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摘要：工程在建初期，做好地质灾害的评价预测是首要，这是对后续工程施工和建成之后的安全保障，在地质灾害评价预测的过程中，岩土工程监测系统的运用具有相当大的作用。本文首先简要介绍了岩土工程监测信息的采集与分析，之后结合工程应用实例，分析了岩土工程监测对围岩大变形、岩爆以及滑坡等地质灾害评价中的应用，以作参考。
关键词：岩土工程监测；地质灾害；评价预测；应用
前言
岩土工程监测信息的运用，可以解决工程建设过程中能够遇到的围岩大变形、岩爆问题，而且也对滑坡问题的评价、分析和预测提供了关键信息。并为围岩变形与岩石分布理论的研究提供了基础资料，从而提供出了可靠的技术保障给信息化设计和施工，以降低甚至消除危害事故的发生系度。岩土工程监测技术作为岩土工程的重要内容，其发展与进步，同时也是对信息化施工的有力推行，另外，也使人们对岩土设计方法及其理论上的认识获得了迅速的提升。
一、岩土工程监测技术发展与应用状况
从20世纪50年代末期开始，现代科技成就，尤其是电子技术与计算技术的成就被广泛运用到岩土工程中，极大推进了勘察测试技术与岩土构筑物及地基设计理论和方法的进展。我国岩土工程新技术的一个重要表现便是岩土工程信息化作业的运行，信息化施工原理与环境效应是人们关注的重点，且已开始付诸行动，这不但是岩土工程技术本身的进步，更是业内乃至社会对岩土工程总意识的更新与进步以及发展。
纵览国内外，岩土工程监测技术的进步与发展主要表现在监测方法与机具本身的进步以及监测内容的不断扩大与完整上。前者给后者的实施提供了一定的技术手段及保证，后者又进一步促进了前者的技术更新与改进。监测用于施工，确保了施工质量，避免了事故的发生，岩土工程设计施工的整体水平达到了更高的高度。但是，即便岩土工程监测取得了不俗的发展，却依然存有一些问题，主要表现在：1）监测仪表器具本身的在线性、稳定性、重复性与操作性等方面还有不少问题；2）采集监测信息时，不够重视基础地质信息，信息处理的新技术还有待进一步提升；3）某些工程项目中，岩土工程监测工作虽引起了较大重视，但岩土工程信息却未得到充分利用。很多工程中，岩土工程监测信息的实际应用并不多，用于现场、生产以及对解决实际问题的解决上则更少。
近年来，计算机技术的高速发展，带动了工程安全监测的自动化与信息化。在1993年，由河海大学和福建省电力局合作研制开发的“福建省水电站大坝安全管理专家决策系统”被投入使用，在远程监控、实时分析、网络设计等方面都有很大进展；2002年，南京水利水电科学研究院研制出了“土石坝安全监测分析评价预报系统”，包括土石坝的安全监测信息管理分析系统和安全监测分析评价预报分析系统，实现了对土石坝安全状况的科学分析和评价。在水电高陡边坡的安全监控与分析系统开发方面，国内研究起步较晚，研发成果比较少。中国水利水电科学研究院在2005年针对小湾高边坡工程的需要，开发了“小湾水电站高边坡安全监测数据库及资料分析系统”，该系统主要包括监测数据库、方法库、图形库和分析模型库，提供了监测数据时 空动态分析与评估以及超限报警（5）。
但是，水电边坡工程监测仪器种类繁杂，数量众多，监测数据量庞大且监测资料系列较长，面对海量的边坡监测信息和数据，目前大部分水电边坡仍主要依靠人工进行监测信息管理和数据计算分析处理，劳动强度大，效率低，且很容易受到人为影响因素的影响，导致数据分析出现差错。这种落后的监测数据处理分析状况导致边坡监测资料的整理、分析与评价往往滞后于工程运行需要，很难及时发现和预报边坡的安全隐患，最终水电边坡的运行安全受到威胁。
二、岩土工程监测信息的采集与分析
（一）岩土工程监测系统建立的原则。
依照工程地质综合集成理论，可先通过地质条件、理论、以及专家群体的经验来分析判断并最终确定出变形敏感、应力集中、可能破坏等各区域，之后再根据这些结论设计出监测系统，且施工过程里的会出现的大裂隙以及塌方等部位，通常也是重点监测部位（3）。同时，为了便于进行分析与比对，有些在工程上或是地质条件上比较典型、极具代表性的地段，虽不算在变形敏感区、应力集中区以及可能破坏区这三个区域内，但也最好在其区域内埋设上必要的测点。现场的检测过程中，应首先确定出监测范围，并在监测范围内布置上相应的监测点，之后通过量测仪器的埋设，获得数据，从而了解地层与地下结构中的应力场和位移场的实际变化规律，以将其作为采取工程措施的有效依据。在分析地质条件和理论预测的分布规律后，布置出精确的位移监测点，且越是变化大的地方，以及离基坑或者地下结构越近，位移监测点都应布置得更紧密。在预测基础上，土层里的水平位移、土压力以及孔隙水压力测点等都应根据实际工程需要来进行布置。若是此地的应力场和位移场变化剧烈，位移监测点可相应稀疏些。监测点在优化布置的前提之下，应保证监测装置足够坚固和可靠，以方便实用、经济合理作为监测的基本原则，以提升关键区域的重点监测力度。
