1. 概况

荣县双古镇五桐村一匹山崩塌灾害隐患点，顶部有约1m左右的土层，种植大量的茶树和部分树木，坡度6～15°，从外侧看崩塌体有一个近70～90°的临空面，崩塌体主要由砂岩组成，在基岩山坡面上已经有很多垂直和水平方向裂缝，宽度10～50mm。高差70～80m。据双古镇国土员邹兴荣介绍，早在2004年这里就发现了险情，坡下大石也是以前崩塌形成的，当时还是组织村民人工查看。

2016年8月根据自贡市国土资源局的统一安排，我公司组织技术人员对该处灾害隐患点作专业监测点勘察设计，根据当地居民反映，前几年的小煤窑生产加剧了崩塌体变形，山体内有大量空洞，使得此处地形更为复杂、极不稳定；勘察时发现崩塌体后缘有一条长度约60m的裂缝和错台，错台宽度超过0.5～1米；一个直径约3m、深度约2m的地陷坑；裂缝距崖边约3～40m，推测长度约100m，见图1-2 的平面示意图，由此估算该崩塌体的体积约10万方以上，本处地表植被较好，为茶林和部分树木，该崩塌灾害点威胁坡下46户180人，可能造成财产损失超过600万元，图1-1为崩塌外观照片。

图1-1 五桐村崩塌体照片

2. 专业监测方案

2.1 设备简介

“滑坡（崩塌）智能监测预警系统”由监测预警终端和远程控制中心组成，监测预警终端采用多个传感器、微处理器、控制器、3G网络技术，集数据采集、控制、预警（声光鸣笛、短信、电话）、传输于一体，系统安全可靠。独创的每秒实时监测预警、多预警阀值设置（位移变化率：1～200mm/h；累计收敛：0～-600mm；累计拉伸：0～600mm）、断网也能实时监测预警功能，提高了预警的可靠性和应急处理能力。现场鸣笛、无线远程鸣笛（>1000m）、短信、电话报警方式提高预警可靠性，缩短了预警响应时间，对减少人员伤亡和财产损失起到了积极作用。当网络出现故障不能实时传输数据时，监测预警主机自动发出网络错误预警短信，监测预警主机自动将数据存贮在本机内（可存贮69632条记录），网络正常后再全部上传控制终端。根据用户需要一个监测预警终端可对滑坡体的多个点进行实时监测预警，可极大降低使用成本。

“滑坡（崩塌）智能监测预警系统”为四川远德安防检测设备有限公司的专利产品，2015年通过四川省科技厅组织的科技成果鉴定（川科鉴字【2015】第14号），为国内先进水平。鉴定委员由成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点试验室、中科院成都山地灾害研究所、四川省地质调查院、四川国土资源厅地质环境监测总站的著名专家教授组成。本监测预警系统获得自贡市科技进步三等奖、重庆市科技进步三等奖。在自贡市国土资源局的大力支持下，自贡市5区2县18个专业监测点均采用我公司的智能监测预警系统。

2.2 监测方案

2.2.1设计方案：

 用1套滑坡（崩塌）智能监测预警终端固定在茶林，采用太阳能供电方式（40AH，60W），方圆10m的树林砍掉以便太阳能使用；3位移监测崩塌顶部裂缝的变化，1个雨量监测站，本监测采用1个远程无线报警终端（留言报警喇叭,带UPS电源）安放到坡下村民家中，山顶边缘处增加一套无线中继，使报警信息能可靠传递，并增加一套GPRS增强天线；为不影响村民在茶园的生产活动，3条测线均采用地下暗埋方式，本监测方案经过多位专家评审通过。

