鄭江峰

摘要：以貴州某山嶺重丘地區(qū)高速公路重點高邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測工程為例，重點介紹了山嶺重丘地區(qū)高邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測實施方案、檢測數(shù)據(jù)處理、邊坡穩(wěn)定性分析評價，確保了邊坡施工的穩(wěn)定性和質(zhì)量安全，具有重要的實際工程意義，對類似工程高邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測及評價具有一定的參考價值。

Abstract： Taking the key high slope stability monitoring project in the expressway in mountainous area in Guizhou as an example， this paper mainly introduced the implementation plan， detecting data processing and evaluation of the high slope stability monitoring in monitoring mountainous area， to ensure the stability and safety of construction of the slope. It is of important practical significance and can provide reference for high slope stability monitoring and evaluation in similar projects.

關(guān)鍵詞：高邊坡穩(wěn)定性；監(jiān)測；評價

Key words： high slope stability；monitoring；evaluation

中圖分類號：P642.22 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）08-0231-04

0 引言

高邊坡和高填方路基施工過程中其坡體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性向來是路基工程施工關(guān)注的重點和難點，尤其在山嶺重丘地區(qū)和地質(zhì)構(gòu)造復雜、雨水充沛的區(qū)域，邊坡穩(wěn)定性問題顯得尤為突出。目前，土建領(lǐng)域主要通過合理的設(shè)計來提高邊坡穩(wěn)定性。但是巖土體的成分復雜，類型較多，我們很難根據(jù)其形成時間或空間分布特點來判斷其穩(wěn)定狀況。通過監(jiān)測邊坡的穩(wěn)定性，能夠?qū)崟r掌握高危邊坡的動態(tài)位移情況及其發(fā)展趨勢。當氣候變化時，根據(jù)邊坡的動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)預測邊坡有無可能出現(xiàn)重大病害，為設(shè)計、施工單位提供可靠的決策依據(jù)，以期防患于未然，減少工程風險。

1 工程概況

本文的研究對象是貴州省境內(nèi)某穿行于重丘地區(qū)的群山峻嶺之中的高速公路。該高速公路高填深挖較多，深挖路塹和高填路堤邊坡普遍存在。線路所在地區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)以斷裂構(gòu)造和褶皺構(gòu)造為主，次生斷裂構(gòu)造較發(fā)育，路段巖層產(chǎn)狀較紊亂，部分線路小角度相交，巖體破碎松動，節(jié)理裂隙發(fā)育，本路段建設(shè)在這種斷裂構(gòu)造上，必須重點加固邊坡結(jié)構(gòu)，以提高邊坡的穩(wěn)定性。另外，該地區(qū)地下水較發(fā)育，也不利于邊坡穩(wěn)定。受業(yè)主委托，我方對項目一期1A標～3B標土建合同段范圍內(nèi)的重點高挖邊坡以及高填邊坡進行穩(wěn)定性監(jiān)測及評價。

2 監(jiān)測目的和意義

在工程施工期間對坡體的變形實施監(jiān)測，預測施工中可能出現(xiàn)的事故或安全隱患，以便施工部門及時采取防治措施，力求在確保施工安全的同時提高工程質(zhì)量。

在公路施工過程中實時監(jiān)測坡體變形情況，是加強公路工程安全質(zhì)量管理，預防重大事故發(fā)生的有效措施。監(jiān)測的邊坡數(shù)據(jù)和資料應該達到以下幾點要求：

①建設(shè)單位通過測得的數(shù)據(jù)、資料，能夠充分了解準確地施工安全及質(zhì)量控制情況，同時根據(jù)安全質(zhì)量指標合理調(diào)整控制措施，以確保工程成品符合設(shè)計要求；②監(jiān)測數(shù)據(jù)和資料可以根據(jù)安全報警位發(fā)出警報信息，可以針對施工中可能出現(xiàn)的安全事故和質(zhì)量缺陷進行提前防控，以免造成更大的經(jīng)濟損失；③在工程設(shè)計階段，設(shè)計者可以從監(jiān)測數(shù)據(jù)和監(jiān)測資料中獲得有價值的設(shè)計經(jīng)驗，同時根據(jù)測得的數(shù)據(jù)合理調(diào)整設(shè)計方案，解決工程實施階段可能出現(xiàn)的各種問題，以確保公路工程質(zhì)量達標。

3 監(jiān)測主要內(nèi)容

監(jiān)測的對象和主要監(jiān)測內(nèi)容見表1。

4 監(jiān)測實施方案

4.1 控制網(wǎng)及監(jiān)測點的布設(shè)

4.1.1 坡面監(jiān)測點布設(shè)

