滑坡治理及监测综述

滑坡治理及监测方案研究

摘要：滑坡作为边坡失稳最为长见的地质灾害，给世界经济建设和人民财产安全造成严重损失。目前过内外地对滑坡的治理及监测工作进行了大量的研究。本文对比分析了国内外滑坡的治理，监测方案。滑坡的治理方法主要有：抗滑桩、清方减重、加载反压和排水工程。滑坡的监测方案主要有：地表变形监测、深部位移监测、地下水位监测、孔隙水压力监测、抗滑桩监测。

关键字：滑坡治理监测

1、引言

滑坡是指斜坡上的土体或者岩体，受河流冲刷、地下水活动、雨水浸泡、地震及人工切坡等因素影响，在重力作用下，沿着一定的软弱面或者软弱带，整体地或者分散地顺坡向下滑动的自然[1]。从本质上讲，滑坡是土体或岩体在重力势能的作用下遵循由高处向地处运动规律的自然现象，但是，如果滑坡的发生对集体或个人的财产、人身安全构成损失，那么就将这种自然现象称为滑坡灾害[2、3]。

滑坡灾害作为边坡失稳最为常见的地质灾害，给世界经济建设和人民财产安全造成严重损失。特别是20世纪以来，随着世界范围内开采矿山，修筑道路等一系列的活动的影响，人们的生命、财产安全越来越多的受到滑坡灾害影响着。据有关资料统计[4-8]：前捷克斯洛伐克有滑坡9164处，占地6万公顷;意大利受滑坡威胁的面积占全国土地面积的三分之一;瑞士四万平方公里的国土面积中，山区占70%以上，己调查的体积大于1 km3的特大型滑坡就有几十处;亚美尼亚有各种规模不等的滑坡3500多处。

对滑坡变形的发展变化趋势进行监测，掌握滑坡发展变化的规律，及时制定出有针对性的整治措施，一方面可有效地避免由此带来的重大损失，另一方面也有助于对滑坡灾害进行预测预防问题进行专门研究，对治理后滑坡稳定性研究可以评估治理工程的好坏，同时可以确保人民生命的安全。因而对滑坡的治理和监测既具有重要的工程价值又具有较高的理论意义。

2、国内外研究现状

（一）滑坡的治理

由于滑坡的频发性和极大的危害性，滑坡灾害治理技术的研究一直为世人所关注[9-15]

欧美国家自19世纪中期就开始了对滑坡灾害治理的研究，由于早期人们对滑坡的性质和滑坡机理认识的不足，对大、中型滑坡只能做到避让，对于小型滑坡主要采用清方减重、加载反压、抗滑挡墙和排水工程进行治理，其中排水工程尤为重视。在20世纪50~60年代，我国治理滑坡的方法主要是清方减重、加载反压、抗滑挡墙和排水工程等措施。

到第二次世界大战后，各国经济逐渐恢复和发展，对土地的利用也逐渐增多，遇到的滑坡灾害越来越多，仅采用清方减重、加载反压和排水工程等措施治理的滑坡，大部分都只是暂时处于稳定状态，随着地质条件的改变以及外界因素的触发，很多滑坡又复活了，抗滑支挡工程成为治理滑坡的迫切需要[16-18]。随抗滑支挡作用的普遍重视，直到20世纪60年代中期，国内外最早成功的应用了抗滑桩治理边坡，由于抗滑桩具有布置灵活、施工简便以及对滑坡扰动较小等优点，得到了广泛应用。

但早期抗滑桩的设计主要是参照桩基的设计，直到70年代末，国内外许多学者才对抗滑桩的设计理论和方法开展了广泛的研究，这一时期具有代表性的学者为:刘光代等[19]用压力盒对6070年代在成昆铁路和宝成铁路几个堆积土滑坡中的抗滑桩进行了实时监测，监测结果表明作用在抗滑桩上的滑坡推力大致呈抛物线形，且推力经三到四个月后达到高峰，随后逐渐稳定。马骥[20]对单根抗滑桩的受力条件进行了室内的模型试验研究，得出了在受力初期

和后期，抗滑桩前土抗力分布图形。Ito和Matsui[21-24]总结了口本新泻县滑坡区现场观测资料，提出了作用在滑动面以上桩体上的滑坡推力的分布有矩形状和三角形分布两种形式。同时他们考虑桩土间的相互作用，应用土体塑性变形理论对单桩进行研究，提出了由土体的相对运动作用在抗滑桩侧上的力的计算方法。