2.2.2 施工方案：

机箱离地80cm，主干顶部离地2m，装有避雷针，基坑深度为60cm，混凝土浇筑。设备立于茶园中，由于离农户家较远，无法采用220V市电，遂采用了太阳能供电，采用2块30W的太阳能板，一块向南方另一块向北方，通过太阳能充电控制器为一个40AH的蓄电池充电；由于设备周围的树木遮挡住了太阳光的照射，所以对影响太阳能板采光的树木作了砍伐，以保证太阳能板的采光需求。测线采用金属软管暗埋方式，暗埋深度为40cm，施工完成后将土地复原，不影响人员的通行及采茶农民的正常工作。监测基点相对于监测点为稳固的，监测基点设于崩塌体后方，监测点设于崩塌体上，做拉伸监测。基点和监测点都设有基坑，基坑深度40cm，混凝土浇筑角钢固定测线。施工及完成见图1-2所示。

图1-2 五桐村崩塌专业监测方案示意图

2.2.3 参数设置

①上网参数：

采用域名映射方式

采样间隔：100ms；

数据上传时间间隔：7200s；

②预警阈值：

累计位移：200mm；

变化速率：5mm/min；

③报警方式：

现场喇叭：“危险！请避让......危险！请避让......”；

报警时长：20s  ；

短信报警：累计位移或变化速率超过阈值时发送报警短信；

平台报警：超过报警阈值时显示报警图标，并自动改变数据上传时间间隔。

3. 实时监测结果

3.1 报警之前

如图3-1曲线图所示，在安装完成后一段时间的正常使用中，在1月25日之前，该地质灾害专业监测点未发生较危险的位移变化，位移4mm也在变化率报警范围（5mm/min）以内，属于安全状态下。

图3-1数据曲线图

3.2 报警分析

3.2.1首次报警

如图3-2曲线图所示，从2月3日开始3条监测线发现较明显的位移变化，直到2月14日已经产生的18mm的位移距离变化（未超过200mm的累计阀值报警）。位移2从曲线图3-1所示的0mm变化到4mm之后又发生了跳跃式的位移变化：4mm→8mm→14mm→18mm；2月9日15：07因位移3的变化速率（从0mm→9mm）超过预设阈值后监测终端发出首次预警提示，各监测点的变形值分别是0mm、14mm、9mm，报警喇叭连续发出“危险!请避让。危险!请避让。....”的报警声音，当地监测人员及时反馈报警信息，我公司也对此作出及时反映，到该地质灾害点进行现场险情的勘察，发现现在的地陷、裂缝相比原来又有明显的加大加深，石土缺失严重，在雨水的冲刷下很容易发生山体垮塌的地质灾害，严重威胁着山下的住户。

图3-2荣县一匹山崩塌数据曲线图（截止2月14日）

2月11日自贡市国土局、荣县国土局、双古镇等相关领导高度重视，现场办公会决定坡下12户36人立即避让，图3-3为沉降坑照片和政府工作人员向村民作避险、搬迁动员的照片。

图3-3

3.2.2  第二次报警

在7月16日19点38分监测终端启动第2次报警，“危险！请避让....危险！请避让.......”的报警声音在五桐村响起，并发送如图3-5的报警短信。从图3-4可见，3个监测点的位移变形呈逐渐增大的趋势，其中1#监测点的位移分别从0mm增大到83mm；2#监测点的位移分别从0mm累积到了113mm、192mm；3#监测点的位移分别从0mm累积到了85mm。

图3-4 双古镇五桐村一匹山崩塌曲线图（截止7月17日）

其中2#监测点在2017年7月16日晚上19:38时分发生了较大的数据变化（从113mm→192mm共79mm的瞬时位移变化），虽然没有达到200mm的累计阀值报警，但远远超过了5mm/min的变化速率报警值，因此监测终端也及时启动了报警程序，同时也通过手机短信的方式即时提醒了荣县国土资源局及双古镇镇长等其他相关人员（报警短信见图3-5）。

图3-5 荣县双古镇一匹山报警短信

四川远德安防检测设备有限公司的技术人员在后台监控到异常信息后，于7月17日上午立即组织工作人员到一匹山灾害隐患点进行勘查（见图3-6），发现该监测点又发生了较大的位移裂变，原来地坑规模大约宽3米、长10米、深8米，到7月17日现场勘查情况比对有大的变动，地坑边缘有一棵高约10米的树从根部倒下，而我公司监测设备正是监测到了此种变化，因而产生了达到79mm的瞬时裂变，可以说明此处地质灾害隐患点已经处于一种随时可能发生崩塌事件的状态中。