①路塹邊坡監(jiān)測點布設(shè)：監(jiān)測部門在各級邊坡平臺上按照方格形網(wǎng)絡(luò)設(shè)置坡面變形監(jiān)測站，各監(jiān)測點間距為40m，重點部位以及可能形成的滑動帶適當縮小了監(jiān)測站間距。針對深層位移觀測點分布在同一邊坡的情況，為了使觀測數(shù)據(jù)的相互驗證及對比分析更加方便、快捷，監(jiān)測站將坡面上其中一條縱向觀測線與深層位移觀測點設(shè)置于同一直線上進行觀測。圖1為路塹邊坡監(jiān)測點布置示意圖。②路基邊坡監(jiān)測點布設(shè)：1）地表沉降觀測：松軟土地基地段沿線縱向每40m左右設(shè)置一個沉降板觀測斷面，且每個工點不小于2個觀測斷面，路橋過渡段在距橋臺或涵洞邊緣兩側(cè)3m的位置各設(shè)一個沉降觀測斷面，每個沉降觀測斷面在地面埋設(shè)地面沉降板或單點沉降計。2）路基面沉降觀測：在路基面中心及左右兩側(cè)路基處設(shè)路基面沉降觀測樁，觀測樁采用C15混凝土樁，縱向間距不大于150m，不少于2個斷面，超過150m應間隔50-75m布置一個斷面。路基邊坡監(jiān)測點及沉降板布置示例見圖2。

4.1.2 深部位移監(jiān)測布設(shè)

對可能存在滑坡帶或需重點監(jiān)測段落，埋設(shè)測斜管進行坡體深部位移監(jiān)測。測斜管布設(shè)深度應參考地質(zhì)勘查報告中所勘測的最深滑動面深度位置而定，一般須超過最深滑動面5-10m為宜。

4.1.3 現(xiàn)場巡查

監(jiān)測邊坡變形情況時，必須不定時巡視檢查，系統(tǒng)地記錄邊坡施工參數(shù)及環(huán)境變化情況，重點關(guān)注不良地質(zhì)狀況，以便及時發(fā)現(xiàn)各種隱患和險情，做好事前控制。一般來講，巡視內(nèi)容主要有以下幾點：

①邊坡地表有無新裂縫、坍塌發(fā)生，原有裂縫有無擴大、延伸；根據(jù)以往的施工經(jīng)驗，邊坡平臺、邊坡體的邊緣或上層結(jié)構(gòu)是常常出現(xiàn)裂縫的部位，應該在這些部位布置監(jiān)測點進行常態(tài)化監(jiān)測，如果在開挖邊坡時這些部位未出開裂，就沒必要布置監(jiān)測點。巡檢中一旦發(fā)現(xiàn)裂縫，應該在1～2天內(nèi)，平行于滑坡的主滑方向或邊坡的位移方向布置好監(jiān)測點，測點間沿裂縫間距以20～30m為宜；②地表是否不正常隆起或沉陷，滑坡體后緣是否開裂，前緣是否存在剪口，局部楔形體是否滑動等等；③排水的溝渠、孔道是否堵塞；④擋墻基礎(chǔ)原油空隙是否出現(xiàn)擴張甚至架空的趨勢；⑤原有地下水露頭水質(zhì)及滲水情況是否良好，是否存在新的地下水露頭。

4.2 監(jiān)測數(shù)據(jù)分析處理

整理外業(yè)量測所獲得的數(shù)據(jù)資料時，重點核查外業(yè)記錄，比如觀測點編號、觀測斷面、觀測時間等，計算斷面兩測點絕對位移參數(shù)，繪制時間～位移、距離～位移、位移速度～時間關(guān)系曲線。若曲線正常，則判定位移相對穩(wěn)定；若曲線中存在反彎點，則可初步判定位移增加，也就是說邊坡不穩(wěn)定，必須及時加固，以免引起嚴重后果。

由于量測的偶然誤差所造成的離散性，繪制的曲線不規(guī)則或者大幅度上下起伏，只有進行技術(shù)處理才能得到較客觀的曲線。技術(shù)處理措施是通過回歸分析得到相應的函數(shù)式，由此推導出因變量的極限值。采用回歸分析確定測試數(shù)據(jù)分布規(guī)律，可從通過對數(shù)函數(shù)或雙曲函數(shù)展開計算，計算式如下：

根據(jù)量測獲得的位移與時間的關(guān)系曲線，即能看出各時刻的總位移量、位移速度、位移加速度，按照規(guī)范所給出的邊坡周邊允許相對位移值判斷邊坡圍巖穩(wěn)定性。對無位移急劇變化的正常情況，可據(jù)回歸關(guān)系式預測總的位移量。如遇位移急劇變化的情況應及時向上反映，并結(jié)合地質(zhì)條件、施工方法、防護設(shè)計匯同施工、設(shè)計分析原因，制定處理方案。數(shù)據(jù)的分析及穩(wěn)定性控制標準見表2。

