崩滑地质灾害预测预报

主要内容

4我国崩塌、滑坡地质灾害概况

4地质灾害管理

4崩滑地质灾害主要监测方法、监测仪器

4建立崩塌滑坡监测网（站）的工作程序和技术要求

 一、我国崩塌、滑坡地质灾害概况 

(一) 我国是世界上地质灾害最严重的国家之一，日趋严重的地质灾害，直接危害着人民的生命财产，直接影响我国社会经济的可持续发展。

   1. 我国目前有400个地质灾害重灾县（市），占全国县（市）的20％。每年地质灾害（不包括地震）造成的直接经济损失占各种自然灾害造成损失的20%-25%，年平均死亡近千人，伤近万人，直接经济损失近百亿元。

      1998年我国发生滑坡、崩塌、泥石流等突发性地质灾害18万起，其中重大者447起，造成10000余人受伤，1157人死亡，50多万间房屋被毁，直接经济损失 270亿元。

     1999年我国地质灾害相对较轻，仍造成重大损失,据六省（市）不完全统计，发生地质灾害1390起，596人死亡，直接经济损失12.1亿元。

长江三峡是我国地质灾害多发区和重灾区。

二、崩滑地质灾害主要监测方法、监测仪器 

•      目前，国内外崩塌滑坡监测技术方法已发展到一较高水平。由过去的人工用皮尺地表量测等简易监测，发展到仪器仪表监测，现正逐步实现自动化、高精度的遥测系统。

•       监测技术方法的发展，拓宽了监测内容，由地表监测拓宽到地下监测、水下监测等，由位移监测拓宽到应力应变监测、相关动力因素和环境因素监测。

•       监测技术方法的发展，很大程度上取决于监测仪器的发展。随着电子摄像激光技术、GPS技术、遥感遥测技术、自动化技术和计算机技术的发展， 

      * 绝对位移监测

      绝对位移监测是基本的常规监测方法，用以监测崩滑体测点的三维座标，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，分为地表和地下（平斜硐内）监测，是崩滑体监测的主要内容和重要内容。 

大地测量法

一、该法主要有：两方向（或三方向）前方交会法，双边距离交会法，[以上监测二维水平位移（Ｘ，Ｙ）]；视准线法、小角法、测距法（以上方法用以监测单方向水平位移）；几何水准测量、精密三角高程测量法（观测垂直方向（Ｚ向）位移）。

二、一般常用高精度测角、测距的光学仪器和光电测量仪器。常用的有：WLLDT3经纬仪（测角中误差+-1秒）、N３水准仪（0.2mm）、Mekometer ME3000光电测距仪[精度+-（0.3mm+1ppm），测程３KM]、NE5000光电测距仪[精度+-（0.2mm+0.2ppm），测程５KM]、全站式电子速仪[测角精度２秒，测距精度+-（2mm+2ppm）]等。

三. 特点及适用范围

•      观测点之间无需通视，选点方便。

•      可全天候观测。

•      观测点的三维座标可以同时测定，对于运动中的观测点，还能精确测出其速度。

•      在测程大于10KM时，其相对精度可达到 5×10-6～ 1×10-6KM，甚至能达到10-7KM，优于精密光电测距仪，在控制网和基准网的建设中具有相当大的优势。

•      目前的新一代GPS接受机具有重量轻、体积小、耗电少、智能化的快速静态定位特点。其发展趋势是仪器质量、精度将不断提高，数量将不断增加，价格将不断下降。