图3-6a：歪倒的树木

图3-6b 树木倾倒、地面下陷，裂缝加长、加宽

四川远德公司技术人员及时维护监测设备，使之正常运行，见图3-7所示。7月18日1#、2#、3#监测点的测量值分别是：79mm、192mm、89mm;3个监测点新修改的累计报警阈值为：300mm、400mm、300mm，速率报警阈值为20mm/min。

图3-7 我公司工作人员对监测设备进行现场维护

根据监测记录和崩塌体裂缝变形情况，技术人员与市、县国土局、双古镇相关人员分析崩塌变形情况，并对地质灾害隐患点可能的发展趋势作了预判，见图3-8。市、县、镇各级领导部门高度重视我们的监测分析报告，立即要求将威胁区下方的12户36人全部撤离，并提出具体的工作安排，政府对我公司前期的监测工作表示肯定。

图3-8 交流监测情况

2.3  第三次报警

在7月17日发出预警信息之后直到8月27日实时监测预警期间，位移1、位移2两条测线的位移都呈现一个加速度增大的状态，随着时间的推移，这两个位移监测点的累积值已经分别变化到了：333mm、441mm；见图3-9所示。而在8月28日，三个位移监测点的数值同时发生了巨大的变化，位移1、位移2、位移3的数值分别增长到了833mm、941mm、809mm，以极快的速度变化了约0.5米。

图3-9 在7.17--8.28期间数据变化曲线图

2017年8月27日12：47监测终端发出今年第三次变化速率报警提示，报警前1分钟各监测点的累计变形值分别是333mm、441mm、85mm，其中2#监测由441mm突变到70mm。监测预警终端立即启动现场语音喇叭发出“危险！请避让。危险！请避让。.......”的报警声音，同时给相关责任人发送图10所示的报警短信。

图3-10  8月27日报警短信

如图3-9所示，巨大的变形量说明该处崩塌已经处于非常危险状态，图3-11，图3-12为8月28日现场部分裂缝照片。

图3-11  裂缝、错台照片

图3-12  不同时间沉降坑对比照片

3.2.4  崩塌灾害前3天的变形情况

8月28日以后，1#、2#、3#监测点的累计测量值分别是833mm、941mm、809mm；新修改累计报警阈值为：1200mm，速率报警阈值为10mm/min。表1是3个监测点的29日测量记录，图3-13～图3-15分别是3个监测点从29～31日的位移曲线图。

图3-13  29日崩塌监测数据记录、曲线图

从图3-13可见，位移1从833变化到837mm,只增加了4mm；但位移2从941变化到964mm,却增加了23mm；位移3从809变化到833mm,也增加了24mm。

图3-14  30日崩塌监测数据记录、曲线图

从图3-14可见，位移1从840变化到914mm，23小时增加了74mm；位移2从969变化到1038mm，23小时增加了69mm；位移3从838变化到908mm，23小时也增加了70mm；平均变化是3mm/h。

图3-15  31日崩塌监测数据记录、曲线图

从图3-15可见，位移1从920变化到1044mm，23小时增加了124mm；位移2从1044变化到1161mm，23小时增加了117mm；位移3从913变化到1018mm，23小时也增加了105mm；平均变化是4.78mm/h。

2.5 成功监测（第四次）报警

从8月27日发出预警信息之后，直到9月1日前的三天时间内，1#崩塌监测点的位移分别从833变化到1044mm，每天的变化速率70.3mm/d；2#崩塌监测点的位移从941变化到1161mm，每天的变化速率73.3mm/d；3#崩塌监测点的位移从809变化到1018mm，每天的变化速率69.7mm/d。从以上统计可以看出自28日以后崩塌体后缘裂缝的变化速率明显加快，每天的变化速率已经超过69mm以上，提醒我们必须引起足够的重视，听到报警声音后应该立即组织人员快速撤离到安全区域内，以免造成不必要的人员伤亡。

