體內(nèi)部發(fā)生不均勻的形變，在5 號(hào)孔23 m 處發(fā)生較明顯形變約為110 mm，而在5 號(hào)孔其它深度的傳感器的形變量不明顯。其它鉆孔的深部位移量不大，約為15 mm 左右，表明巖土體內(nèi)部存在緩慢蠕滑。

從監(jiān)測(cè)設(shè)備獲得的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中，深度位移計(jì)數(shù)據(jù)顯示在局部點(diǎn)位的不同深度發(fā)生不同程度的形變，表明在坡體深部發(fā)生蠕滑。地面裂縫計(jì)獲得的形變量表明，在1 號(hào)、2 號(hào)、3 號(hào)測(cè)線位置發(fā)生不同程度的地表形變，沿測(cè)線位置的形變量為43 mm、65 mm和300 mm。因?yàn)槿龡l測(cè)線長(zhǎng)度和位置不一樣，獲得的測(cè)量值不一，整體表明滑坡體在緩慢蠕滑。

2 滑坡穩(wěn)定性分析

2.1 監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

根據(jù)滑坡性質(zhì)、監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置，結(jié)合數(shù)據(jù)特征，滑坡動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)結(jié)果：（1）滑坡體變形次序：北部前緣先發(fā)生向臨空面變形，逐級(jí)向上遞進(jìn)牽引變形；南部中上部蠕滑拉裂。（2）從深部位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來看，滑坡處于緩慢蠕變階段，滑面未貫通。（3）降雨對(duì)滑坡穩(wěn)定性有明顯影響，裂縫計(jì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)在降雨過后有加速變化的現(xiàn)象，降雨滲入裂縫，對(duì)滑坡穩(wěn)定性有一定的影響。

2.2 地勘成果分析

2.2.1 定性分析

滑坡自2020 年6 月15 日以來，坡腳處多次發(fā)生次級(jí)垮塌。定性認(rèn)為坡腳的次級(jí)滑坡，處于不穩(wěn)定狀態(tài)，整體滑坡目前處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。隨著次級(jí)滑坡的進(jìn)一步發(fā)展，坡腳支擋力進(jìn)一步降低，在降雨坡體飽和后，邊坡將有發(fā)生大規(guī)模整體滑移的可能性。

2.2.2 定量分析

滑坡計(jì)算模型采用傳遞系數(shù)法，取單位寬度的主滑方向斷面，進(jìn)行分條，假定每一分塊為一剛體，即不考慮塊體內(nèi)部的變形與應(yīng)力，建立塊體間的平衡方程[3-4]。根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》（GB 50021—2018）推薦的滑坡穩(wěn)定性公式計(jì)算[5]。

根據(jù)計(jì)算，定量計(jì)算結(jié)果與定性分析基本一致。（1）現(xiàn)狀已經(jīng)垮塌邊坡前緣部分在正常工況（天然）下穩(wěn)定系數(shù)為1.03，處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，在非正常工況I（暴雨）狀態(tài)下穩(wěn)定系數(shù)為0.97，處于不穩(wěn)定狀態(tài)，與現(xiàn)場(chǎng)狀況基本一致。整個(gè)邊坡在正常工況（天然）下穩(wěn)定系數(shù)為1.089 ～1.091，處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，在非正常工況I（暴雨）狀態(tài)下穩(wěn)定系數(shù)為1.033 ～1.036，處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。定量計(jì)算與定性分析一致。（2）主滑面天然狀態(tài)在1.15 的安全系數(shù)下，剩余下滑力3 171 kN/m，非正常工況I 在1.10的安全系數(shù)下，剩余下滑力3 565 kN/m。前緣已經(jīng)垮塌部分，天然狀態(tài)在1.15 的安全系數(shù)下，剩余下滑力958 kN/m，非正常工況I 在1.10 的安全系數(shù)下，剩余下滑力1 034 kN/m。

2.2.3 穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

邊坡前緣已經(jīng)發(fā)生垮塌，危害道路安全，正常工況和非正常工況I 狀態(tài)下，處于欠穩(wěn)定～不穩(wěn)定狀態(tài)，需要治理。邊坡整體受前緣牽引，后緣出現(xiàn)變形和破壞，對(duì)道路危害嚴(yán)重，非正常工況I 狀態(tài)下，處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，不滿足道路安全儲(chǔ)備要求，需要治理?？傮w認(rèn)為，隨著次級(jí)滑坡的進(jìn)一步發(fā)展，在降雨坡體飽和后，邊坡將有發(fā)生大規(guī)模整體滑移的可能性，應(yīng)對(duì)邊坡整體采取必要防護(hù)措施。

3 結(jié)語

對(duì)危險(xiǎn)滑坡體建立動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠及時(shí)掌握邊坡的變化情況并指導(dǎo)工作人員發(fā)現(xiàn)問題，有效避免或減少因滑塌而造成的人民生命和財(cái)產(chǎn)損失。采用GNSS 位移、裂縫相對(duì)位移、深部位移等多種自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)相結(jié)合的手段來實(shí)施動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，不僅能夠更直觀地查看滑坡體位移變化情況，還能夠提示并剔除因各種原因造成的個(gè)別監(jiān)測(cè)點(diǎn)誤差，為研判滑坡體變化趨勢(shì)及判斷滑坡穩(wěn)定性提供參考依據(jù)。