重大工程滑坡动态评价、监测预警与治理关键技术-长江科学院

国家技术发明奖申报项目公示一、项目名称水利工程地质体和混凝土缺陷无损检测与无害处理技术二、推荐单位水利部三、项目简介（限1200字）不良地质体和混凝土缺陷严重影响工程岩体和水工结构的稳定性和耐久性，是工程建设和运行的安全隐患和突出问题；查明缺陷部位，进行有效处理是水利工程建设亟待解决的关键技术难题。

本项目紧密围绕国家重大工程建设需求，在863、科技支撑计划等国家与部委科研项目支持下，历时二十余年，取得了物探检测及缺陷处理技术领域内的新材料、新产品和新工艺等一系列原创性科研成果，形成了缺陷检测—处理—处理效果评价成套新技术和系统解决方案，结束了我国水利工程缺陷检测与处理无成套技术的历史。

经鉴定成果整体达到国际领先水平。

主要发明点如下：（1）首次认识到干孔声波耦合是内耦合加外耦合的全耦合问题，研制出国际上第一个全耦合干孔声波测试探头，实现了干孔声波的有效检测；采用全新思路，研发出世界上首个与传统压电陶瓷换能器不同的超磁致伸缩声波发射换能器，解决了声波检测长距离穿透难题；采用三角网射线追踪全局方法，实现了缺陷形态三维可视化，有效提高其成像效率和真实性；在相控阵探空雷达思想启发下，研发出国内外首台相控阵探地雷达，解决了普通单天线探地雷达发射能量低且抗干扰能力差等技术难题，使探地雷达技术产生了质的飞跃。

（2）采用分子结构调控手段和互穿网络技术，首次提出以亲水性为主兼具憎水性的化学灌浆材料设计理念，发明了高渗透、高亲和力的无害水下环氧树脂灌浆材料等缺陷处理新材料，实现了材料可操作时间精确可调，解决了在10-6cm/s～10-8cm/s的低渗性不良地质体中难以有效渗透以及在有压力水条件下难以有效固结的国际性技术难题。

（3）提出与项目研发的环氧树脂灌浆材料配套的水泥—化学复合灌浆新技术，实现了灌浆过程实时动态控制，解决了孔深达100m以上、水头高达150m～200m以及涌水条件下不良地质体难以有效处理的技术难题。

ＳｅｒｉａｌＮｏ．６２０Ｄｅｃｅｍｂｅｒ．２０２０现　代　矿　业ＭＯＤＥＲＮＭＩＮＩＮＧ总第６２０期２０２０年１２月第１２期 国家重点研发计划资助项目：矿山环境地质灾害协同监测预警技术与装备（编号：２０１７ＹＦＣ１５０３１０３）；国家重点研发计划资助项目：露天矿超高边坡滑坡灾变机理与防控技术（编号：２０１６ＹＦＣ０８０１６０２）。

王立文（１９８９—），男，工程师，１１３１２２辽宁省抚顺市经济开发区滨河路１１号。

雷达技术在露天矿边坡监测预警中的应用王立文１，２　韦忠跟１，２　袁英杰３（１．煤矿安全技术国家重点实验室；２．煤科集团沈阳研究院有限公司；３．马钢（集团）控股有限公司南山矿业公司） 摘　要　为了保证露天矿地质环境治理及残矿回收工程的安全实施，避免边坡发生片帮、滑坡等地质灾害而造成人员生命及设备财产损失，凹山铁矿采用雷达技术，构建一套边坡稳定性监测预警系统。

该系统可以对凹山铁矿的高陡边坡进行２４ｈ不间断监测扫描，通过边坡雷达的位移云图、位移曲线及速度曲线快速识别出潜在的不稳定区域，依据滑坡历时位移曲线，预测未来一段时间内不稳定区域的变形演化趋势，实时掌握边坡的动态情况。

当不稳定区域出现加速变形并达到预警阈值时，系统及时发出临滑预警，人员及设备撤离，有效保障凹山铁矿的安全生产。

雷达技术不仅可以对高陡边坡的异常变形进行准确预测、预报，也可以为凹山铁矿编制突发地质灾害应急预案及制定残矿回收开采计划提供技术支持和决策参考。

关键词　雷达技术　滑坡　监测　预警ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４ ６０８２．２０２０．１２．０４４ 自２１世纪以来我国对大型凿岩及装运设备进行了大力研发和应用，露天采矿技术得到了迅速发展，露天矿山的规模和效率得到了空前提高。