•      目前价格较贵

•      适用于各种崩滑体三维位移监测 

近景摄影测量法

一. 把近景摄影仪安置在两上不同位置的固定测点上，同时对崩塌体的观测点摄影构成立体像片，利用立体座标仪量测象片上各测点的三维座标进行测量。

二. 特点及适用范围

•      周期性重复摄影，外业工作简便，可同时测定许多测点的空间座标。

•      获得的像片是崩滑体变形的实况记录，并可以随时进行比较分析。

•      近景（１００米以内）摄影法绝对精度不及传统测量法。

•      设站受地形条件限制，内业工作量大。

•      适合于对监空陡崖进行监测。 

    * 相对位移监测

     相对位移测是设点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，是崩滑监测的主要内容和重要内容之一。

 特点及适用范围

•      机械式仪器原理简单，结构不复杂，便于操作，投入快。

•      成果资料直观可靠。

•      仪器稳定性好，抗潮防锈，适用于地下潮湿不良环境。

•      机测法适用于各种崩滑监测。 

电测法

一、主要方法

采用传感器的电性特征或频率的变化来表征裂缝的变化,采用二次仪表(电子仪表)进行测试。

二、常用仪器

   AFD-1型电感调频式位移计，精度0.03～0.07m，量程50mm，分辨力1HZ，可有线传输。配套MFT-1型多功能频率测试仪及AFD-30型位移自动巡回检测系统，可定时自动对30个测点进行巡回检测读数。

•    地面倾斜监测法

适用范围

地面倾斜监测不具性，对崩滑地质体有变形机制和变形阶段的选择性：

（一）顺层滑动的滑坡不宜采用。

（二）主要用于倾斜式崩塌、拉裂式崩塌、滑移式崩塌之蠕滑－拉裂型滑坡中的切层滑坡、滑移－弯曲型滑坡。

（三）对于崩滑初期阶段的危岩体（开裂岩土体），当以角变位和倾摆变形为主时，有条件的情况下，可投入精度高的地表倾斜监测。 

  地下（钻孔）倾斜监测

   二、常用的仪器

   常用的仪器主要有美制Sinco便携式数显钻孔倾斜仪，灵敏度8秒即0.02mm/500mm，总精度±7.5mm/30m，量程0～±15度。国产CX－01型伺服加速度计式数显测斜仪，测头阀值±0.02mm/500mm，总精度±4mm/15m，量程0～±53度。

   三、特点及适用范围

  （一）精度高，性能可靠，稳定性好，测读方便。

 （二）在岩土体钻孔内进行岩土体深部变形监测，具有很大的应用优势。适用于所有的崩滑体的监测。

 （三）在目前条件下，由于仪器条件的限制，使之受到变形阶段性的限制。适合于崩滑体缓慢、匀速变形阶段的监测。当变形加剧或局部突发事件发生时，由于变形量大，挤压测斜管急剧变形使测头无法通过而导致监测报废。 

  *声发射监测

  特点和适用范围

  声发射仪性能比较稳定，灵敏度高，操作简便，能实现有线自动巡回检测。

  一般来说，岩石破裂产生的声发射信号比观测到位移信息超前7日～2秒，因此，适用于岩质斜坡处于临滑临崩阶段的短临前兆性监测。对于处于蠕动变形阶段和匀速变形阶段的崩滑体，可以不采用。 

  * 应力监测

  三.适用范围

   上述应力计是以测量变形为基础反算应力值的一种方法，并不真正代表岩土体内的地应力，实际仍是应变监测法。由于可以区分压力区和拉力压，一般可用于滑移式土体崩滑监测，岩滑也可采用。另外可用于洞掘型山体开裂底部压力监测，和鼓胀式崩塌挤出带应力监测。 

 * 地下水监测

  一.监测方法

  利用监测盅、水位自动记录仪、孔隙水压计、钻孔渗压计、测流仪、水温计、测流堰、取样等，监测泉、井、坑、钻孔、平斜硐、竖井等地下水露头。

  二.适用范围

  地下水监测不具普遍性。当崩塌滑坡变形破坏与地下水具有相关性时，而且在雨季或地表水位抬升时崩滑体内具有地下水时，应予以监测。一般认为，滑移式崩塌、倾倒式崩塌、臌胀式崩塌、洞掘式崩塌、水库型崩塌、降雨型滑坡、渗漏型滑坡、水库型滑坡等需进行。 

