施艷秋，周張博

（中鐵西北科學(xué)研究院有限公司，甘肅蘭州730030）

重慶奉節(jié)-云陽高速公路某滑坡深部位移監(jiān)測(cè)分析

施艷秋，周張博

（中鐵西北科學(xué)研究院有限公司，甘肅蘭州730030）

本文利用深孔位移監(jiān)測(cè)技術(shù)，對(duì)重慶奉節(jié)～云陽高速公路某滑坡在受外界因素?cái)_動(dòng)過程中的位移變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。分析結(jié)果表明：該滑坡變形可分為兩個(gè)階段：變形蠕動(dòng)階段，工后穩(wěn)定階段。并結(jié)合工程地質(zhì)勘察成果分析坡體在短期內(nèi)變形加劇的原因；同時(shí)結(jié)合工后位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析得出結(jié)論：整治工程達(dá)到了預(yù)期的效果，并總結(jié)得出實(shí)際監(jiān)測(cè)工作中的要點(diǎn)。

路基工程；滑坡整治；深部位移監(jiān)測(cè)；變形分析

隨著我國基礎(chǔ)建設(shè)的飛速發(fā)展，相關(guān)高速公路建設(shè)中存在的邊（滑）坡問題日益突出［1］。邊坡滑動(dòng)給公路建設(shè)帶來的影響不盡相同，相應(yīng)的滑坡防治與監(jiān)測(cè)技術(shù)也在不斷發(fā)展，深部位移監(jiān)測(cè)技術(shù)在滑坡治理中應(yīng)用廣泛，為滑坡的正確分析、評(píng)估及預(yù)警提供了可靠服務(wù)。文獻(xiàn)［2-8］分別結(jié)合滑坡的深部位移監(jiān)測(cè)工程實(shí)例，介紹了位移監(jiān)測(cè)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，跟蹤監(jiān)測(cè)了坡體的變形規(guī)律，監(jiān)測(cè)成果為分析滑坡的發(fā)生機(jī)理提供參考依據(jù)及為治理工程提供真實(shí)數(shù)據(jù)。本文就奉云高速公路某滑坡深部位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，為滑坡一期工程的施工、工后評(píng)價(jià)及二期治理工程是否實(shí)施提供了安全可靠數(shù)據(jù)，并在監(jiān)測(cè)工作實(shí)際操作過程中總結(jié)得出一些有益參考。

1　概況

重慶奉云高速公路K1360+500～+660段為分離式路塹路基，小里程方向接鳳凰隧道，大里程方向接孫家溝特大橋。2007年，奉云高速公路建設(shè)過程中路塹開挖時(shí)，該段坡體曾經(jīng)發(fā)生過滑動(dòng)變形。線路左幅路面標(biāo)高307.80～309.64m，左側(cè)邊坡高約5～9m，分兩級(jí)，一級(jí)為漿砌片石矮擋墻防護(hù)，二級(jí)為植草綠化防護(hù)；右幅路基面標(biāo)高為314.95～314.10m，右側(cè)邊坡高約16～24m，分三級(jí)，一級(jí)為漿砌片石矮擋墻防護(hù)，二級(jí)為框架+抗滑樁防護(hù)，三級(jí)為植草綠化防護(hù)。

2015年3月中旬期間，受奉節(jié)開發(fā)新區(qū)鳳凰名都樓盤項(xiàng)目場(chǎng)地邊坡開挖影響 （邊坡開挖高度約20m），導(dǎo)致奉云高速公路K1360+500～+660段左幅路塹路基面發(fā)生變形開裂，形成滑坡如圖1所示。目前后緣裂縫已發(fā)育直達(dá)孫家溝大橋橋臺(tái)基礎(chǔ)地基范圍內(nèi)，一旦裂縫出現(xiàn)持續(xù)擴(kuò)大變形，將造成橋臺(tái)不穩(wěn)，直接威脅孫家溝大橋橋梁結(jié)構(gòu)安全和高速公路的安全通行。此外，滑坡體上有一220KV的電力鐵塔，為國家干線網(wǎng)絡(luò)，其外側(cè)雖采用了抗滑樁防護(hù)措施，但其深度未達(dá)到滑坡滑面深度，滑坡失穩(wěn)滑動(dòng)時(shí)鐵塔的安全也將受到嚴(yán)重威脅。因此，對(duì)正在變形的滑坡及時(shí)進(jìn)行了工程地質(zhì)勘察，提出了加固措施，并布置了深部位移監(jiān)測(cè)孔進(jìn)行監(jiān)測(cè)，為滑坡治理提供數(shù)據(jù)支持和安全保障。