随着露天矿山开采深度的不断增加，边坡逐渐变高变陡，最终形成了大量的高陡边坡。

由于受地质构造、地下水流、大气降水及爆破震动等因素影响，高陡边坡的稳定性极易发生突变。

第一章工程概况一、道路本工程位于*****，公路运输便利，**公路与乡村公路连用可直接利用，承担工作所需钢材、木材、水泥等材料运输任务，局部建筑材料通过人工转运，运抵施工现场，运距较大，为40km。

二、气象场区属亚热带湿润季风气候。

平均气温14.7～18.1℃，极端最高气温42.1℃，最冷月一月，月平均气温3.8～7.0℃。

相对湿度80～90%。

多年平均降雨量1182.00mm，日最大降雨量171.8mm，雨量多集中在春夏、秋末季节；连续降雨量最长日数达12天。

常年多有伏旱，年平均无霜期为300天，秋季多雾。

主导风向东北风，平均风速1.85m/s，最大风速＞20m/s，静风频率54%，年平均日照1328小时，太阳总辐射平均值0.37兆焦耳/cm2。

三、场地本工程施工工期较短，所需的生产设施如机械停放、修配厂、钢筋制作和水泥仓库等，根据业主意见均搭建临时工房。

面积为100m2。

砂、粗骨料及条石现场堆放，水泥工具仓库100m2。

粗细骨料仓库每座拌合站设置一个。

四、水电区内电力较充沛，水电供应充足，对于治理工程施工所需的水电均可就近搭接，保证施工要求。

0.4Kv供电电线路0.5km，配电设施1套。

五、材料供应本工程所需的水泥直接由水泥厂供应，炸药、钢材由县物资局供应，木材由木材公司供应，汽、柴油由石油公司供应，炸药、钢格、汽油、柴油均在县城内购买，距离现场40km。

该项目所需天然建筑材料主要是片石、碎石、河砂。

根据调查，当地石材较为丰富，可直接购买。

片石、碎石、河砂的平均运距均按2km考虑。

第二章施工总体布置和施工道路布置一、施工准备1、施工准备原则施工准备安排的原则是：临时设施搭设、施工技术准备、施工物质准备、施工商务准备同步进行，统筹安排，为工程全面展开开创条件。

2、施工准备内容1）接到中标通知书后，立即组织人员规划施工场地，及早办理环境保护、环卫管理、文明施工、施工车辆通行证等一切与施工有关的手续，接管施工用水、用电搭接设施，为工程的开工创造良好条件。

深部位移监测方法及其应用深部位移监测方法及其应用深部位移监测方法广泛用于边坡、滑坡和城市深基坑监测中。

本文主要通过这三个方面详细介绍深部位移监测方法。

对于大部分实际工程（边坡、滑坡和城市基坑工程），深部位移监测一般均采用钻孔测斜仪。

所以首先介绍钻孔测斜仪器的原理。

1.钻孔测斜仪的原理在岩土工程领域，测斜仪主要用于测量土体运动，诸如：可能产生在不稳固边坡（滑坡）或挖方过程中周围的侧向运动等。

也可用来监测堤坝、芯墙的稳定性，打桩或钻孔的布置和偏差，以及在回填、筑堤和地下储罐中土体的沉陷等。

深部位移监测仪器采用活动式钻孔测斜仪。

首先在监测位置钻探一定深度( 至滑动面以下) 的竖直孔，并且安设PVC 测斜管，测斜管的底部一般嵌入稳定的地层3 m ～ 5 m，测斜管内有沿坡体滑动方向、垂直坡体滑动方向的导向槽2 组，测斜仪滑轮在导向槽内移动。

