地质灾害防治(治理)工程陈昌彦.ppt

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1、地质灾害防治（治理）工程施工监测技术,汇报人：陈昌彦Email:,汇报提纲,汇报内容提要,一,地质灾害监测技术的现状及发展趋势,二,地质灾害防治工程监测阶段及其目的,三,监测工作设计所需相关资料,四,地质灾害监测内容,五,主要监测方法,六,地质灾害监测系统的设计原则,七,监测仪器选型的基本原则,八,监测周期及监测精度,一、地质灾害监测技术的现状及发展趋势 P178,地质灾害监测技术是集地质灾害形成机理、监测仪器、时空技术和预测预报技术为一体的综合技术。,1.概述,1,监测地质灾害时空域演变信息、诱发因素,3,地质灾害的稳定性评价、预测预报和工程效果评估,2,获取连续的空间变形信息,2.现状,尽

2、管我国在地质灾害监测技术研究和应用方面取得了丰硕的成果，有效提高了地质灾害监测预警水平，但是仍存在一定的局限性。,监测技术、仪器设施多种多样，应用重复性高，受使用程度、精 度、设施集成化程度、自动化程度和造价等因素的制约，常造成设备 资源浪费，效果不明显。所取得的研究成果多侧重于某一工程或某一应用角度，基于地质灾 害成灾机理和诱发因素研究方面开展各种监测技术方法优化集成的研 究程度较低。监测仪器设施的研究开发、数据分析理论同相关地质灾害目标参数 定性、定量关系的研究程度不足，造成监测数据的解释、分析出现较 大的误差。,一、地质灾害监测技术的现状及发展趋势,1,2,3,4,3.发展趋势,一、地质

3、灾害监测技术的现状及发展趋势,目前，国内外地质灾害监测方法及相关理论已经取得了长足的发展，达到了很高的水平。,设备精度、性能水平提高，综合分析力度愈加重要,监测方法多样化、三维立体化,监测技术的高精度、自动化、实时化发展,其他领域先进技术的渗透,汇报提纲,汇报内容提要,一,地质灾害监测技术的现状及发展趋势,二,地质灾害防治工程监测阶段及其目的,三,监测工作设计所需相关资料,四,地质灾害监测内容,五,主要监测方法,六,地质灾害监测系统的设计原则,七,监测仪器选型的基本原则,八,监测周期及监测精度,1.地质灾害勘查期间的监测,二、地质灾害防治工程监测阶段及其目的 P179,监测地质灾害变形历史，分

4、析变形特征、影响范围，判断稳定状态,确定地质灾害体的空间几何特征和规模,测定灾害滑动速度、变形规模，预测失稳破坏时间、范围，捕捉变形信息,研究地质灾害变形破坏的主控影响因素和作用机制；,勘查期间监测目的,2.地质灾害治理设计阶段的监测,二、地质灾害防治工程监测阶段及其目的,监测地质灾害体内部的变形差异及其活动特征，为确定相应防治方案提供依据,2,确定正在滑动的潜在滑面的数据和位置及内部变形特征和其他特征信息,有效确定滑坡主滑、抗滑、牵引地段的划分，边坡危岩体的差异变形等,3.地质灾害治理施工阶段的监测,二、地质灾害防治工程监测阶段及其目的,治理施工阶段监测目的,监测施工爆破、震动对滑坡、危岩体

5、等地质灾害体稳定性的影响及其发展趋势,施工开挖加剧，弱化滑坡、崩塌等稳定性及诱发新地质灾害可能性，评估施工组织的有效性,验证勘查结果，反馈设计，必要时补充修改设计，指导采取或调整施工工序与工艺，开展信息化施工,验证施工新技术的有效性和不足,4.地质灾害治理运行阶段的监测,二、地质灾害防治工程监测阶段及其目的,监测支护结构与灾害体的相互作用；监测和评价治理的效果，检验施工质量；监测地质灾害防治工程的长期稳定性。研究地质灾害与防治结构的相互作用机制，有效监测防 治结构的工作状态，为防治新技术的应用、治理设计概 念的更新等提供研究依据；检验防治工程设计理论模型及岩土体性质指标值的准确性，验证改进监测

6、预报理论及模型，改善、提高监测预测预报技术方法。,汇报提纲,汇报内容提要,一,地质灾害监测技术的现状及发展趋势,二,地质灾害防治工程监测阶段及其目的,三,监测工作设计所需相关资料,四,地质灾害监测内容,五,主要监测方法,六,地质灾害监测系统的设计原则,七,监测仪器选型的基本原则,八,监测周期及监测精度,三、地质灾害防治工程监测工作设计所需相关资料 P180,汇报提纲,汇报内容提要,一,地质灾害监测技术的现状及发展趋势,二,地质灾害防治工程监测阶段及其目的,三,监测工作设计所需相关资料,四,地质灾害监测内容,五,主要监测方法,六,地质灾害监测系统的设计原则,七,监测仪器选型的基本原则,八,监测周

