公路滑坡监测勘察模式及方法比较分析

发表时间:2021/8/5   来源:《建筑实践》2021年3月(下)第9期   作者:孙一平
[导读] 滑坡是指斜坡上土体在多角度、多层次因素包括水文条件、降水、地震及人为因素等作用刺激下,沿着山体表面或软弱带向下滑动的自然现象。

        孙一平
        (  四川德阳  618000 )
        摘要:滑坡是指斜坡上土体在多角度、多层次因素包括水文条件、降水、地震及人为因素等作用刺激下,沿着山体表面或软弱带向下滑动的自然现象。滑坡灾害发生机制是指滑移面上剪应力超过了该面的抗剪强度所致,常常带给人类不可逆的严重损失。本文主要介绍了对日常的监测与勘察模式方法进行比较分析。现有的滑坡稳定性评价和理论方法仍不够完善,和
实际情况出入有所偏差或较大,因此在实际施工与滑坡快速勘察,面向滑坡的常规检测就显得十分重要。常规勘察方法相对于监测方法来说,周期与成本方面都比较大,但数据更加精确可靠。在公路建设全天候常规监测滑坡方法、定期性常规勘察会更加完善。
关键词:公路滑坡;勘察模式;监测;
1引言   
        传统的灾情调查是基于人工实地调研与勘察,尽管这种人工操作方式比较容易获取调查地区的实际准确数据信息,但需要耗费大量的人力、物力,实时性低,同时调查人员生命无法得到保障,危险性相当高,在一些灾害严重交通受阻以及难以前往的地区无法顺利进行人工调研与勘察。在这种困境下,具有数据信息获取速度快、周期短、操作容易、信息量大、受条件限制少等特点的小型无人机移动机器视觉航拍技术成为了新的勘察方法。现代小型无人机移动机器视觉航拍技术较之传统人工监测方法,其优势主要体现在以下方面:在灾害发生前,能够多角度多层次快速获取当地大量有效宏观信息,帮助确定该区域安全系数与灾害可能发生的可能性和危害程度,能够及时采取相应的防灾措施,减少地质灾害造成的损失;在灾害发展过程中,实时动态的监测灾害发展进程和态势,快速将信息发送到负责应急指挥与救援的相关部门,有利于有关部门有效地组织应急救援指挥,及时有效地组织救援救灾、恢复人民生产作业与生活及重建家园工作;在灾害之后能够在灾区进行大范围内快速、精确地对灾害造成的损失分级评估,做好充分准备
    因此采取各种必要措施应对防灾新难题是当前一个重要科研课。本文针对广东地区特殊的气象条件及地质地貌情况,建立一套降雨型滑坡勘测与评估地面站软件,通过小型无人机移动机器视觉技术,对滑坡地区勘测提供实时信息,利于特种车前往灾害第一现场进行救援指挥。
2公路滑坡监测勘察的重要性及复杂性
        偏远地区特别是我国西部山区修建高速公路,不少公路都建设在河流旁边或者穿越大山峡谷里,当公路穿行在山区陡坡的特殊地质情况时,遇到天然滑坡或潜在的工程滑坡难以避免,同时山区公路会修筑路堑、路堤,也导致了许多由废弃土方形成的路堑边坡和路堤边坡,同时造成原本的自然斜坡的坡度变化,因此出现新的工程滑坡和旧自然斜坡滑坡的风险。这些由不可抗力导致的天然滑坡、潜在滑坡、工程滑坡统称为高速公路滑坡灾害。更为棘手的是,一般情况下用于治理工程滑坡的资金数额巨大,甚至数以亿计。显然通过公路滑坡监测勘察以避免滑坡危害在山区高速公路建设中是一个突出的问题,所以在工程建设的各个阶段应当充分重视滑坡灾害,以提高高速公路的运营安全系数。
3. 公路滑坡主要监测模式及方法
        公路滑坡监测内容主要是滑坡全生命周期(形成、进展、结果)、滑坡防治内容和效果的反馈情况。监测内容主要有:滑坡位移、坡度、应力应变、土壤含水量、温度、水位、水流、水力等数据。宏观地质观测法其特点为对异常地质情况需要周期性的采集、检测、记录,实时掌握了解崩塌、滑坡等变化进展及未来趋势。