（二）基础地质信息的采集和分析。
基础地质信息涵盖范围很广，如地形地貌、岩性、地质构造、围岩类别等信息，对于这些基础地质信息的采集与分析，是合理构建出监测系统，并获得宏观地质资料的首要条件。围岩工程分类对地下工程来说具有比较重要的工程意义，其意义具体可表现为这几点：
（1）正确划分围岩类别，是应用工程类比分析法制定出喷锚支护设计的前提条件。
（2）围岩分类是监控量测断面选取的基础，这样才能选取出较有代表性的地段。
（3）是岩石力学理论分析服务的原位岩体力学参数试验，在选择试件位置上需将其围岩类别和计算断面一致作为先决条件，围岩的类别也会关系到力学介质模型的选择。
（4）围岩类别是整个工程施工项目的基本依据，且控制性结构面以及岩土体力性质是类似滑坡整治工程这样的地表工程的重要基础地质信息。在获得基础地质信息后，还应对其进行综合性分析，让它能充分运用到岩土工程监测中来（1）。
（三）现场量测信息的采集和处理。
现场量测信息主要包含有位移、应力、以及压力等信息，现场量测信息采集的好坏，以及这些信息的来源与获得方式是否真实有效，是影响着岩土工程监测的成败（2）。岩土工程监测信息的采集有电子、机械、自动遥测传输等多种方式，近些年的信息处理则引入了非线性处理方式和神经网络处理技术，随着科技的发展，对这些处理技术的研究程度也日趋成熟。
三、应用实例
（一）关于隧道围岩的大变形与岩爆问题。
某公路的隧道长约4200米，最大埋深为760余米，隧道周边施工地质条件复杂，地应力较高，经过勘察及设计预测后表明，隧道在施工过程中，很有可能会遇到一、二、三级大变形（如下表所示）和强烈岩爆问题。
在取得该隧道围岩二次应力的实测结果后，进行综合分析，计算出σmax/Rb值，得知全部岩爆段的局限范围仅在0.7~0.8之间的，是强烈岩爆活动，通常情况下是轻微或者中等岩爆活动，这和现场施工的实际情况一致。研究组在经过上述综合分析与计算后，将信息提供给了相关部门，一定程度上优化了施工和支护设计，最终节约了不少资金。
（二）关于隧道出口的滑坡问题。
隧道出口处的一滑坡在其左岸，经过岩土工程勘察以及中部平台侧斜孔初期的岩土工程监测都显示，此滑坡系浅表层滑坡，并无深部滑动迹象，但是在初期监测不久之后，便出现位移快速增大的现象，最终在不到两个月的时间内，侧斜管于19米处被折断，且通过处于纵剖面最下部的另一个监测孔的观测成果可知，4米处的位移和侧斜孔19米处的位移增长速度近乎等同，沟边片石挡墙在3米处就出现了明显的剪出缝。以上这些信息都说明了，在该滑坡中部平台的19米、下部4米以及片石挡墙的3米处，都已初步形成了贯通性的滑动面。研究组将这一信息及时反馈给了主管部门，引起了相关部门的高度重视。
结束语
总之，通过综合运用岩土工程监测信息，给该隧道在工程建设过程中遇到的围岩大变形、岩爆及滑坡等问题提供了关键信息，给围岩变形与岩力分布理论研究提供了基础资料，并提供给了信息化设计与施工更为可靠的技术保障。虽然目前的岩土工程监测技术依然存有一定的问题，但随着科技水平的不断提升，很多先进仪器将会不断被研发出来，岩土工程监测技术必将发展到新的高度。
参考文献：
[1]黄其芳.我国地质灾害监测预报现状综述[J].西部探矿工程，2004，05：181-183+186.
[2]李相然，曹振斌，姚志祥.济南市区地质灾害与环境岩土工程问题的风险度与风险评价[J].土木工程学报，2005，09：125-129.
[3]刘书江.水利水电工程环境岩土工程勘察与地质灾害评估[J].价值工程，2010，06：148.
[4]刘澜.试析岩土工程地质灾害的防治技术与实践探索[J].广东科技，2012，21：138+74.
[5]邱永杰.岩土工程施工技术的应用与发展方向[J].黑龙江科技信息，2012，15：294.
论文作者:郝伟
论文发表刊物:《基层建设》2016年10期
论文发表时间:2016/8/1
标签：围岩论文; 岩土工程论文; 信息论文; 工程论文; 位移论文; 地质论文; 岩土论文; 《基层建设》2016年10期论文;