7、期及监测精度,四、地质灾害监测内容 P181,人工巡视监测,数据监测,地质灾害监测方法,地质灾害监测项目根据灾害类型、灾害安全等级、地质环境条件、防治措施以及变形控制要求等综合确定，针对其主要变形破坏特征开展监测。不同类型地质灾害的监测项目具有较明显的差异。,四、地质灾害监测内容,滑坡、边坡工程监测,地表变形监测、裂缝监测、建筑物变形监测、滑动面位移监测；地下水位和水量监测、降雨量、地表水监测、孔隙水压力监测；应力监测；布置平硐和竖井进行勘查的，宜进行硐（井）口位移、硐（井）内滑带位移、裂缝收敛变化、位移错动等,四、地质灾害监测内容,危岩（崩塌）监测,岩体绝对位移与沉降、裂缝（张开、闭合、位错

8、）变化；地下水位变化及泉水流量监测、裂缝充水情况等监测；布置平硐勘查的，还应进行硐口位移、硐内软层、裂缝收敛变化、位移错动等内容的监测。,四、地质灾害监测内容,泥石流监测,降雨是触发泥石流的重要因子，其监测重点应是降雨情况，监测内容为泥石流的频率、流速、流量以及泥石流流量的变化与河水流量、降雨量的关系。,塌岸监测,塌岸宽度、高度及长度，塌岸岩土体位移变化、地表裂缝（张开、闭合、位错）变化、地表水和地下水流量、流速、水位等变化、泉水流量监测及塌岸前缘坍塌情况监测等。,四、地质灾害监测内容,防治工程效果监测,监测内容：变形位移和应力监测，如监测预应力锚索应力值的变化、抗滑桩的变形和土压力、排水系统

9、的过流能力等。,目的：了解地质灾害体变形破坏特征 针对实施的防治工程进行监测,四、地质灾害监测内容,人工巡视,地质灾害人工巡视监测，由经验丰富的技术人员现场对地质灾害的各种变形迹象和要素的出现及发展趋势巡视和记录，如地表裂缝、塌陷、泉水露头等进行巡视检查、拍照和记录；密切关注地质灾害体上已有变形迹象的发展变化程度以及新生变形的存在及其发展和空间分布，并根据巡视发现的变形迹象的分布和发展趋势及时与监测数据进行综合对比分析，确定地质灾害的变形活动情况。搜集当地降雨量资料，对地质灾害体周边河流水位变化情况进行监测和分析其对地质灾害活动的影响。,地质灾害主要监测项目一览表,地质灾害主要监测项目一览表,

10、汇报提纲,汇报内容提要,一,地质灾害监测技术的现状及发展趋势,二,地质灾害防治工程监测阶段及其目的,三,监测工作设计所需相关资料,四,地质灾害监测内容,五,主要监测方法,六,地质灾害监测系统的设计原则,七,监测仪器选型的基本原则,八,监测周期及监测精度,地质灾害监测简易监测专业监测,五、主要监测方法 P183P194,5.1 地质灾害裂缝简易监测,滑坡、崩塌、泥石流灾害虽然突发性强，来势迅猛，但是这些灾害发生前都具有明显的前兆。对滑坡、崩塌体和建筑的裂缝经常进行简易的测量，是避免人员伤亡的最有效的方法。,裂缝简易监测的基本步骤：（1）选定监测点。一般选在主裂缝的两侧，每两个点为一组，最好设35

11、组。（2）确定测量工具和测期。可以用钢卷尺，或测绳进行测量。观测周期可以根据具体的变形滑动情况确定。一般每月应观测一次。变形滑动明显时，应增加观测次数，可以增加到每周，或每天一次。在暴雨时，应加密观测次数，可以增加到数小时一次。（3）记录、分析监测结成果。每次观测，需认真作好野外记录，并对获取的资料进行分析，预测预报崩塌滑坡的发展趋势。（4）建立简单易行的险情警报系统，当变形滑动量比平常明显增高时，应及时撤离，并通知附近群众和及时上报。,5.1 地质灾害裂缝简易监测,5.1 地质灾害裂缝简易监测,B、埋钉法：在建筑物裂缝两侧各钉一颗钉子，通过测量两侧两颗钉子之间的距离变化来判断滑坡的变形滑动。

