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淺談地質(zhì)災(zāi)害治理中邊坡移動(dòng)監(jiān)測(cè)成果的整理及分析
一、概述
隨著我國(guó)的持續(xù)發(fā)展，大量的基礎(chǔ)工程建設(shè)和礦產(chǎn)開(kāi)采所形成的露天邊坡、自然風(fēng)化和水蝕等因素所形成的需要進(jìn)行災(zāi)害治理的邊坡正在逐年增加。這些邊坡由于受力的平衡狀態(tài)逐漸破壞，因而便產(chǎn)生了邊坡的不穩(wěn)定，或者說(shuō)邊坡巖體移動(dòng)的問(wèn)題。如果對(duì)巖體的移動(dòng)不能很好的防治和，由此所形成的災(zāi)害將會(huì)給人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)嚴(yán)重威脅，或使用國(guó)民經(jīng)濟(jì)遭到重大損失。為了防止這類(lèi)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，必須進(jìn)行以巖體移動(dòng)量、移動(dòng)速度為目的的邊坡移動(dòng)監(jiān)測(cè)，依據(jù)邊坡移動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)成果結(jié)合對(duì)巖體力學(xué)性質(zhì)、水文地質(zhì)等方面的調(diào)查，便取得巖體移動(dòng)的較全面的資料，從而可分析巖體移動(dòng)的規(guī)律，判定移動(dòng)巖體及所沿滑動(dòng)面的位置、形狀、大小及傾角等，以便對(duì)移動(dòng)的巖體采取防治措施。本文就如何合理地進(jìn)行邊坡移動(dòng)監(jiān)測(cè)成果整理發(fā)表一點(diǎn)淺見(jiàn)。
二、地質(zhì)災(zāi)害治理中的邊坡移動(dòng)監(jiān)測(cè)的特點(diǎn)
由于觀測(cè)成果的整理方式與監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)形式和觀測(cè)方法有著密切的聯(lián)系，在分析整理邊坡移動(dòng)觀測(cè)成果之前必須了解邊坡移動(dòng)監(jiān)測(cè)的方法和特點(diǎn)：邊坡巖體不穩(wěn)定范圍的大小和形狀以及巖體移動(dòng)的方向通過(guò)實(shí)地調(diào)查和分析是可以判定的。實(shí)踐證明，邊坡巖體的移動(dòng)都是屬于剪切破壞性質(zhì)的。當(dāng)巖體中存在抗剪強(qiáng)度較低的弱面，且此弱面與邊坡面大致一致時(shí)，則當(dāng)弱面上部巖體的自重力和其它外部載荷所構(gòu)成的下滑力超過(guò)沿弱面的抗滑能力時(shí)，上部的巖體就會(huì)沿弱面（邊坡暴露面）向下形成邊坡巖體移動(dòng)。由于邊坡巖體移動(dòng)方向的可預(yù)測(cè)性以及現(xiàn)代測(cè)繪儀器測(cè)距精度的提高，所以通常邊坡監(jiān)測(cè)點(diǎn)均布設(shè)成線狀且與巖體移動(dòng)方向相同（如圖1所示），這樣邊坡巖體水平移動(dòng)量主要反映于沿視線方向的距離變化值，盡量減少測(cè)角誤差給巖體水平移動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)帶來(lái)的影響，而對(duì)邊坡巖體的垂直移動(dòng)量監(jiān)測(cè)精度不受影響。由于能夠形成地質(zhì)災(zāi)害的巖體年均垂直移動(dòng)量＞15cm，且主要集中在某一時(shí)間段的巖體移動(dòng)活躍期內(nèi)，所以巖體的垂直移動(dòng)量可采用光電測(cè)距高程法觀測(cè)。每條觀測(cè)線一般由控制點(diǎn)和監(jiān)測(cè)點(diǎn)組成，在觀測(cè)線的每端（移動(dòng)范圍外）布設(shè)不少于兩個(gè)控制點(diǎn)。若難以找到穩(wěn)定的區(qū)域埋設(shè)控制點(diǎn)，也可采用固定角法確定觀測(cè)線。
對(duì)于邊坡外圍的不穩(wěn)定區(qū)域可布置一些分散測(cè)點(diǎn)。
三、觀測(cè)成果的整理
每次觀測(cè)后都要進(jìn)行成果整理。成果整理包括邊坡移動(dòng)數(shù)據(jù)的計(jì)算和繪制邊坡移動(dòng)曲線圖兩部分。
1、計(jì)算部分。在計(jì)算之前，應(yīng)先對(duì)外業(yè)觀測(cè)的原始記錄進(jìn)行仔細(xì)檢查。
對(duì)于移動(dòng)觀測(cè)控制點(diǎn)，應(yīng)計(jì)算出平面坐標(biāo)及高程。計(jì)算的結(jié)果應(yīng)記入專(zhuān)門(mén)的表格中。對(duì)于觀測(cè)點(diǎn)，應(yīng)計(jì)算各點(diǎn)的高程、各點(diǎn)間及各點(diǎn)至某一控制點(diǎn)間之水平距離等。計(jì)算各點(diǎn)間之水平距離時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況考慮各項(xiàng)改正。對(duì)觀測(cè)線的測(cè)點(diǎn)，還應(yīng)進(jìn)行偏距改正。偏距改正的目的，就是求出相鄰測(cè)點(diǎn)間之水平距離在觀測(cè)線方向上的投影長(zhǎng)度。改正方法與傾斜改正類(lèi)同，只不過(guò)前者是在水平面內(nèi)的改正，后者是在豎直面的改正，前者的偏距相當(dāng)于后者的高差。各點(diǎn)的移動(dòng)值，根據(jù)初次觀測(cè)和各次重復(fù)觀測(cè)的成果計(jì)算。計(jì)算方法如下：