2017年9月1日监测终端第四次启动报警程序，当天共启动4次报警，从图3-16可见，第1次报警时间是1点47分，监测终端发现3#崩塌监测点位移突变后立即启动报警程序，“危险！请避让。危险！请避让。.......”刺耳的报警声音打破五桐村平静的夜晚，发送报警短信的时间是1点47分，模拟通道4（3#监测点）监测到测量值变化率报警，从监测记录看应该是3#监测点发生位移突变后（测线断裂）的结果。“还有人没？……”在听到预警声后，该村村支书喻驰赶忙起床，带领2名村民冒雨打着手电摸黑前往“一匹山”附近挨家挨户查看，确保山体附近12户人家没有人居住。

2点40分监测预警终端又发现1#崩塌监测点位移突变后，第2次启动报警程序，报警短信显示模拟通道2（1#监测点）监测到测量值变化率报警，从监测记录看是1#监测点发生位移突变后（测线断裂）的结果。

3点05分监测预警终端发现1#监测点超过预警阈值（1000mm)，第3次启动报警程序；

6点45分监测预警终端又发现2#崩塌监测点位移突变后，第4次启动报警程序，报警短信显示模拟通道3（2#监测点）监测到测量值变化率报警，从监测记录看是1#监测点发生位移突变后（测线断裂）的结果；

图3-16  监测记录和报警短信图

2017年9月1日上午7点30分左右，崩塌体开始出现零星的滚石，8点40开始出现山崩，4万多方的山体突然崩塌，大大小小的滚石散落在约400多亩的地头，并引起山体滑坡，坡下的民房在本次灾害中全部损毁，见图3-17。

图3-17  崩塌后危房照片

当天针对崩塌监测所布设的3个监测点共启动的4次报警，使现场的“危险！请避让......危险！请避让......”的报警声音从凌晨1点多响起整夜没停，并一直响到下午；相关责任人收到报警短信后也立即行动起来，其中五桐村村支书喻驰高度负责任的精神，使现场村民全部安全有序的撤离到安全区域内，并及时封锁现场，本次崩塌灾害无一个人员伤亡，也算是不幸中的万幸。图3-18~图3-20是崩塌前后的对比照片。

图3-18  崩塌前后对比照片

图3-19  崩塌山体边缘照片

图3-20  崩塌前后对比照片

4. 总结

对“荣县双古镇五桐村一匹山崩塌”的成功预报，使四川远德安防检测设备有限公司的监测系统得到了检验，我们认为有以下几点工作值得总结，也需要结合各地的实际情况加以考虑。

⑴ 政府支持：自贡市政府、市县国土资源局高度重视灾害点的专业监测系统建设，对全市400多个灾害隐患点逐一排查，首期启动的18个地质灾害专业监测点为具有代表性的灾害点；

⑵ 技防人防结合：监测设备发出报警后，如果没有负责的监测员、村干部的劝导工作，有些村民会不愿离开，必将发生人身伤亡和较大的财产损失。

⑶ 真正实时的监测预警系统：由于五桐村一匹山崩塌远离城区，当地的无线网络信号也不好，虽然我们增加了一个天线放大器，仍然没能完全解决GPRS网络实时在线的问题。从本次监测记录可以看出，有多次的测量数据不能通过GPRS网络实时传回后台服务器，报警短信也有延迟的现象。可以说没有真正实时的监测预警系统，就不可能提前2~7小时成功预报一匹山崩塌灾害。

⑷ 变化速率预警功能：五桐村一匹山崩塌监测的几次报警，多数是因为变化速率超过阈值而报警，也都是因为崩塌体裂缝的突然加大的结果；现场监测终端的每秒实时采样、转换、分析、判断、报警（喇叭、短信、电话）功能，为提前预警赢得了时间，也是不漏报任何险情的基础。

⑸ 科学合理的监测方案：通过对灾害隐患点作较详细的勘查，并根据灾害类型、威胁对象、作出最经济合理的监测设计，是保证成功预警的基础。

2017年9月4日