12、这种方法对于临灾前兆的判断是非常有效的。,埋钉法（在建筑物裂缝两侧各钉一颗钉子，通过测量两侧两颗钉子之间的距离变化来判断滑坡的变形滑动）,5.1 地质灾害裂缝简易监测,5.1 地质灾害裂缝简易监测,5.1 地质灾害裂缝简易监测,五、主要监测方法,5.2 地质灾害专业监测,地质灾害主要监测方法及相关监测仪器：,5.2 地质灾害专业监测,地质灾害主要监测方法及相关监测仪器：,5.2 地质灾害专业监测,1.地表大地变形监测,目前，在各种地质灾害监测中，GPS 监测技术逐渐成为一种重要技术方法，广泛应用于各种崩塌滑坡不同变形阶段的三维位移监测。,a)十字交叉网；b)正方格网；c)射线网；d)基线交点网

13、；e)任意方格网,在监测过程中，合理设计和布设监测网是准确、有效地监测地质灾害体变形活动的关键。,5.2 地质灾害专业监测,测点不要求平均布设，但对重点部位应加密测点、监测频率和监测项目：a）变形速率较大或不稳定块段与起始变形块段（滑坡源、崩塌源等）。b）初始变形块段（滑坡主滑段、推移滑动段、松脱滑动段等）。c）对滑坡、崩塌稳定性起关键作用或破坏初始块段（滑坡阻滑段、崩塌锁固段等）。d）易产生变形部位（剪出口、裂缝、临空面等）。e）控制变形部位（滑带、软弱带、裂缝等）。,2.地表裂缝监测,地表裂缝监测可采用测缝汁、收敛计、钢丝位移计和位错计等进行人工监测或自动监测，也可在裂缝两侧设标点和测桩用

14、钢尺和游标卡尺进行测量。地表裂缝监测仪器一般跨裂缝、断层、夹层、层面等布置。,地面裂缝监测示意图,5.2 地质灾害专业监测,2.地表裂缝监测,滑坡地面裂缝自动记录仪,5.2 地质灾害专业监测,3.深部位移变形监测,深部位移变形监测,支护结构监测,深部倾斜监测,深部相对位移监测,5.2 地质灾害专业监测,1）深部倾斜监测,深部倾斜监测的基本原理 从孔底向上依次连续测量测斜管沿孔深方向的斜率变化，通过两点之间的斜率变化换算为两点之间的位移变化量，从而获得岩土体内部不同深度相对孔底稳定段的水平方向位移量。通过不同时间段的监测即可获得其随时间变化的累计位移时间的变化情况。,深部倾斜监测系统组成 倾斜仪

15、监测系统由两大部分组成即仪器采集系统和测斜导管系统。,5.2 地质灾害专业监测,1）深部倾斜监测,5.2 地质灾害专业监测,1）深部倾斜监测,深部倾斜监测的关键技术问题,结合勘查和治理设计工程，合理选择孔位，避免施工干扰和破坏 合理设计测斜管埋设深度 确保测斜管导槽方向与可能的主滑方向尽可能一致，相邻管导槽 顺利联通 保持测斜管垂直，确保倾斜度控制在1范围内 充分重视测斜管周围的充填质量,测试过程技术要点,初始测试时机和初始值确定 精析测试，确保数据稳定 重复测试，确保测试质量稳定,5.2 地质灾害专业监测,观测数据分析及成果表述,现场数据采集后，及时对测斜数据进行分析处理，绘出位移变形深度、

16、位移时间、变形速率深度、变形速率时间、合成位移深度、变形方向深度（时间）等变化曲线，分析确定滑移层位的存在、变形发展趋势、变形方向的变化等。,5.2 地质灾害专业监测,滑坡位移监测曲线图（导槽方向与滑坡主滑方向接近）,与滑坡方向近似一致,垂直于滑坡方向,合成位移深度,合成角度,滑坡变形位移曲线（测斜管导槽方向与主滑方向不一致）,与主滑方向接近,Y方向位移,合成位移,合成角度,2）支护结构监测,支护结构监测主要内容有：锚杆应力监测、锚索锚固力监测、钢筋应力应变监测、支挡结构与坡体接触压力监测、支护结构变形监测。,滑坡支护结构监测示意图,4.巡视监测,常规巡视与地质观测法：定期对地质灾害体出现的宏

17、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、支挡结构上的裂缝等)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。,地质灾害的巡视监测是地质灾害安全监测的重要组成部分，要将仪器监测数据与地质灾害巡视的各种异常现象紧密结合，关键时刻要以地质灾害巡视监测的异常地质现象为主进行预警预报评价。,5.2 地质灾害专业监测,汇报提纲,汇报内容提要,一,地质灾害监测技术的现状及发展趋势,二,地质灾害防治工程监测阶段及其目的,三,监测工作设计所需相关资料,四,地质灾害监测内容,五,主要监测方法,六,地质灾害监测系统的设计原则,七,监测仪器选型的基本原则,八,监