下沉值：W=H-H
H：初次觀測(cè)所得測(cè)點(diǎn)的高程
H：第m次重復(fù)觀測(cè)所得測(cè)點(diǎn)高程水平移動(dòng)值：U=√U+U
U：沿觀測(cè)線方向的水平移動(dòng)值
U：垂直觀測(cè)線方向的水平移動(dòng)值下沉速度：V=(W-W)/T
W：第m＋1次觀測(cè)的下沉值
W：第m次觀測(cè)的下沉值
T：兩次監(jiān)測(cè)相隔天數(shù)
對(duì)分散測(cè)點(diǎn)，可根據(jù)極坐標(biāo)法或角度交會(huì)法的觀測(cè)成果計(jì)算測(cè)點(diǎn)平面坐標(biāo)，由重復(fù)觀測(cè)和初次觀測(cè)所得坐標(biāo)值之差，即可求得測(cè)點(diǎn)水平移動(dòng)的線量值。通過(guò)向圖上展點(diǎn)也可以了解其移動(dòng)方向。也可以直接根據(jù)重復(fù)觀測(cè)與初次觀測(cè)的角度與距離測(cè)定值，計(jì)算其沿視線方向的縱向位移量和垂直視線方向的橫向位移量，并求出測(cè)點(diǎn)總的水平移動(dòng)值及移動(dòng)方向。計(jì)算成果列入下表：
2、繪圖部分。為了從圖象上直觀地了解和分析測(cè)點(diǎn)在不同時(shí)間的移動(dòng)變化情況，以及各測(cè)點(diǎn)（觀測(cè)線上）之間移動(dòng)和變化的分布情況，應(yīng)根據(jù)各測(cè)點(diǎn)移動(dòng)值的計(jì)算成果繪制成移動(dòng)曲線圖。對(duì)于觀測(cè)線上的測(cè)點(diǎn)，可在每次重復(fù)觀測(cè)后繪制一條下沉曲線及水平移動(dòng)曲線。為了便于觀察和比較，應(yīng)將曲線圖繪在相應(yīng)觀測(cè)線斷面圖的上方。在斷面圖的上方適當(dāng)位置畫(huà)兩條水平線，作為繪制移動(dòng)曲線的橫坐標(biāo)軸。在此軸上，用與斷面圖相同的比例尺，并于觀測(cè)線上原測(cè)點(diǎn)位置相對(duì)應(yīng)地轉(zhuǎn)繪出各測(cè)點(diǎn)的位置，寫(xiě)上編號(hào)。然后在每一水平線的左側(cè)繪一豎直線，作為縱坐標(biāo)軸，分別代表水平移動(dòng)值和下沉值（如圖2所示）。為了使圖形明顯，可將縱坐標(biāo)軸的比例尺放大，根據(jù)具體情況可選用1：1、1：2或1：5的比例尺。對(duì)于分散測(cè)點(diǎn)可以繪制水平位移（下沉）~時(shí)間曲線圖。
四、觀測(cè)成果的分析研究
圖2是某觀測(cè)線根據(jù)垂直走向方向的觀測(cè)線的三次水平移動(dòng)觀測(cè)成果和三次下沉移動(dòng)觀測(cè)成果，繪制的水平移動(dòng)曲線和下沉曲線。由圖上可以明顯地看出，觀測(cè)線上各測(cè)點(diǎn)移動(dòng)量的大小和變形分布情況。跟據(jù)巖體性質(zhì)和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)在下沉曲線的兩端即可找到移動(dòng)邊界點(diǎn)，將各移動(dòng)邊界點(diǎn)投影到平面圖上即可圈定巖體移動(dòng)區(qū)域。在移動(dòng)比較活躍的區(qū)域可隨時(shí)增加一些分散的測(cè)點(diǎn)，通過(guò)移動(dòng)觀測(cè)，了解每個(gè)測(cè)點(diǎn)的移動(dòng)量隨時(shí)間變化的情況，進(jìn)行綜合分析。
通過(guò)對(duì)很多測(cè)點(diǎn)移動(dòng)值大小及方向的分布情況分析，可以了解巖體移動(dòng)的趨勢(shì)。根據(jù)各測(cè)點(diǎn)的水平移動(dòng)值與下沉值，可求出測(cè)點(diǎn)移動(dòng)總向量的傾角。由測(cè)點(diǎn)移動(dòng)的傾角及傾向，可判斷可能產(chǎn)生滑坡的空間位置。一旦發(fā)生移動(dòng)曲線突變，進(jìn)入巖體臨滑突變階段，就可及時(shí)向有關(guān)部門(mén)通報(bào)相關(guān)的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)和信息。
五、結(jié)束語(yǔ)
為防止巖體崩落和滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，監(jiān)測(cè)和治理工作是必不可少的，而測(cè)繪部門(mén)的監(jiān)測(cè)成果是至關(guān)重要的也是最基礎(chǔ)的。所以如何提供科學(xué)直觀的監(jiān)測(cè)資料也是我們測(cè)繪工作者值得關(guān)注和探討的問(wèn)題。
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