4.3 監(jiān)測成果匯報

每次量測結(jié)束后，應在兩小時內(nèi)進行資料整理工作，及時將量測資料填入有關(guān)圖表，以便了解量測數(shù)據(jù)的變化規(guī)律，便于各量測斷面和相同與不相同量測手段之間的對比、驗證。成果報告在正常情況下以文字報告形式反饋，在異常情況下（超過控制值）以短信、電話形式立即反饋，并在12小時內(nèi)以文字報告形式按照監(jiān)測信息反饋流程反饋至各級主管部門。監(jiān)測成果按月報和最終報告兩種形式，警戒反饋形式為電話、短信和文字報告，月報及最終報告反饋形式為文字報告。

監(jiān)測月報主要內(nèi)容包括：工程概況及施工進度；監(jiān)測工作簡述；監(jiān)測成果統(tǒng)計及分析；監(jiān)測結(jié)論與建議；監(jiān)測數(shù)據(jù)匯總表；安全巡視匯總表；變形曲線圖；監(jiān)測測點布置圖等。

總結(jié)報告主要內(nèi)容包括：工程概況；監(jiān)測目的、監(jiān)測項目和技術(shù)標準；采用的儀器型號、規(guī)格和標定資料；測點布置；監(jiān)測數(shù)據(jù)采集和觀測方法；現(xiàn)場安全巡視方法；監(jiān)測資料、巡視信息的分析處理；風險報警情況、監(jiān)控跟蹤情況及其處理；監(jiān)測結(jié)果評述；現(xiàn)場安全巡視效果評述；超前預報效果評述；安全風險咨詢管理服務(wù)效果評述；提供以下圖表：①監(jiān)測成果匯總表；②巡視信息成果表；③時間-位移曲線圖；④測點布置圖。

5 典型坡面監(jiān)測案例

5.1 坡表位移監(jiān)測

某6級高邊坡施工過程中，在第5、第6級開挖面平臺上布設(shè)5個位移監(jiān)測點，并通過及時監(jiān)測以及數(shù)據(jù)處理來了解邊坡穩(wěn)定性狀況。

通過近14個月的監(jiān)側(cè)，部分監(jiān)測點平面、垂直位移累計變化量見圖3、圖4。

坡表位移監(jiān)測顯示：根據(jù)邊坡監(jiān)測穩(wěn)定性控制標準，各個監(jiān)測點平面位移累計值、垂直位移累計值較首次監(jiān)測位移變化明顯且大于穩(wěn)定性限差要求，說明監(jiān)測點位置邊坡發(fā)生較明顯位移，但近期各監(jiān)測點位移變化趨勢趨緩。

5.2 邊坡深部位移監(jiān)測

在對開挖面進行位移監(jiān)測的同時，在該坡段布設(shè)7個深部位移監(jiān)測點。典型監(jiān)測點累計位移-深度曲線圖見圖5。

深部位移監(jiān)測顯示：部分監(jiān)測點相對于首次監(jiān)測均發(fā)生明顯淺（7.0～9.0m）、中層（12.0～14.0m）位移、滑動面位置明顯，近期各點深部位移無較大異常變化；但雨季期間滑坡體仍有可能產(chǎn)生位移，可能對邊坡以及抗滑樁穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。

5.3 坡面表觀狀況巡查

受雨季及邊坡開挖影響，Ⅳ級邊坡后沿遺留較嚴重裂縫病害，近期無明顯新病害產(chǎn)生。

5.4 結(jié)論及處理建議

根據(jù)上述檢測數(shù)據(jù)，該邊坡屬于欠穩(wěn)定邊坡，應進行重點監(jiān)測。對該邊坡進行穩(wěn)定性評價，見表3。對該處邊坡建議采取以下措施：①作出邊坡安全預警，設(shè)立安全警戒標志；②應及時對邊坡開挖部分進行支護、防護，以避免由于邊坡開挖后暴露時間過長引起崩塌破壞，以防安全事故的發(fā)生；③增加雨季期間監(jiān)測頻率，加強雨季期間現(xiàn)場巡視工作，實時掌握邊坡穩(wěn)定性狀況，確保施工安全。

6 結(jié)論

①通過對合同段范圍內(nèi)的重點高邊坡穩(wěn)定性情況持續(xù)監(jiān)測，基本掌握了該區(qū)域高邊坡的變形與發(fā)育規(guī)律，并根據(jù)監(jiān)測情況對坡體穩(wěn)定性進行了評價，依據(jù)監(jiān)測成果采取了分級監(jiān)測機制。②采用坡表位移監(jiān)測、邊坡深部位移監(jiān)測、坡面表觀狀況巡查等手段，對區(qū)域內(nèi)的邊坡穩(wěn)定性進行了準確的判斷和深層滑動面風險預警，為設(shè)計變更及施工生產(chǎn)提供了有效的依據(jù)，確保了邊坡施工的穩(wěn)定性和質(zhì)量安全。

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