* 地表水监测

一.监测方法：

利用水位标尺、水位自动记录仪、测流堰等进行监测。

二.适用范围

需进行地下水监测的崩滑体，而且地表水和地下水有水力联系时。

冲蚀型崩塌滑坡、水库型崩塌、滑坡等需进行。 

  * 地震监测

  一. 监测内容及仪器

   由于地震力是作用于崩滑体的特殊荷载之一，对崩滑体的稳定性起着重要作用，应采用地震仪等监测区内及外围发生的地震的强度、发震时间、震中位置、震源深度，分析区内的地震烈度，评价地震作用对崩滑体稳定性的影响。

  二.适用范围

   地震监测适用于所有的崩滑监测。基于我国地震台及专业地震监测队伍的分布，所以应以收集地震资料为主，一般不宜自行设站监测。对于十分重要的崩滑体，场地地震烈度及其岩土体峰值加速度取值范围应由地震部门予以确定。 

  * 人类相关活动监测

  一.监测内容

  由于人类活动如洞掘、削坡、爆破、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。

  二.适用范围

   当区内人类活动影响崩滑体的稳定性时，应予以监测并建议其停止。对于洞掘型、明挖型、爆破型、加载型、渗漏型等崩滑，应予以监测并通过政府职能使相关活动降低强度，暂缓或停止实施。 

  * 宏观地质调查监测

  一.监测内容与方法

  采用常规地质调查法，定期对崩滑体出现的宏观变形形迹（如裂缝发生及发展、地沉降、下陷、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、动物异常等）进行调查记录。

  二.特点及适用范围

  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。适用于所有崩滑体，应重视地表和地下（平斜硐等）调查。

  宏观地质调查的内容受变形阶段的制约。与变形有关的异常现象（如地声、动物异常等）属于崩滑短临前兆，具有准确的预报功能，应予以足够的重视。 

三、建立崩塌滑坡监测网（站）的工作程序和技术要求 

•      崩塌滑坡是我国常见的多发的地质灾害。其成因繁多，类型复杂。

•      不同类型的崩塌滑坡，有着各自不同的成生环境，不同的结构构造，不同的形体特征，不同的成因类型，不同的成灾动力，不同的变形破坏机制和变形破坏方式。

•      当对某一个具体的崩塌或滑坡实施监测建立综合单体监测网（站）时，必将面临着如何针对其具体情况来选择合适的监测项目、监测方法、监测仪器，正确地布设监测点和监测剖面，制定理想的监测方案等一系列的优化选择问题。现提出初步的工作程序和技术要求，供参考。 

（一）监测地质分析

一.监测地质分析的重要性和必要性

1.监测的对象、监测的主体是灾害地质体，监测的内容是地质灾害的成灾条件，成灾机制，成灾动力，成灾过程和成灾前兆特征。上述这些是地质灾害的基本地质属性和地质内涵，必须通过对灾害地质体的综合分析，才能有较深刻的认识，才能有针对性的进行监测工程设计，才能较好地完成监测工作。

2.不同类型的地质灾害的形成发展有着各自不同的固有内在规律，因此，监测工作应首先进行地质分析，对不同类新型的地质灾害采用不同的适宜性的监测方案和监测方法，具体问题具体分析。

3.地质灾害成灾发展过程具有时间域上的阶段性，针对不同阶段的地质灾害应采取不同的监测手段，突出某项监测重点以把握整体。对地质灾害阶段性的认识基础同样是出自于综合地质分析。

4.综合地质分析是地质灾害监测工作的基础，是监测工作布置、设计的主要依据，具有不可替代性。

（二）监测对象的选择

1、监测对象的选择包括对崩塌群体和滑坡群体的选择、崩塌滑坡单体的选择、单体内主要和重要块体的选择、单体内重要部位（如崩滑带）的选择和重要监测点位的选择。由此构成由群体→单体→块体→面→点的系统化的有机选择。

