2017年6月24日6时左右,四川茂县叠溪镇新磨村突发山体高位垮塌,垮塌方量巨大,造成河道堵塞2公里。截止6月26日,有118人失联,救援人员已发现15具遇难者遗体, 3名被埋人员救出。当地出动了3200多名救援力量和150多辆机具车辆在现场开展搜救工作。
2017年6月27日11时02分,四川茂县叠溪镇新磨村部分山体出现二次垮塌,所幸人员已经撤离,无人员伤亡。
▲茂县山体垮塌救援现场(图片来自中新网)
什么是碎屑流? 简单说是山顶岩体突然崩塌,向山下滚落过程中带动斜坡碎屑一起运动。对此专家表示,崩塌这种地质灾害并不局限于雨季发生,只要山体出现不稳定状态,随时都有可能发生,并且造成的危害十分严重。
可见,对边坡进行长期监测是一项必不可少的工作,一套精度高、稳定性高,可实时在线监测的监测方案更是尤为重要。近年来,在边坡工程实践中,越来越多的将光纤传感技术引入边坡监测中。光纤感测技术突破了传统点式感测技术的局限,可实现滑坡的连续分布式监测,比较全面地获得滑坡多场的变化信息,从而为滑坡的稳定性评价和灾害预警提供基础性资料。
▲茂县山体垮塌现场(图片来自人民网)
将光纤传感技术应用于滑坡监测,即通过将感测光纤传感器布设在坡体内,构建传感监测网络。坡体犹如植上了能感知的神经网络系统,能很好的感知滑坡变形发展,有助于滑坡预警和演变研究。
边坡灾害光纤监测方案的主要包括:
❖边坡自身的变形监测:坡表变形及深部岩土体变形监测;
❖ 边坡支档、锚固等防护结构的监测;
❖ 边坡温度场监测;
❖ 边坡地表水及地下水位监测;
❖ 边坡环境因素的监测,如降雨、地震作用等;
❖ 异常情况灾害预警
可将定点式应变感测光缆通过浅表开槽埋设、夹具固定及现场浇筑等方式植入坡表内、挡墙及格构梁等内部,监测坡面拉、张、鼓和开裂变形。
▲滑坡表面变形监测理念图
▲定点式应变感测光缆
(NZS-DSS-C08)
在坡体不同部位沿主滑方向打竖向桩孔,将封装好光纤传感器的综合光纤测斜管植入孔中,综合光纤测斜管由分布式光纤、光纤光栅串以及光纤光栅位移计等组成,利用综合光纤测斜管可测量深度岩土体的水平向位移大小;对于坡向位移,在坡面上布设斜孔至稳定基岩,通过FBG多点位移计方式来测量边坡坡向变形。
▲深部岩土体监测光纤传感器布设示意图
▲综合光纤测斜管及其布设示意图
通过在在抗滑桩施工时,在其钢筋上布设分布式应变感测光缆和光纤光栅钢筋应力计,在桩土作用面上安装光纤光栅土压力计、光纤光栅渗压计来对抗滑桩进行监测。分布式感测光缆可对抗滑桩进行全面监控,光纤光栅传感器可对重点监测部位进行精准监测,可实现对抗滑桩变形的全面感知。
▲抗滑桩监测光纤传感器布设图
在对边坡格构监测中,可沿格构梁纵横方向安装布设分布式应变光缆,构建光纤监测网络。
▲边坡格构监测理念图
位于坡脚部位的挡土墙可起到稳固边坡,防止土体滑移的作用,监测时可在挡土墙背部安装位移计、反力计、锚索应力计、土压力计、渗压计等,对边坡与挡土墙的相互作用进行全面监测。
▲边坡挡土墙监测光纤传感器布设图
将测温光缆埋入边坡表层或坡体内部,可对整个边坡温度场进行监测。
在边坡钻孔中埋入非金属加筋温度感测光缆,测量竖向温度差分布。
同时还可在不同深度埋设光纤光栅温度计,测量地温场变化。
▲边坡温度场光纤监测系统示意图
边坡地下水位测量可选用光纤光栅孔压计(NZS-FBG-PPG)在钻孔中埋入不同深度含水层中,测试土层地下水位。
边坡地表水位监测选用光纤光栅液位计来监测河流、水库、冲沟等水位高度。
▲边坡渗流场光纤监测系统示意图
由于边坡失稳变形征兆不明显,常常突然爆发;滑坡体多在野外,监测人员难以获取坡体实时状态。对边坡进行实时预报预警坡体变形情况具有重要意义。南智传感科技有限公司研制的地质灾害全光纤事件报警器,能实现突发地质灾害的报警和报送。全光纤事件报警器采用太阳能风能供电,采用无线移动网络(GPRS)将事件信息报送到监测人员手机和电脑中,从而实现实时预报预警。
▲滑坡灾害全光纤事件报警系统
▲滑坡灾害事件报警器
▲滑坡灾害事件无线报警站
茂县山体滑坡垮塌事件已经过去四天,我们为每个逝去的生命默哀,向所有拯救生命的努力致敬!
那么,我们还能做什么? 反思!
祸患积于乎微,防范贵在常态。一切结果源于之前的问题积累导致,对于可能存在隐患的滑坡还应尽早采取有效方式,加强日常监测,建立完善的灾害报警系统。告慰灾难的最好方式,是让悲剧不再重演,希望我国滑坡监测工作能够早日得到完善,也希望光纤传感技术能够更多的被应用,造福人类!