圖1　滑坡全景

2　工程地質(zhì)條件

勘察區(qū)屬構(gòu)造、剝蝕低山丘陵地貌，場(chǎng)地地勢(shì)總體北高南低，原坡面呈陡緩相接的折線型。邊坡左右各發(fā)育有一條沖溝，分別為孫家溝和匡家溝，其中孫家溝沖溝下切強(qiáng)烈，溝谷呈“U”型，深30～40m?；聟^(qū)左側(cè)界地勢(shì)較為平緩，其左下部有一水塘，水塘左上方處設(shè)有高壓鐵塔。右側(cè)界處發(fā)育有一條淺溝，延伸至拆除民房處，地勢(shì)較為低洼。受坡體前部場(chǎng)地開挖改造影響，現(xiàn)自坡腳至半坡形成三級(jí)開挖平臺(tái)。

2．1地層巖性

勘察區(qū)出露的地層自上而下依次為第四系全新統(tǒng)人工填土 （Q4ml）、第四系全新統(tǒng)殘坡積層（Q4dl+el）、三疊系中統(tǒng)巴東組粉砂質(zhì)泥巖、泥灰?guī)r夾泥質(zhì)粉砂巖。

2．2水文地質(zhì)

區(qū)內(nèi)南側(cè)為朱衣河，屬長江水系，呈東西向發(fā)育，注入長江。左右兩側(cè)存在近南北向?qū)O家溝和匡家溝兩條沖溝，其后部山體具有較大的匯水面積，大氣降雨少量以地表徑流的形式從坡面排入沖溝內(nèi)，形成季節(jié)性水流，流量的大小取決于補(bǔ)給量的大小，徑流過程中，一部分沿基巖裂隙下滲，轉(zhuǎn)變?yōu)榈叵聫搅?，一部分匯入朱衣河。

區(qū)內(nèi)地下水主要有松散層孔隙水及基巖裂隙水兩種類型。由于該層厚度較小，且?guī)r層松散破碎，為該層水的排泄提供了良好的通道條件，所以松散層孔隙水不豐富?；鶐r裂隙水主要賦存于破碎基巖裂隙中。受區(qū)內(nèi)構(gòu)造的影響，巖體裂隙發(fā)育強(qiáng)烈，大氣降水易于補(bǔ)充地下水；鉆孔揭露情況表明，組成滑體巖層雖為相對(duì)隔水的泥巖，但其風(fēng)化強(qiáng)烈，巖體破碎松散，為地表水和其上部地下水的下滲、儲(chǔ)存提供了良好的存儲(chǔ)條件。所設(shè)鉆孔大多數(shù)可見地下水出露，穩(wěn)定水位在9.8～22.1m之間，地層含水量高，水量豐富。

2.3滑坡治理工程措施

根據(jù)滑坡的地形地貌、坡體結(jié)構(gòu)、變形特征綜合分析，該滑坡為破碎巖石滑坡，主滑方向根據(jù)滑坡左右側(cè)界、滑坡后緣、變形跡象、臨空方向和地貌形態(tài)等綜合確定為SE9°。前級(jí)滑坡寬約160m，長122m，滑體厚度11.4～23.0m，滑坡體積約為（33.6× 104）m3，屬中型滑坡；后級(jí)滑坡整體南北橫向?qū)掃_(dá)193m，上窄下寬，東西長165m，呈“簸箕”狀，滑體厚度12.5～27.7m，滑坡體積約為（64.0×104）m3，屬中型滑坡?；伦髠?cè)以橋臺(tái)至水塘處為界，右側(cè)以邊坡低洼處至未拆遷民房處為界，后級(jí)滑坡后緣位于山坡陡坡地段，前級(jí)滑坡后緣位于高速公路裂縫處，剪出口位于邊坡開挖坡腳附近，如圖2，3所示。

圖2　抗滑樁布設(shè)示意圖

圖3　滑坡位移監(jiān)測(cè)布置圖

目前滑坡變形僅限于前級(jí)滑坡，后級(jí)滑坡未出變形跡象，同時(shí)由于高速公路建設(shè)期出現(xiàn)過滑坡，經(jīng)過治理加固防護(hù)，目前尚未發(fā)現(xiàn)明顯變形跡象，后級(jí)滑坡整體處于穩(wěn)定狀態(tài)。前級(jí)滑坡治理采用的措施見圖2所示：北側(cè)邊坡外側(cè)設(shè)一排C30預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁，抗滑樁的長軸方向?yàn)镾E9°，共計(jì)27根。分為A、B、C、D四種型式：A型樁共10根，編號(hào)為A01～A10，樁截面為2.2m×3.4m，樁長34m，樁間距中～中為6m，樁頂設(shè)4孔8Φs15.2預(yù)應(yīng)力錨索；其中A06～A10號(hào)抗滑樁為二期工程，暫緩實(shí)施，根據(jù)施工后滑坡變形監(jiān)測(cè)情況再?zèng)Q定是否實(shí)施二期抗滑樁工程。B型樁共6根，編號(hào)為B01～B06，樁截面為2.0m×3.0m，樁長31m，樁間距中～中為6m，樁頂設(shè)3孔8Φs15.2預(yù)應(yīng)力錨索；C型樁共6根，編號(hào)為C01～C06，樁截面為1.8m×2.4m，樁長27m，樁間距中～中為6m，樁頂設(shè)2孔8Φs15.2預(yù)應(yīng)力錨索；D型樁共5根，編號(hào)為D01～D05，樁截面為1.8m×2.4m，樁長26m，樁間距中～中為6m，樁頂設(shè)2孔7Φs15.2預(yù)應(yīng)力錨索。

