河南灵宝市某滑坡监测与预警分析

赵东力

（河南省航空物探遥感中心 河南 郑州450053）

【摘要】：针对灵宝市某矿山滑坡的灾害发育、活动与危害现状，建立了滑坡监测网，进行了滑坡变形及降雨监测；在复杂地质地形条件下，结合降雨情况寻求滑坡与环境（降雨）之间的临界状态值，对该滑坡诱发因素进行比较深入的分析和探索，达到滑坡预报预警的目的。

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关键词 滑坡；监测；预警

1．概述

(1)河南省灵宝市某滑坡1987年11月1日发生了40万m3的山体滑坡，主要为人类采矿活动引发，造成的经济损失约200万元。2000年以来，随着采矿规模的加大，在矿山东坡出现了大量的拉张裂缝和剪切裂缝，裂缝宽O.1~3m，有的已形成拉张裂缝槽，最长达150m。经过勘察，划分了四个滑坡体。

(2)滑坡为凸起状斜坡地形，呈上陡下缓状，地表坡度25~ 35。，最大达42。。滑坡体前缘最低高程约为700m，后缘高程约为970m。最大斜长620m，属中——深层滑坡，规模为中——大型。

(3)滑坡体物质组成为岩土混合类物质，滑带以上为粉质粘土和基岩，基岩岩性主要为碎裂混合花岗岩、高岭土化糜棱岩、片麻岩及混合花岗岩。滑带为构造带内的软弱破碎带，其主要成分为构造泥砾岩、碎裂岩，强度低．高岭土化现象强烈，遇水其抗剪切强度快速下降，是形成滑动面的有利物质。滑床主要岩性为混合花岗岩和碎裂混合花岗岩。（图1）

(4)根据勘察成果，滑坡属塌陷——推移式滑坡，处于蠕滑变形状态，其形成机制主要有内因和外因两种因素，内因包括地形条件和地质条件，外因包括降水、人类采矿活动及地震等因素。滑坡变形受人类采矿活动和降水影响较大，呈现间歇性、阶段性发展特征。采空区塌陷加剧了坡体的变形，影响了坡体的稳定性，导致滑坡成灾的可能性极大。

(5)该滑坡对矿区内的650口人及价值1370.5万元的财产构成了极大的安全威胁。在暴雨季节，历史上区内24小时最大暴雨强度383mm。

2．滑坡监测

滑坡一旦失稳，将会造成巨大的经济损失。

2.1监测原理。通过对滑坡体的变形测量以及对降水量数据的收集，分析滑坡体位移与降水之间的关系，建立预报预警系统，及时启动应急方案，最大限度地减小滑坡区域的损失。

2.2监测内容及方法。

2.2.1监测网点的布设及要求将位移监测点和地下水监测孔尽可能布置在与主滑方向重合的纵剖面上，明显变形部位增加监测点，监测点由水泥桩埋设，桩基座规格为50×50cm，长400cm，桩直径30cm，埋深150cm。

2.2.2监测内容及方法。

(1)滑坡体的位移观测基准点设置在地质灾害体以外的稳定地质体上，并构成可以进行稳定性检测的简单网型；基准点满足对变形点进行位移监测的各种观测条件。观测收集大气降雨（雪）量、温度情况，对地表裂缝、塌陷、崩塌等灾害体进行巡视检查、简易量测、拍照和记录等监测。

(2)采用全站仪、精密测距仪、进行变形监测，常用观测方法是视准线法、小角法、极坐标法、交会法等监测水平位移；水准测量、精密三角高程测量等方法监测垂直位移。注重在地质灾害体地表出现的裂缝处多布设测点进行裂缝简易量测。用雨量计、温度计进行常规气象监测，较准确掌握区域气象特征，为滑坡预警预报提供资料。

