基于地质灾害防治工程勘察的监测方法研究

发表时间:2020/4/14   来源:《建筑实践》2019年第24期   作者:唐运发
[导读] 地质灾害是由于自然或人为作用,多数情况下是二者协同作用引起的
        摘要:地质灾害是由于自然或人为作用,多数情况下是二者协同作用引起的,已经成为制约社会经济发展和人民安居的重要因素。本文全面阐述了地质灾害的概念,在分析地质灾害勘察的目的任务、特点和勘察内容基础上,进一步分析地质灾害监测的内容与监测方法,为地质灾害防治工程相关勘察和监测方法的制定和实施提供借鉴。
        关键词:地质灾害;勘探;监测
0 引  言
        地质灾害主要是指崩塌(含危岩体)、滑坡、泥石流、岩溶地面塌陷和地裂缝等,它们是比较公认的因地壳表层地质结构的剧烈变化而产生的,且通常被认为是突发性的[1]。
        地质环境灾害是指区域性地质生态环境变异引起的危害,如区域性地面沉降、海水入侵、干旱半干地区的荒漠化、石山地区的水土流失、石漠化和区域性地质构造沉降背景下平原或盆地地区的频繁洪灾等,这些问题通常是多种因素引起的且缓慢发生的,地质界常称为缓变性地质灾害。
1 地质灾害勘察
        地质灾害勘察科学优化研究,包括勘察工作布置的优化要求,最佳勘察工作量的确定原则;现场调整依据、勘察施工工艺、野外编录要求和资料的最佳整理方法以及地质灾害体运动学与动力学模式、灾害发生机制和监测判据等。
1.1 目的任务
        地质灾害的勘察不同于一般工程地基的工程地质条件勘察或岩土工程的基坑支护勘察,它的最大特点是把对地质灾害体发育过程及其稳定性的认识置于首要地位,而不过分强调勘察工作量。地质灾害勘察的目的是为了科学地确定地质体的特征、稳定状态和发展趋势,为分析地质灾害发生的危险性,论证地质灾害防治的可行性和比选防治工程方案,最终确定是否需要治理、采取躲避方案或实施防治工程等不同对策提供依据[2]。
1.2 勘察内容
        (1)灾情调查。主要是查明已经造成的危害,如人员伤亡、直接经济损失、间接经济损失和生态环境破坏状况及其特点;
        (2)区域调查。主要是调查地质灾害形成的区域地形地貌环境和地质环境,特别是新构造期以来的地球表层动力学作用;
        (3)具体地质灾害体的勘察。采用工程手段和简易监测方法勘察地质灾害体的形态、结构和主要作用因素及其变化等,采用地质历史分析法综合评价其稳定性;
        (4)室内外试验。根据稳定性评价的需要,在适当位置开展现场原位试验,采取样品进行室内试验;
        (5)成因机制分析、研究模拟和稳定性评价。综合上述几方面的资料分析地质体破坏的成因机制,抽象提取正确的地质模型,开展物理模拟和数学模拟,最后进行定性分析和定量评价;
        (6)提出防治规划方案,进行防治工程可行性论证。根据灾情调查和勘察评价结论,作出未来灾害危险性预测,初步提出并论证不需治理、需要治理和必须搬迁躲避或综合方案的依据、布置与工程概算。