滑动式测斜仪主要由五部分组成：滑动式探头（探测器）、便携式数据采集仪、数据传输电缆、内置导向槽测斜管、旋转式探测仪。

其中测头的精度、数据采集仪的转换精度、数据处理的正确性、测斜管的质量以及使用中的问题往往会决定测斜仪精度的主要因素。

岩土体内部位移的测量、计算方法分为正序和倒序，即从地面向深处计算或者从深处向地面计算。

一般情况下，倒序计算时需将测管深入至不变的基础处，如基岩；正序时，测协管管口处的方位，需要使用经纬仪等仪器对不同时间的确切位置进行确定，以便对测试结果进行修正。

所有这些场合，通常要安装一根测斜管，将其安装在地下的钻孔内、或将管浇筑在混凝土结构中、也可将管埋在筑堤等之中。

该测斜管有四个槽口，用于固定便携式测斜仪探头的滑轮。

探头连在和读数仪相连的电缆的一端，用于观测与测斜管相关联的竖直（或水平）倾斜量，并以这种方式测量由土体运动所引起的任何倾斜量的变化。

为了获得安装了测斜管的土体周围一个全面的观测报告，必须沿测斜管进行一系列倾斜测量。

常规的测斜仪探头有两组滑轮，距离相隔0.5 米，将探头放到测斜管底部并开始读数。

【发布单位】国务院安委会办公室【发布文号】安委办〔2010〕17号【发布日期】2010-08-27【生效日期】2010-08-27【失效日期】-----------【所属类别】政策参考【文件来源】中国政府网国务院安委会办公室关于贯彻落实《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》精神进一步加强非煤矿山安全生产工作的实施意见(安委办〔2010〕17号)各省、自治区、直辖市及新疆生产建设兵团安全生产委员会，国务院安全生产委员会各有关成员单位，有关中央企业：为认真贯彻落实《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》（国发〔2010〕23号，以下简称《通知》）精神，进一步加强非煤矿山安全生产工作，促进非煤矿山安全生产形势持续稳定好转，现提出如下实施意见：一、总体要求和工作目标1.坚决贯彻《通知》精神和党中央、国务院关于加强安全生产工作的一系列重要指示和决策部署，以有效遏制非煤矿山重特大事故的发生和继续降低事故总量为目标，以深化安全生产“三项行动”、“三项建设”为抓手，进一步完善措施，突出预防为主、加强监管、落实责任，大力推进企业安全生产主体责任落实，大力推进打非治违、整顿关闭、资源整合、技术进步、强基固本等各项工作，大力推进安全生产长效机制建设，力争到2013年底，大中型金属非金属矿山达到安全标准化三级以上水平、所有金属非金属矿山和尾矿库达到安全标准化五级以上水平，露天矿山（不含型材矿）全部采用中深孔爆破、机械铲装、机械二次破碎技术和装备，金属非金属地下矿山（以下简称地下矿山）全部安装使用监测监控、人员定位、紧急避险、压风自救、供水施救和通信联络系统，三等以上尾矿库全部安装全过程在线安全监控系统，矿山企业主要负责人、安全管理人员、特种作业人员持证上岗和从业人员先培训后上岗制度得到全面落实。

通过努力，力争到2013年底，使非煤矿山生产安全事故死亡人数控制在1000人以内，重特大事故得到有效遏制，安全生产形势进一步稳定好转。

中华人民共和国地质矿产行业标准DZ 0240—2004 滑坡防治工程设计与施工技术规范SpecificationOfDesignandConstructionforLandslideStabilization1 总则1.1 为使滑坡防治工程安全可靠、经济合理、技术可行，确保工程质量，提高工程效益，达到减灾防灾的目的,特制定本规范。

1.2为正确有效地加固滑坡体，提高滑坡稳定性，提供防治滑坡灾害地质依据，必须专门对滑坡开展详细勘察。

1.3 滑坡防治工程应遵循下列基本原则：(1)滑坡防治工程须与社会、经济和环境发展相适应，与市政规划、环境保护、土地利用相结合。

(2)滑坡防治工程须进行技术经济论证，采用先进方法技术，使工程达到安全可靠、经济合理、美观适用。

(3)在一般条件下，防治工程应控制滑坡体变形不超过设计允许范围，不产生危及建筑安全的地质灾害。

(4)在特殊条件下，防治工程应能控制滑坡体的整体稳定，不产生危及生命和财产的重大地质灾害。

1.4滑坡防治工程设计标准，一般按50～100年服务期限考虑，特殊工程应进行专门论证。

位于人口密集区的滑坡防治工程，安全系数应适当增加。

1.5位于水库区或江河边的滑坡防治工程设计，须考虑库(江)水位及其变化对滑坡的影响。

1.6滑坡防治工程，应根据滑坡类型、规模、稳定性，并结合滑坡区工程地质条件、建筑类型及分布情况、施工设备和施工季节等条件，选用截排水、抗滑桩、预应力锚索、格构锚固、挡土墙、注浆、减载压脚及植物工程等多种措施综合治理。