3　深部位移監(jiān)測(cè)

3．1監(jiān)測(cè)原理與方法

測(cè)斜系統(tǒng)主要由活動(dòng)式測(cè)斜探頭；數(shù)字式接收儀；高強(qiáng)度傳輸電纜；專用測(cè)斜管四部分組成；基本工作原理是依據(jù)探頭軸線位置與鉛錘線夾角的變化值，通過一定的數(shù)理換算關(guān)系求得巖土體某深度處的側(cè)向位移，產(chǎn)生位移較明顯的地方即確定為滑動(dòng)變形的位置（滑動(dòng)帶或面）。通常測(cè)斜管被預(yù)先埋設(shè)于滑坡體（變形體）中，埋設(shè)深度依據(jù)需要而定，管底一般要求嵌入相對(duì)穩(wěn)定地層中3～5m，以便確定參照點(diǎn)。為保證測(cè)量數(shù)據(jù)的真實(shí)可靠，外壁周圍用回填物 （中粗砂或依據(jù)特殊要求用水泥砂漿）充填密實(shí)，通常沿滑坡變形的主軸方向布設(shè)足夠反映其變形規(guī)律的觀測(cè)孔數(shù)個(gè)，孔深通常要求必須穿過基巖面或伸入相對(duì)穩(wěn)定地層中，測(cè)試孔垂直度要求不大2°，終孔孔徑應(yīng)滿足測(cè)斜管投放的要求。對(duì)每個(gè)測(cè)孔進(jìn)行長期的定期觀測(cè)，可較全面地掌握滑坡的變形特征。

3．2監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置

前級(jí)滑坡深部位移監(jiān)測(cè)孔布置見圖3所示，其中ZK1-3、ZK1-4、ZK2-3為地質(zhì)鉆孔，也作為后期深部位移監(jiān)測(cè)孔。ZK1-3、ZK1-4位于1-1斷面上三級(jí)平臺(tái)；ZK2-3位于2-2斷面上二級(jí)平臺(tái)。

4　監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

深孔位移監(jiān)測(cè)于2015年4月21日取得初值，截止2015年12月5日共完成32次監(jiān)測(cè)。地表位移監(jiān)測(cè)于2015年3月20日取得初值，截止2015年12月5日共完成38次監(jiān)測(cè)。2015年4月至2015年12月7個(gè)多月的時(shí)間里，應(yīng)用鉆孔測(cè)斜儀對(duì)坡體變形及時(shí)監(jiān)測(cè)得到了不同階段的位移累積曲線，從這些曲線并結(jié)合地表監(jiān)測(cè)結(jié)果得出滑坡位移變形特征有二個(gè)階段：

1）破腳下施工過程變形加劇階段 （2015年4月至2015年8月），測(cè)斜孔位移深度曲線如圖4所示。

圖4　變形期測(cè)斜孔位移-深度曲線

3月中旬奉節(jié)開發(fā)新區(qū)場(chǎng)地邊坡開挖坡腳形成臨空面，4月下旬取得監(jiān)測(cè)初值到8月底抗滑樁施工結(jié)束，是坡體受外界擾動(dòng)變形期，三個(gè)斷面深部位移在短期內(nèi)發(fā)生了較大變化，在此取主滑斷面1-1進(jìn)行分析。根據(jù)斷面布置的監(jiān)測(cè)孔SK1-3、SK1-4監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示：2015年4月20日取得初值，截止2015年6月23日共完成8次監(jiān)測(cè)，同時(shí)對(duì)孔內(nèi)穩(wěn)定水位進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，SZK1-3在孔深7.5m和18.0m附近曲線有較明顯變化現(xiàn)象，SK1-4在孔深10.5m附近曲線有明顯位移突變現(xiàn)象，據(jù)此推斷深層滑坡滑面位于SK1-3、SK1-4的18.0和10.5m附近。一級(jí)平臺(tái)SK1-4孔10.5m位置處在近二個(gè)月時(shí)間里位移增至最大25.0mm（4月24～6月23），平均變形速率0.42mm/d。結(jié)合工程地質(zhì)測(cè)繪可以看出，10.5m相應(yīng)位置可見紫紅色夾灰綠色或灰黃色軟弱帶，含水量相對(duì)較高。監(jiān)測(cè)顯示滑動(dòng)面與地質(zhì)鉆孔勘察確定滑動(dòng)面基本吻合。監(jiān)測(cè)孔內(nèi)地下水位基本穩(wěn)定在孔深22m附近，這與勘察期間穩(wěn)定水位基本吻合。監(jiān)測(cè)曲線有波形變化，初步估計(jì)為監(jiān)測(cè)孔附近的土體不密實(shí)，其他因素引起測(cè)斜管外凸造成，并非都是由于變形引起。

