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岩石边坡微震监测安全预警与应用

文档作者：周钟，蔡德文，沙椿。徐奴文文档来源： 1．中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，成都610072； 2．四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室		点击数：	更新时间： 2023年03月10日
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第3 1卷第1 1期
2 0 1 4年1 1月
长江科学院 院报
Journal of Yangtze River Scientific Research Institute
V0l_31 No．11
Nov． 2 0 1 4
DOI：10．3969／j．issn．1001—5485．2014．1 1．029
岩石边坡微震监测安全预警与应用
周钟 ，蔡德文 ，沙椿 。徐奴文
(1．中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，成都610072；
2．四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室，成都610065)
摘要：针对锦屏一级水电站左岸边坡突出的稳定性问题，结合微震监测技术，研究了边坡预警框架、微震预警功
能、多元信息融合判据，构建边坡稳定性安全预警体系，提出锦屏一级水电站左岸边坡预警思路，建立基于微震监
测的边坡稳定性局部预警方法、考虑微震损伤效应的边坡稳定性整体预警方法以及多元信息融合判据的综合预警
方法，形成一套独具特色的岩石高边坡稳定性综合预警系统。在此基础上，对左岸坝肩边坡出现的实际工程问题
进行成功预警。结果表明，提出的综合预警方法可以较好地预测岩石边坡变形失稳风险，为锦屏一级水电站边坡
施工期及运行期的安全预警提供了依据，也为类似岩质边坡工程稳定性预测研究提供了一条新的思路。
关键词：岩石边坡；微震监测；锦屏一级水电站；稳定性；安全预警
中图分类号：P642 文献标志码：A 文章编号：1001—5485(20l4)11—0149—06
1 研究背景
我国西南部水力资源丰富的金沙江、澜沧江、大
渡河和雅砻江等地区逐步开展大规模水电工程建
设，随之带来许多前所未有的岩石高边坡工程，这些
边坡既高又陡，地质条件复杂，环境因素恶劣，不仅
有强烈卸荷作用，并且有多因素联合作用 j。如
澜沧江小湾水电站、金沙江乌东德水电站自然边坡
高达1 000 m，雅砻江锦屏一级水电站开挖边坡最高
达540 m，大渡河大岗山水电站右岸边坡开挖高达
400 m。这些岩石高边坡是大型水电工程建设中的
主要地质环境和工程承载体，高陡岩质边坡问题是
工程建设的首要工程地质和岩石力学问题，对工程
建设可行性和运行效益起着至关重要的作用。
高边坡失稳监测与滑坡预报一直是边坡工程稳
定性研究的重要课题之一，也是岩石力学与工程研究
领域的热点和难点。随着计算机技术、3S技术、高精
度动态监测技术和信息融合技术的快速发展，滑坡灾
害的监测预警研究取得较大进展。美国地质调查局
与美国气象局合作利用滑坡灾害发生与降雨量的统
计关系，建立了实时的区域性滑坡预警系统 ；在国
内，刘造保等_4]、金海元等 J、李聪等 在常规监测数
据的基础上，结合锦屏一级边坡进行了稳定综合预报
研究，为边坡开挖的顺利开展提供科学的依据。殷坤
龙等 卜引、李秀珍等 提出了滑坡预测及相关模型，
并对滑坡灾害预测预报进行了分类。何满潮¨ 开发
了滑坡地质灾害远程监测预报系统，实现摄动力动态
变化的远程实时监狈4，并在露天矿山边坡中得到成功
应用。边坡演变为滑坡的预测预警工作最为关键的
问题是临界预警判据研究和确定，目前国内外还处于
探索阶段，学者们从不同的角度对滑坡的表征现象和
诱导因素也进行了深入研究¨卜”J，如变形量、裂缝、
降雨、地震和地下水等，取得了很好的成果。
本文以锦屏一级水电站左岸边坡为工程背景，
以现场调查、地质分析、常规监测和微震监测及其反
馈分析 钊为研究基础，提出基于微震监测的边坡
局部安全预警、考虑微震损伤效应的边坡整体稳定
性预警和多元信息融合判据的综合预警方法，并结
合左岸边坡实践验证了预警判据系统，为锦屏水电
站边坡工程顺利开挖和运营提供依据，并为其它类
似边坡工程预警研究奠定基础。
2 岩石边坡预警体系
目前国内外岩土工程界已提出了数十种判断边
收稿日期：2014—07—30；修回日期：2014—08—20
基金项目：国家自然科学基金资助项目(51209127，51279024)；国家重点基础研究发展计划973项目(2014CB047100)
作者简介：周钟(1962一)，男，重庆市人，教授级高级工程师，主要从事水电站设计及技术管理工作，(电话)0834—6768502(电子信箱)
1247263510@ qq．com。
通讯作者：徐奴文(1981一)，男，湖jE武汉人，讲师，博士，主要从事岩土工程灾害机理、监测与防治方面的研究工作，(电话)028—85406701(电
子信箱)xunuwen@SCU．edu．1311o

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