1.7防治工程，除应符合本规范外，还应符合国家现行有关规范和标准的规定。

2 滑坡防治工程设计基本规定2.1 一般规定2.1.1滑坡防治工程设计，可划分为可行性方案设计、初步设计和施工图设计三个阶段。

对于规模小、地质条件清楚的滑坡，可简化设计阶段。

2.1.2 可行性方案设计：根据防治目标，在已审定的滑坡防治地质勘察报告基础上进行编制；应对多种设计方案的技术、经济、社会和环境效益等进行论证，并作出工程估算；提交可行性方案设计报告及可行性方案设计附图册，并提交滑坡工程地质勘察报告及有关试验报告等附件；计算和估算内容可以计算书和估算书的形式作为附件提交。

甘肃省人民政府贯彻落实国务院关于加强地质灾害防治工作决定的实施意见文章属性•【制定机关】甘肃省人民政府•【公布日期】2011.09.29•【字号】甘政发[2011]116号•【施行日期】2011.09.29•【效力等级】地方规范性文件•【时效性】现行有效•【主题分类】矿产资源正文甘肃省人民政府贯彻落实国务院关于加强地质灾害防治工作决定的实施意见（甘政发〔2011〕116号）各市、自治州人民政府，省政府各部门，中央在甘各单位：为认真贯彻落实《国务院关于加强地质灾害防治工作的决定》（国发〔2011〕20号）精神，进一步加强我省地质灾害防治工作，现结合我省实际，提出如下实施意见：一、进一步提高做好地质灾害防治工作重要性、紧迫性的认识地质灾害防治工作事关人民群众生命财产安全，关系经济社会发展和社会稳定，是一项全局性和基础性的工作，也是一项长期性和艰巨性的重大战略任务。

我省地处青藏高原、黄土高原和内蒙古高原交汇地带，地质环境复杂，地质灾害隐患分布广、数量多、密度高、险情重、危害大、治理难，是全国地质灾害最为严重的省份之一。

特别是近年来受极端天气、地震等因素影响，全省地质灾害发生频率明显上升，地质灾害防治形势异常严峻，任务十分艰巨。

各地要充分认识地质灾害防治工作面临的严峻形势，切实增强做好地质灾害防治工作的责任感和紧迫感，加强组织领导，狠抓工作落实，力争到2020年建成较为完善的地质灾害防治体系和地质灾害防治保障机制，有效防范各类地质灾害，明显减少因灾造成的人员伤亡和财产损失，促进全省经济社会持续快速健康发展。

二、扎实推进地质灾害防治体系建设（一）健全地质灾害调查评价体系。

1．加强调查评价工作。

各地要以县为单元，开展山洪、地质灾害专项调查评价工作，提高地质灾害调查精度和质量。

重点开展42个地质灾害易发区，兰州新区、关中-天水经济区等重要经济区和黄河、白龙江、渭河、洮河、泾河、大夏河等重点流域1∶5万地质灾害详查、环境地质勘查，力争到2015年完成中东部地质灾害易发区地质灾害详查工作，在2020年前完成重要经济区环境地质勘查工作，查清地质灾害形成条件、灾害类型、分布范围、发生原因，充分评估地质灾害稳定性和发展趋势，研究提出地质灾害防治措施。