2、群体和单体监测对象，应依据监测任务书的规定来确定。在实际工作中若对任务书的规定有异议或发现新情况，应逐级上报。若任务书未作补充规定时，仍应按任务书的规定执行。若任务书只规定了群体（如对黄腊石滑坡），则群体中的单体监测对象应通过详细的工作来认真选定。其选定的依据是：变形情况、稳定性评价、危险性评价、危害性及灾情预评估、防灾效益等。

3.对监测块体及其以下的监测对象的选择，是属于重点监测对象的选择。其选定的基本依据是：不稳定块段、起始变形块段(崩塌源、滑坡源等)、初始变形块段(滑坡主滑段、松脱滑动段等)、破坏初始块段（滑坡阻滑段、崩塌锁固段）、易产生变形部位（剪出口、裂缝、临空面等）、控制变形部位(滑带等)。

4.监测对象除崩滑体自身外，应包括对致灾因素、致灾动力和相关因素(如降水、地表水冲蚀、人工开采等)的选择。

（三）监测项目和监测内容的选择

一.监测项目和监测内容服务于监测目的，即对崩塌滑坡的稳定性、危险性、致灾因素及变形破坏的方式、方向、规模、时间及成灾状况进行监测预报，应据此选择并确定监测项目和内容。

二.应根据崩滑体的变形破坏方式进行选择。不同类型的崩塌滑坡有着不同的变形破坏方式，应据此实突出监测重点，针对其主要变形破坏特征确定监测内容。如若以顺层滑移为主，则不选择地面倾斜监测，若以倾倒和角变位为主，则应重视倾斜监测。

三.应根据崩滑体所处的变形阶段和变形量进行选择，如在崩塌体处于匀速变形阶段，则可不进行声发射监测。而深部钻孔倾斜监测则在急剧变形阶段不宜投入。

四.应根据崩滑体赋存条件及成灾相关因素选择监测内容，如对地表水监测、地下水监测、降雨、人类活动监测内容的选择。如：

1.降雨型土质崩塌滑坡，应重点监测降水、地下水等，降雨型岩质崩滑体，除监测上述内容外，还应重点监测裂缝充水情况及充水高度等。

2.冲蚀型及明挖型崩滑体，应监测其前缘冲蚀（或开挖）情况，坡脚被冲蚀（切割）的宽度、高度、倾角及其变化情况。

3.洞掘型崩滑体，应监测其下方采空区情况及空区内地压情况及空区内变形情况。应进行空区顶板压力监测及变形监测。

五.应根据稳定性分析评价的需要和预报模型及判据的需要选择监测内容。一般说来，有条件的话就投入多种监测，以满足多因素（参数）相关分析与回归分析模型和综合信息预报判据的需要。

六.在一般情况下，崩滑体都应进行绝对位移、相对位移和主要相关因素监测，以及宏观变形前兆监测。其中相对位移监测必须有深部监测（钻孔倾斜监测或平斜洞内崩滑带监测）。

当经费不足或受其他条件限制时，应本着少而精的原则，抓住主要因素，以相对位移为主进行监测，同时应保留对主要成灾相关因素（如地下水等）的监测。

（四）监测方法的选择

1.应根据被监测的崩滑体的危害性和重要性，即根据监测的需要性，进行选择。对于灾害重大的崩滑体，为确保监测的成果质量，应投入高、精、尖的监测方法（如全自动遥测等）和多种监测方法，以相互验证，补充、分析和评价。

2.应根据经济上的可行性选择，如GPS监测和大地测量法之间的选择。

3.应根据勘查手段和工程量进行选择，如钻孔倾斜仪监测，岩土体深部位移监测等，需一定勘探工程（如钻孔、平斜洞等）予以支持。

4.应根据技术上的可行性进行选择，即根据崩滑体的形体特征及所处的监测环境，如通视条件、气候条件、洞内湿度等，要因地制宜地予以选择。如对于无法攀登的高陡绝壁构成的危岩体，近景摄影法则是比较好的选择。对无法通视的城区及植被区，GPS监测则优于大地测量。