2.3监测周期。绝对位移监测周期一般为7—15天，变形速率增大或出现异常变化时，缩短监测周期；裂缝、塌陷变化监测与人工巡视检查周期为1~7天，发现异常加密监测和巡查。绝对位移、主要裂缝变化等监测内容的首次观测值取较早精确测量值。

2.4监测网的建立。该矿山滑坡1988年开始人工监测，1990年定了9个桩进行监测，到1995年经过对监测资料分析，认为滑坡基本趋于稳定。1995~ 2002年由于在滑坡体下部进行采矿活动，致使滑坡体复活。为了能及时了解滑坡的动态，使滑坡区生命财产得到尽可能的安全保障，停止了滑坡体下部的采矿活动，2005年起建立了较为规范的滑坡监测网（图2），在滑坡体外建立了5个基站，滑坡体内布置了27个监测桩（其中I号滑坡体9个；Ⅱ号滑坡体6个；Ⅲ号滑坡体8个；Ⅳ号滑坡体4个）。

3．滑坡监测分析

3.1位移监测。

(1)根据滑坡体监测结果（图3）可以看出：该滑坡27个监测桩均有变形和位移。其中I号滑坡体中6号与8号监测桩位移变化较明显，滑动大高差为- 12．Ocm；Ⅱ号滑坡体1、2、3号监测桩变方向总体约为310°，6号最大位移达34. 8cm，最化情况总体一致，沿285°方向移动，4、5、20号监测桩变形较大，移动方向总体呈305°，位移变化最大的是滑坡体后缘的5号桩达39. 8cm，高差变化最大为4号桩达- 20.5cm，且可见拉张裂缝下错现象；Ⅲ号滑坡体监测桩的平面位移及高差变化趋势一致，移动方向为2900，位于滑坡东北面侧缘的14号桩位移24. 9cm，滑坡体后缘19号监测桩最大高差为- 14. 2cm；Ⅳ号滑坡体滑动方向为45°，25号桩位移达54. lcm，高差变化最大为6号桩达- 47.7cm。

(2)通过对滑坡体的监测和降雨观测数据的综合分析，四个滑坡体具整体下滑趋势，表现为以滑动为主伴随着塌陷，局部以塌陷为主，降雨和采空区塌陷是滑坡体主要的诱发因素，在雨季滑坡体位移变形更为明显。

3.2降雨观测。根据滑坡变形监测资料和降雨数据，建立滑坡、降雨之间的经验性的统计关系，寻找临界降雨强度，这是目前降雨滑坡预报中最常用的分析方法之一。灵宝市该矿山滑坡雨量观测2005年9月26日- 10月2日的日最大降雨量45. 8mm（图4），降雨量累积达82. 7mm（图5）。监测人员于29日发现有土体松动、斜坡滚石及滑坡体前缘渗水等现象，分析可见，累积降雨量已接近临界降雨强度，9月30日、10月1日和10月2日仍连续降雨，降雨量分别为31. Omm、41．3mm、25. 2mm。

3.3降雨与滑坡分析。

(1)根据国内外众多降雨滑坡研究资料表明，进入雨季后，长期的连续降雨，即使是小雨、中雨，也可能诱发崩塌、滑坡和泥石流；当连续降雨量达50mm至lOOmm，日降雨量超过50mm时，严重的滑坡更易发生。雨季降雨时间愈长，降雨量愈大，滑坡灾害愈普遍、愈严重。

(2)在一定的地区，在固有的地形、地貌、地质条件下，有一个导致滑坡发生、发展的临界降雨强度；这个临界降雨强度值从岩土力学的观点上看，对于不同的滑坡体、滑动面和土质岩性可能是不同的。因而在一个地区对不同的地层，不同类型的滑坡产生的先后也有所区别，表现出临界降雨强度值有一定的变化幅度。该滑坡主要是降水渗入坡体降低了滑体的岩土抗滑摩阻力；另外，渗入坡体的雨水通过采空区到滑动面，软化了岩土，降低了滑动面岩土的抗剪强度，有利于坡体滑动。