与此同时，滑坡治理措施中地下排水措施也得到了发展，常用地下排水措施有截水沟、盲沟、倾斜钻孔排水、水平钻孔或排水廊道、截水墙、平酮、集水井、真空排水、虹吸排水和电渗排水等。滑坡支挡工程类型也逐渐多样化，杨志法[25]等提出了纤维束导渗排水孔、层状网式钢筋石笼挡墙、预应力锚梁以及预应力抗滑桩四项边坡加固新技术，并获得了国家发明专利。预应力锚索、锚索桩、微型桩群、普通砂浆锚杆锚固、复合挡土结构[26-31]、土锚钉、加筋土、格构锚固[32-35]、抗滑明洞以及改变土的性质等治理技术广泛应用于滑坡治理中。（二）滑坡的监测

监测是一门新兴的边缘学科，最早诞生于20世纪50年代的工程现场，随着监测技术的发展以及人们最滑坡灾害的重视，监测技术开始应用到滑坡灾害上。最初滑坡监测技术主要是用简单的观测方法，通过人工直接观测滑坡体上地表裂缝、鼓胀、沉降、坍塌、建筑物变形及地下水变化、低温变化等现象。这种方法对于正在发生病害的边坡进行观测较为合适。也可结合仪器监测资料进行综合分析，用以初步判定滑坡体所处的变形阶段及中短期滑动趋势。随着监测技术的发展以及人们最滑坡灾害的重视，监测技术开始应用到滑坡灾害上。最初滑坡监测技术主要是用简单的观测方法，通过人工直接观测滑坡体上地表裂缝、鼓胀、沉降、坍塌、建筑物变形及地下水变化、低温变化等现象。这种方法对于正在发生病害的边坡进行观测较为合适，也可结合仪器监测资料进行综合分析，用以初步判定滑坡体所处的变形阶段及中短期滑动趋势

后来世界各国开始使用设站观测法及仪表观测方法。设站观测法是在充分了解了现场的工程地质背景的基础上，在边坡上设立变形观测点(成线状、网络状)。在变形区影响范围之外稳定地点设置固定观测站，使用经纬仪、水准仪、测距仪、摄影仪及全站型电子速测仪、GPS 接收机等仪器定期测量变形区内网点的三维(X, Y, Z)位移变化的一种监测方法。仪表观测法是用精密仪表对变形边坡进行地表及深部的位移、倾斜动态、裂缝相对张闭及地声、应力应变等物理参数与环境影响因素进行监测。目前，监测仪器的类型一般可分为位移监测，地下倾斜监测、地下应力测试和环境监测四大类，是当前和今后一个时期滑坡监测发展的一个方向。近年来发展的TDR (Time Domain Reflectometry)技术在滑坡监测上也得到了大力的应用。

随着空间技术和网络技术的飞速发展，各种先进的自动遥控监测系统相继问世，为边坡工程，特别是边坡崩塌和滑坡的自动化力学遥测创造了条件。由于自动化程度高，可全天候连续观测，故省时、省力和安全，是当前和今后一个时期滑坡监测发展的另一个方向。目前国际上只有荷兰、美国、日本、加拿大、韩国、香港等国家和地区在环境地质的远程监测控制传输、自动监测方面居于领先水平。例如荷兰研制的集地下水智能遥控遥测预测、自动监视、监测数据集中处理和远程传输技术于一体的Telemetry System;日本土谷尚等人研制的LSS-Ol型滑坡自动监测系统[36]等

3、结论

（1）在治理方面，综观国内外在滑坡灾害减灾措施研究情况可知，虽然已形成了一系列有效的滑坡灾害治理措施，滑坡灾害治理方案的优化研究主要集中在具体单个方案的优化设计上，治理方案选择基本上是基于定性的人为凭经验选取，这样，势必会造成选择的方案不一定合理和经济，有时造成巨大的浪费。然而，在实际工程中，往往同时有几个治理方案供选择，这时就必须对它们进行优化评价，从中选出较满意的方案。因此，很有必要对滑坡灾害治理方案进行研究。

（2）在监测方面，目前滑坡监测的手段较多，但真正在实际工程中应用并可以得到精确数