5.应根据各种监测方法的特点应用范围和适用条件进行选择

（五）监测仪器的选择

1.应首先满足监测精度和量程的需要。按照误差理论，观测误差一般应为变形量的1/5～1/10，据此来确定适当的监测精度，长期监测的仪器一般应适应较大的变形，在选择量程方面应充分注意。

2.应满足对所处监测环境的适应性和抗干扰能力，应适应野外恶劣环境（如雨、风、地下水、浸湿、雷电等）。

3.应保持仪表及传输线路的长期稳定性和抗干扰能力，尽量减少故障率，同时要求便于维护和更换。

4.当需要快速监测、全面监测、迅速处理及时反馈时，以及需要实时监测时，应选择自动化程度高、质量好的电测仪器，建立自动化遥测系统。

5.一定要选择一部分机测；保证电测与机测相结合，以便互相校核，互相补充，提高监测成果的可靠度。

6.根据各种监测仪器的应用范围和适用条件进行选择

（六）监测网点的布设

一.监测网的布设

 应根据崩滑体的形体特征、变形特征和赋存条件，因地制宜的进行布设。监测网由监测线（剖面）和监测点组成，要求能形成点、线、面、体的三维立体监测网，能全面监测崩滑体的变形方位、变形量、变形速度、时空动态及发展趋势，能监测其致灾因素和相关因素，能满足监测预报各方面的具体要求。

二、监测剖面的布设及功能分析

1、监测剖面是监测网的重要构成部分，每条监测剖面要控制一个主要变形方向，监测剖面原则上要求与勘查剖面重合（或平行），同时应为稳定性计算剖面。

2、监测剖面不完全依附于勘查剖面，应具有轻巧灵活的特点，应根据崩滑体的不同变形块体的和不同变形方位进行控制性布设。当变形具有2个以上方向时，监测剖面亦应布设2条以上；当崩滑体发生旋转时，监测剖面可呈扇形展布。在有条件的情况下，应照顾到崩滑体的群体性特征和次生复活特征，兼顾到主崩滑体以外的小型崩滑体及次生复活的崩滑体的监测。

3、监测剖面应充分利用勘查工程的钻孔、平洞、竖井布设深部监测，尽量构成立体监测剖面。

4、监测剖面应以绝对位移监测为主体，在剖面所经过的裂缝、滑带上布置相对位移监测其它监测，构成多手段、多参数、多层次的综合性立体监测剖面，达到互相验证、校合、补充并可以进行综合分析评判的目的。剖面两端要进入稳定岩土体并设置大地测量用的永久性水泥标桩，作为该剖面的观测点和照准点。

5、监测剖面布设时，可适当照顾大地测量网的通视条件及测量网形（如方格网），但仍以地质目的为主，不可兼顾时应改变测量方法以适应监测剖面。

6、监测剖面的功能分析

监测剖面布设后，应结合地质结构、成因机制、变形特征，分析该剖面上全部监测点的功能并予以综合，建立该剖面在平面上和剖面上代表崩滑体的变形块体范围及其组合。

 链子崖危岩体防治工程监测工程分布图

三、监测的布设与功能分析

1、监测点的布设首先应考虑勘查点的利用与对应。勘查点查明地质功能后，监测点则应表征其变形特征。这样有利于对崩滑机理的认识和变形特征的分析。同时利用钻孔或平洞、竖井进行深部变形监测。孔口建立大地测量标桩，构成绝对位移与相对位移连体监测，扩大监测途径。