简易观测法其特点为在发生异常或变形的不稳定处标记若干个骑缝式标志,直接测量标志变形与时间关系的一种简易观测方法。仪器观测法其特点为使用精密仪器在斜坡表面和内部位置进行监测位移变化、角度变化、裂痕变形等不同参数。大地测量法。主要有两方向前方交合法、双边距离交会法、视准线法、小角法、测距法及几何水准测量法。近景摄影测量法。将近景摄影仪摆放在不同角度的地方,并对边坡区域进行三维重建,使用立体坐标仪测量各观测点位置。仪表观测法使用精密仪表对滑坡采集表面和内部的位移、坡度情况、应力应变等各种数据。远程监测法能够连续远程监测,自动监控、采集、处理、备份数据,有着高效、可靠、稳定等特点。内部变形监测法。能够快速、准确的计算出滑坡相关信息如滑坡位置、滑动方向、位移量变化等。地下水位观测法适用于降水型滑坡需测量内部地下水位情况。可以使用若干仪器如水位测量仪、孔隙水压机等测量水位高低、水压大小、水流速度等。
4. 公路滑坡主要勘察模式及方法
        公路滑坡勘察内容主要是测量滑坡体积、分布情况等;测量公路滑坡体内部参数如岩土体力学、容重等;计算滑坡体应力应变参数大小,并提出滑坡治理方案;勘察公路及相关设施破坏程度情况。公路滑坡勘察方法主要有以下几点:(1)物探。物探方法有震探和高密度电法。但因为震探有可能会引发次生滑坡,不利于滑坡的治理,因此物探方法可选用高密度电法进行勘察;(2)原位测试。一般用于测量计算滑坡体的土壤受力情况,根据原位测试特点和滑坡的具体情况,可选用静力触探、标贯等方法估算出滑坡土壤受力情况;(3)钻探。钻探是滑坡勘察的主要方法之一,钻探可以深入勘察滑体内部结构、夹层的深度、软弱层的位置、滑动体的层数、分布,以及地下水的层数、分布、水量等;
        因此,对于规模简单的滑坡可以通过监测设备实时、快速掌握滑坡的深度、土质、位置、水分等相关数据信息,从而减少钻探工作量。对于规模复杂、易发生次生滑坡的滑坡体,一开始可以减少钻探工作量,用其他勘察手段如物探、原位测试来勘察滑坡体的位置、稳定性情况,假如勘察出具体的情况,对滑坡体无法掌握详细信息,进一步增加的钻探。
         一般情况下,滑坡体所处的地质条件比较复杂,而现在的公路滑坡勘察技术一般都是通过研究局部因素来反映整体滑坡体情况或者通过局部因素计算结果来间接推断,难以全方位了解滑坡体工程地质情况。现有的滑坡稳定性评价和理论方法仍不够完善,实际情况出入有所偏差或较大,因此在实际施工与滑坡快速勘察,面向滑坡的常规检测就显得十分重要。常规勘察方法相对于监测方法来说,周期与成本方面都比较大,但数据更加精确可靠。在公路建设全天候常规监测滑坡方法、定期性常规勘察会更加完善。
5.结束语
        本文主要介绍了对日常的监测与勘察模式方法进行比较分析。现有的滑坡稳定性评价和理论方法仍不够完善,和实际情况出入有所偏差或较大,因此在实际施工与滑坡快速勘察,面向滑坡的常规检测就显得十分重要。常规勘察方法相对于监测方法来说,周期与成本方面都比较大,但数据更加精确可靠。在公路建设全天候常规监测滑坡方法、定期性常规勘察会更加完善。
参考文献
[1]童力强. 典型滑坡遥感影像特征研究[J]. 国土资源遥感, 2013, 03: 86-92.
[2]保石才, 冷天星, 张昆生,等. 浅谈高速公路滑坡灾害综合防治[J].  公路交通科技: 应用技术版, 2012(1): 80-81.
[3]赵振宇, 龙万学, 魏小楠, 等. 公路滑坡快速勘察方法[C]. 贵州省岩石力学与工程学会 2014年学术年会论文集. 2014, 06: 40-50.
作者:孙一平,身份证号:510602196305121157。
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