国务院安委会办公室关于贯彻落实《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》精神进一步加强非煤矿山安全生产工作的实施意见安委办〔2010〕17号各省、自治区、直辖市及新疆生产建设兵团安全生产委员会，国务院安全生产委员会各有关成员单位，有关中央企业：为认真贯彻落实《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》（国发〔2010〕23号，以下简称《通知》）精神，进一步加强非煤矿山安全生产工作，促进非煤矿山安全生产形势持续稳定好转，现提出如下实施意见：一、总体要求和工作目标1.坚决贯彻《通知》精神和党中央、国务院关于加强安全生产工作的一系列重要指示和决策部署，以有效遏制非煤矿山重特大事故的发生和继续降低事故总量为目标，以深化安全生产“三项行动”、“三项建设”为抓手，进一步完善措施，突出预防为主、加强监管、落实责任，大力推进企业安全生产主体责任落实，大力推进打非治违、整顿关闭、资源整合、技术进步、强基固本等各项工作，大力推进安全生产长效机制建设，力争到2013年底，大中型金属非金属矿山达到安全标准化三级以上水平、所有金属非金属矿山和尾矿库达到安全标准化五级以上水平，露天矿山（不含型材矿）全部采用中深孔爆破、机械铲装、机械二次破碎技术和装备，金属非金属地下矿山（以下简称地下矿山）全部安装使用监测监控、人员定位、紧急避险、压风自救、供水施救和通信联络系统，三等以上尾矿库全部安装全过程在线安全监控系统，矿山企业主要负责人、安全管理人员、特种作业人员持证上岗和从业人员先培训后上岗制度得到全面落实。

通过努力，力争到2013年底，使非煤矿山生产安全事故死亡人数控制在1000人以内，重特大事故得到有效遏制，安全生产形势进一步稳定好转。

二、全面加强非煤矿山企业安全基础管理2.健全完善企业安全生产责任制和各项规章制度。

非煤矿山企业要建立健全以法定代表人负责制为核心的各级安全生产责任制。

在此基础上，要健全完善安全目标管理、矿领导下井带班、安全例会、安全检查、安全教育培训、生产技术管理、机电设备管理、劳动管理、安全费用提取与使用、重大危险源监控、安全生产隐患排查治理、安全技术措施审批、劳动防护用品管理、职业危害预防、生产安全事故报告和应急管理、安全生产奖惩、安全生产档案管理等制度，以及各类安全技术规程等。

三峡工程后续工作规划三峡库区地质灾害（滑坡、崩塌、危岩和塌岸）防治规划（2010-2020年）编制大纲0. 前言在党中央、国务院正确领导下，在全国人民大力支持下，经过三峡工程全体建设者和库区及移民安臵区各级政府和人民群众的艰苦努力，至2009年底，三峡工程初步建设任务将基本完成，目前已具备了并全面发挥设计的防洪、发电、航运和生态环境保护等巨大综合效益的能力。

三峡工程建设，在政治、经济、社会等方面都具有重大现实意义和深远历史意义。

随着三峡工程建成运行，一些亟待解决的新情况、新问题逐步显露。

这些问题，有的是在三峡工程论证和设计中预见到需要在运行后加以解决的，有的是在工程建设期已经认识到但当时难以有效解决的，有的是当前社会济经发展对三峡工程运行管理提出的新要求。

随着流域经济社会快速发展，我国建设生态文明、构建和谐社会的目标对三峡工程及库区主要功能提出了新的更高要求，其战略定位有了重大调整和提升。

因此，启动三峡工程后续工作，是中央在认真总结国内外大型工程运行管理经验及教训后，针对三峡工程提出的又一重大战略举措，是深入贯彻落实科学发展观的需要，是确保三峡工程综合效益可持续发挥的需要。

胡锦涛总书记提出，三峡移民工作要“努力使库区群众基本生活有保障、劳动就业有着落、脱贫致富有盼头，同心同德建设和谐稳定的新库区”。

温家宝总理强调，需要解决库区生态环境、地质灾害防治、移民安稳致富三个重大问题。

为了落实中央领导同志的指示，2008年9月，国务院三峡工程建设委员会第十六次会议对三峡工程后续工作进行了部署，确定由国务院三峡办、会同发展改革委、财政部研究提出三峡工程后续工作方案，报国务院审批。

2009年2月，国务院批准了国务院三峡办上报的《关于开展三峡工程后续工作规划的请示》。

2008年10月，国务院三峡办组织有关单位进行了规划调研，并在水利部长江水利委员会编制的《三峡水库可持续利用综合规划研究报告》基础上，编制了《三峡工程后续工作规划纲要》（讨论稿），经修改后，于2009年3月16日组织院士、专家进行了咨询研讨，通过进一步修改补充完善，提出了《三峡工程后续工作规划纲要》（审议稿）。