2、监测点要尽量靠近监测剖面，一般应可能控制在5米范围之内。若受通视条件限制或其他原因，亦可单独布点。

3、每个监测点应有自己独立的监测功能和预报功能，应充分发挥每个监测点的功效。这就要求选点时应慎重，有的放矢，布设时应事先进行该点的功能分析及多点组合分析，力求达到最好的监测效果。

4、监测点不要求平均分布，对崩滑带，尤其是崩滑带深部变形监测，应尽可能部设。对地表变形剧烈地段和对整个崩滑体稳定性起关键作用的块体，应重点控制，适当增加监测点和监测手段。但对于崩滑体内变形较弱的块段也必须有监测点予以控制并具代表性。

5、位于不动体的作为监测站和照准点绝对位移监测桩点选点时要慎重，要尽量避免因地质判断失误选在崩滑体或其他斜坡变形体上，同时应避开临空小陡崖和被深大裂隙切割的岩块，以消除卸荷变形和局部变形的影响。

大地测量网型的选择

大地测量监测是崩滑体监测的主要手段，其网型的选择，除地质因素外，还取决于崩滑体的范围、规模、地形地貌条件、通视条件及施测要求。一般采用的网型如下：

一、十字型

适用于平面上窄长，范围不大，主轴方向明显的崩滑体。一般沿其主轴方向布设一排监测点，垂直于主轴方向布设若干排监测点，构成“十”字型或“丰”字型

二、放射型

   适用于通视条件好，范围不大的崩滑体。在其外围稳定岩土体上，选择通视条件好的位置设置两处固定测站，以测站为原点按放射状设若干条测线，在测线终点稳定岩土体上设照准点，定期观测两组放射测网交叉点即观测点。优点是该网型观测时搬动仪器的次数少，但测点不均布，离测站较远的测点精度不高。

  三、方格型

   适用于地形条件复杂，范围大的崩滑体。设置若干条不同方向的测线，纵横交叉，组成网，监测点设于交叉点上。由于该型只要求每条测线能通视，受地形的影响较小，且测点分布可任意调整，较为均匀，观测精度高。但测站多，建控制网时较为困难，观测时，仪器搬动频繁，耗时，费人力物力。

四、任意型网

当测区条件极为困难，难以布设上述网型时，可在崩滑体外围稳定岩土体上布设三角站网，采用三角交汇法进行测量。

五、对标型

在裂缝、滑带等两侧设置对标，直接监测对标的座标变化，或直接监测对标间距离和高程的变化，标与标之间可不相连系，后缘缝的对标中一个尽量设置在稳定岩土体上。该型法较简单，在其它网型布设困难时，可采用此法监测重点部位的绝对位移和相对位移。 

六、多层型

   除地表设测点外，可利用勘探平、斜洞，在洞内设置监测点，监测不同高程、不同层位崩滑体的变形。

七、大地测量监测网型以及测站、测线、测点的选取应根据具体需要进行确定或调整，有时可同时采用两种网型，布成综合网型。大地测量网只是为大地测量服务的，是进行绝对位移监测的一种手段，并不代表崩滑体监测网。

（七）监测周期的确定

监测一般分为正常监测和特殊监测。正常监测周期为15天或一个月。特殊监测（汛期、雨季、工程施工期、变形加剧时等）必须加密监测，其测次及周期可视具体情况而定。

（八）监测信息系统
一 、建立数据库

  应建立宏观地质监测库、绝对位移库、相对位移库（裂缝崩滑带等）、钻孔倾斜库、地面倾斜库、声发射监测库、地应力监测库、地表水库、地下水库、水文气象库、崩滑体地质库、背景库、总库等。

二、 建立数据库管理系统

  根据所采用的监测方法和所取得的监测数据，采用相应的数据处理方法和程序软件包，对监测资料进行分析处理。一般要求能进行数据的平滑滤波，曲线拟合，绘制时程曲，进行时序和相关分析。

三、 应编制的图件

•      绝对位移监测，应编制水平位移矢量图、垂位移矢量图、水平与垂位