18、测周期及监测精度,六、地质灾害监测系统的设计原则 P194195,监测设计中应遵循原则：,监测仪器具有仪器生产准许证，产品质量合格。使用前，须经过国家有关计量部门标定，并具有相应的质检报告。变形监测基准点设置在灾害体以外的稳定地质体上，且不易受施工破坏，也不妨碍施工作业的地方，构成可以 进行稳定性监测的简单网型；应遵循“五个结合”的原则，即监控整体与突出重点敏感部位相结合，监测灾害体动态与监测防治工程的结构相结合，地表监测与深部监测相结合，仪器监测与专业巡查相结合，施工安全监测与防治效果监测点的布置有机结合。,六、地质灾害监测系统的设计原则,监测设计中应遵循原则：,在地质灾害防治各阶段监测工作

19、有机衔接。监测系统设计要充分考虑防治工程的安全等级，重点突出。充分重视监测工作的及时性，即及时埋设、及时观测、及时整理分析监测资料和及时反馈监测信息。监测工作布设力求少而精，监测断面应有主次之分，应能控制滑坡、崩塌等主要变形方向，并尽可能与勘查剖面重合或平行。地质灾害监测以仪器测量为主，人工巡视、宏观调查为辅，力求仪器量测与人工巡查相结合,六、地质灾害监测系统的设计原则,监测设计中应遵循原则：,在泥石流区若有滑坡、危岩崩塌发育，则应按滑坡及危岩崩塌区的监测要求布置监测工作。防治效果监测时间长度不应小于一个水文年，数据采集时间间隔宜为710天，在外界扰动较大时，如暴雨期间，应加密观测次数。滑坡长

20、期监测宜沿滑坡主剖面进行，监测点的布置可少于施工安全监测和防治效果监测。,不同类型和特点的滑坡、崩塌，其相关因素监测的重点内容是：a）降雨型土质滑坡，应重点监测地下水、地表水和降水动态变化等内容；降雨型岩质滑坡、崩塌，还应重点监测裂缝的充水情况、充水高度等。b）冲蚀型及明挖型滑坡、崩塌:重点监测前缘冲蚀（或开挖）情况，坡脚被切割宽度、高度、倾角及其变化情况，坡顶及谷肩处裂缝发育程度与充水情况，以及地表水和地下水动态变化。c）洞掘型滑坡、崩塌:应进行洞内、井下地压监测,包括：顶板（老顶）下沉量及岩层倾角变化，顶板冒落、侧壁鼓出或剪切，支架变形和位移，底鼓等。有条件时应监测支架上压力值。,汇报提纲

21、,汇报内容提要,一,地质灾害监测技术的现状及发展趋势,二,地质灾害防治工程监测阶段及其目的,三,监测工作设计所需相关资料,四,地质灾害监测内容,五,主要监测方法,六,地质灾害监测系统的设计原则,七,监测仪器选型的基本原则,八,监测周期及监测精度,七、监测仪器选型的基本原则 P199,监测仪器的选型应当遵循以下几个原则：,综合比较、传统仪器与新技术结合适用,仪器的可靠性和长期稳定性好,仪器类型宜尽量单一,兼顾自动化监测的需要,监测仪器的精度应当达到设计要求,用于永久监测的仪器要求维修方便、更换和保护牢靠,原则,汇报提纲,汇报内容提要,一,地质灾害监测技术的现状及发展趋势,二,地质灾害防治工程监测

22、阶段及其目的,三,监测工作设计所需相关资料,四,地质灾害监测内容,五,主要监测方法,六,地质灾害监测系统的设计原则,七,监测仪器选型的基本原则,八,监测周期及监测精度,九、监测周期及监测精度 P200,1.监测周期的设计,勘察阶段,施工阶段,运营阶段,取决于地质灾害变形活动程度；变形快间隔时间短，变形慢间隔时间长,施工安全监测频率高；灾害稳定性好可8-24h一次，稳定性差宜进行实时自动化监测,监测周期随着防治工程完成逐渐延长。工程完工后监测不少于一个水文年。,九、监测周期及监测精度 P200,2.监测精度要求,水平位移、垂直位移以及变化速率监测误差应小于实际变形值的1/5-1/10，且不大于2mm，水准测量每公里中误差小于1.5mm。土质滑坡，精度可适当降低，水准测量每公里中误差不超过3.0mm。地表裂缝监测采用伸缩仪、位错计、千分卡等进行量测。测量精度一般应不大于0.1mm1.0mm或监测周期内平均变化量的1/5。滑坡深部位移监测采用钻孔倾斜仪进行，系统总精度不超过5mm/15m。锚索测力采用轮幅式压力传感器、钢弦式压力盒、应变式压力盒、液压式压力盒进行监测。长期监测的锚杆数不少于总数的5。泥石流的泥位监测误差不应大于0.2mm,谢谢大家！,