位移深度曲線顯示6月初至8月底開始邊坡明發(fā)生明顯變形。分析原因有三方面：（1）不良的地質(zhì)條件是滑坡發(fā)育的基礎(chǔ)：勘察區(qū)位于朱衣背斜北翼，場(chǎng)地構(gòu)造較為復(fù)雜，巖體切割強(qiáng)烈，巖石破碎。區(qū)內(nèi)出露地層為三疊系中統(tǒng)巴東組粉砂質(zhì)泥巖夾少量泥灰?guī)r，屬較軟巖，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，節(jié)理、裂隙較發(fā)育，巖石破碎，鉆探揭露巖芯一般風(fēng)化成為碎塊石土狀，局部呈粘土狀，產(chǎn)狀變化較大，巖性軟弱，極為破碎的軟弱地層是滑坡產(chǎn)生的地質(zhì)基礎(chǔ)。（2）自然因素（氣候、水）：勘察區(qū)高速公路以路塹的形式通過，兩側(cè)分別為孫家溝和匡家溝，匯水面積大，同時(shí)該段雨季降雨量高，加之地層反傾、節(jié)理裂隙發(fā)育，利于雨水的下滲，大量雨水下滲進(jìn)入破碎巖土體，加劇深層巖體的風(fēng)化程度，使得巖體的強(qiáng)度進(jìn)一步降低。（3）人類工程活動(dòng)的影響：從現(xiàn)場(chǎng)開挖情況來看，整個(gè)邊坡開挖高度約為20m，開挖邊坡形成新的臨空面，切斷原山體巖層間的應(yīng)力傳遞，在重力及風(fēng)化作用下，使得坡體穩(wěn)定性逐步降低，最終發(fā)生滑動(dòng)變形，這也是滑坡產(chǎn)生滑動(dòng)變形的主要誘發(fā)因素。圖5為監(jiān)測(cè)孔位移在斷面上的示意圖，連接各孔位移開始變化的位置，可得到如圖所示的滑動(dòng)面，與設(shè)計(jì)滑動(dòng)面接近。

圖5　1-1斷面監(jiān)測(cè)孔位移在斷面上的示意圖

2）后穩(wěn)定階段（2015年9月至12月）。該時(shí)間段內(nèi)抗滑樁施工結(jié)束，張拉預(yù)應(yīng)力開始發(fā)揮作用，滑坡治理工作基本結(jié)束。以9月13日監(jiān)測(cè)位移為基準(zhǔn)值，深孔監(jiān)測(cè)顯示位移基本沒有變化，孔口位移最大為3.89mm，變化速率為0.046mm/d。說明工程治理措施充分發(fā)揮作用，工后邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)，不需要實(shí)施二期工程。

5　結(jié)論及建議

1）深孔位移監(jiān)測(cè)技術(shù)成功的應(yīng)用于重慶奉節(jié)～云陽高速公路某滑坡深部位移監(jiān)測(cè)，為滑坡一期工程的施工、工后評(píng)價(jià)及二期治理工程是否實(shí)施提供了安全可靠數(shù)據(jù)，并在監(jiān)測(cè)實(shí)際操作過程中總結(jié)得出如下有益參考。

2）布設(shè)監(jiān)測(cè)孔時(shí)要做好前期論證，適當(dāng)增加重點(diǎn)部位及大變形等位置處的監(jiān)測(cè)孔密度，并盡可能利用原有鉆探孔，以節(jié)約監(jiān)測(cè)費(fèi)用。

3）監(jiān)測(cè)孔附近的土體不密實(shí)等因素可能會(huì)引起測(cè)斜管外凸，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)有誤，在讀取監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)后要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況分析引起數(shù)據(jù)變化的原因，排出其它因素干擾。

4）坡體變化成因復(fù)雜，當(dāng)數(shù)據(jù)變化后，要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況，分析變形原因，合理推斷變形所帶來的危害，為工程設(shè)計(jì)提供依據(jù)，也可為工后提供有效評(píng)價(jià)。

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