2 地质灾害勘察的特点
        地质灾害勘察不同于一般建筑地基的岩土工程勘察,其特点至少包括如下几方面:
        (1)重视区域地质环境条件的调查,并从区域因素中寻找地质灾害体的形成演化过程和主要作用因素;(2)充分认识灾害体的地质结构,重视变形原因的分析,研究主要诱发因素的作用特点与强度(灵敏度);(3)稳定性评价和防治工程设计参数具不唯一性,常表现为较强的离散性,应根据灾害个体的特点与作用因素综合确定,进行多状态的模拟计算;(4)目前尚未研究出具有普适性的稳定性计算方法(也许并不存在),现有的方法都有较多的假定条件;(5)勘察阶段结束不等于勘察工作结束,后续的工作如监测或施工开挖常常补充修改勘察阶段的认识,甚至完全改变以前的结论。因此,地质灾害的勘察有着延续性特点。(6)地质灾害勘察方法选择是强调应用经验与技巧,寻求以最少的工作量和最低的投资,获得最佳的勘察效果。
3 勘察方法
3.1 基本原则
        根据勘察工作的阶段性、各勘察方法的实用性和在本区条件下的适宜性,方法之间的互补性、互验性,勘察技术和经费的可行性等进行选择配置。优先选用基本的、主要的、简便易行的、覆盖面大的和经济上节省的勘察方法,如遥感解译、地面测绘和物探。按点—线—面的顺序展开工作,以求得对勘察对象逐步深入地认识,并据此推测地下和山体内部的情况,用以指导钻探和山地工程布置。
3.2 勘探方法配置
        首先用钻探对地面物探结果进行验证,提高其成果的准确性和应用推广价值。随后进行测井和跨孔探测,拓宽物探的勘测范围,以取得更好的成效。钻探应尽量投入到关键部位。每个孔都应综合测井,力求每个孔都具备较多的使用功能,包括利用钻孔进行变形监测等。对于由主裂缝或隐伏裂缝构成的危岩体或滑坡边界,应钻探勘察并进行跨孔探测,以准确确定边界条件、裂缝的发育深度等重要资料。不同的勘察阶段,决定了不同的勘察任务和选择不同的勘察方法。初勘,应选用航片解译、地面测绘、物探等轻型勘察手段为主,配置少量剥土、槽探及钻探。详勘,应加大钻探工作量,以求得详细的地质资料。可行性及设计阶段勘察,需要大比例尺的、定量的资料,应考虑投入重型山地工程,相反,物探则退居辅助地位。
4.1 监测目的
        (1)监测为校核评价地质灾害体的活动性或稳定性提供依据;(2)动态监测可以提供变形块体的运动学与动力学(破坏机制)特征,为建立地质力学模型,正确进行稳定性评价和防治工程设计提供依据;(3)动态监测可为勘察施工安全提供预警预报,及时反馈勘探施工如重型山地工程的扰动作用,为确定合理的勘察施工部位和施工强度服务;(4)勘察期的动态监测可为治理工程施工监测和竣工后长期的工程效果监测奠定基础。
4.2 监测内容与方法
        监测内容:(1)绝对位移监测是首选项目,一般利用勘察时投入的测量仪器进行大地测量法监测。(2)相对位移监测应与绝对位移监测一同展开。当勘察后即建立长期监测站时,应根据建站要求,及时投入其他监测(如电测)项目。(3)宏观地质调查简便易行,应确定相对固定的调查线路,定期进行。
        监测方法:(1)在勘察阶段,一般以简易监测或观测为主。如设立跨裂缝或变形带的标志点或连续的有色标志,定期用钢尺、经纬仪或全站仪进行测量。(2)对于位置重要,危害较大,必然要开展治理工程的地质灾害体,除在勘察阶段布置简易观测法外,应相继投入高、精、尖的监测方法和多种相互补充的监测方法,为可行性研究、工程设计和施工提供充分可靠的动态资料;(3)根据技术和经济的可行性,应及时开展GPS监测和数据实时处理研究;(4)利用勘探工程进行岩土体深部位移监测如钻孔倾斜仪监测;(5)监测技术选择应考虑其工作环境如通视条件、地形条件、气侯条件、洞内湿度和化学腐蚀性等;(6)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,尤其是保证监测不中断,取得连续数据。(7)监测周期勘察阶段的监测至少应有一个年度的连续资料;治理工程监测应起到控制施工强度和保证施工安全的作用;治理工程效果的判定应具备整个工程竣工后1~3年的完整监测资料。
5 结  语
        地质灾害的勘察与监测不同于一般工程地基的工程地质条件或岩土工程的基坑支护勘察与监测。本文通过全面阐述了地质灾害的概念,在分析地质灾害勘察的目的任务、特点和勘察内容基础上,进一步分析地质灾害监测的内容与监测方法,为地质灾害防治工程相关勘察和监测方法的制定和实施提供借鉴。
       
参考文献(References):
[1]孙广忠.地质灾害防治[A].地质工程理论与实践(文集)[C].北京: 地震出版社,1996,235~243..
[2]刘传正.论滑坡稳定性评价的几个关键问题[J].中国地质灾害与防治学报,1996,7( 2).
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