(3)降雨因素决定于降雨强度和降雨量两个方面。降雨强度大，降雨持续时间长，则其降雨总量也大；另一种情况是暴雨集中，整个过程降雨强度大，但持续时间短，因而降雨总量并不很大，而滑坡在暴雨中发生的现象比较剧烈集中，表现出明显的暴雨影响的特征。此外，该矿山滑坡不同的地区，地质地形和地貌条件也不同，在同等降雨条件下，渗入坡体的水量越多，形成滑坡的频率就越高。

4．滑坡预警

4.1滑坡第一次预警。

(1) 2005年10月2日，该矿山I号滑坡前部变形移动发生了小规模滑坡，滑坡碎屑物引发了泥石流灾害，此次灾害造成住宿楼5余间房屋被毁，第二选厂尾矿管毁坏，造成直接经济损失约50余万，由于提前采取了预防措施，无一人伤亡。

(2)滑坡所在区域年降雨量较少，2005年主要集中9月下旬，一周降雨量累积130. 7mm（图5），多日连续降雨诱发了矿区滑坡体内的泥石流灾害。灾害发生前9月30日18时，滑坡监测站经对灾害前兆和监测数据分析后，向I、Ⅲ号滑坡体危险区发出了人员撤离的预警信号，对危险区人员进行了紧急疏散，成功地预警了滑坡“10.2”灾害，避免了人员的伤亡。

4.2预警信号设置。

4.2.1 为了更好地做好滑坡减灾、防灾工作，根据《突发气象灾害预警信号发布试行办法》及防御指南，结合我国现阶段灾害的预警情况，在分析了“10.2”灾害和滑坡的实际情况后，设置了滑坡降雨预警信号见表1，与滑坡监测、预警警报及应急预案共同组成了滑坡的预警预报体系。 4.2.2预警信号分三级，分别以黄色、橙色、红色图标表示。

(1)黄色信号：指累计降雨量将达45mm或3小时降雨量将达30mm且降雨可能持续，变形量达到35cm并有加速变形的趋势。滑坡区域人员应提高防灾、避灾意识，特别注意滑坡监测站通知，关注天气变化，采取防御措施。

(2)橙色信号：指累计降雨量已达82mm或3小时降雨量将达50mm以上，且降雨强度较大且一直持续，变形量达到40cm并有加速变形的趋势。监测站及时通报险情，切断低洼地带有危险的室外电源，落实应对措施。通知危险区内所有人员按预定方案迅速撤离到安全地带。

(3)红色信号：指累计降雨达113 mm或者3小时降雨量将达80mm以上且降雨可能持续，变形量达到55cm并有加速变形的趋势。滑坡体出现紧急险情，监测站立即上报直属主管部门，相关应急处置部门和抢险单位随时准备启动抢险应急方案，做好防灾减灾的准备工作。

5．结语

(1)根据滑坡勘察成果，建立了正式的滑坡监测网点，包括变形监测和降水监测。该滑坡监测、预警警报及应急预案共同组成了该滑坡的预警预报体系。

(2)结合地形地质条件，综合分析了滑坡的监测结果，初步建立起了滑坡变形位移和降雨量的临界值，成功预警了该矿山滑坡“10.2”灾害，避免了人员的伤亡。

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参考文献

[1] 马勇潮，滑坡整治及防治工程养护．[M]．中国铁道出版社．1996.

[2] 郑颖人等．边坡与滑坡工程治理．[M]．人民交通出版社．2007 -1.

[3] 魏丽等，降水与滑坡稳定性临界值试验研究．[M]．P426，616，P694. 2006-6．

[文章编号]1006 - 7619 (2014) 09 - 05 - 524

[作者简介]赵东力（1962 -），男，籍贯：河南郑州人，职称：工程师，毕业于郑州地质学校，主要从事固体矿产勘查、地质灾害治理等方面的工作。