王承罡

摘 要：由于巖土工程的復(fù)雜性及諸多不確定因素影響，特殊地質(zhì)高邊坡滑塌治理通常是一個(gè)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)施工的過程，利用監(jiān)控量測(cè)技術(shù)可及時(shí)了解邊滑坡體的滑動(dòng)機(jī)理與穩(wěn)定狀態(tài)，為確定經(jīng)濟(jì)合理的方案和施工組織安排提供數(shù)據(jù)支撐。通過對(duì)監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)分析，可確定天氣、土石方開挖等因素對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響程度，采取針對(duì)性措施最大限度減少對(duì)邊坡穩(wěn)定的影響，結(jié)合云湛高速K164+470～K164+700段塌方治理的整個(gè)設(shè)計(jì)與施工過程，對(duì)監(jiān)控量測(cè)技術(shù)在高邊坡塌方治理過程中的綜合應(yīng)用進(jìn)行總結(jié)。

關(guān)鍵詞：高邊坡；監(jiān)控量測(cè)；塌方治理；綜合應(yīng)用

1 工程概況

1.1 原設(shè)計(jì)情況

云湛高速K164+470～K164+700段設(shè)計(jì)為深挖路塹，其中右側(cè)高邊坡分為K164+470～K164+580和K164+580～K164+700兩段單獨(dú)設(shè)計(jì)。K164+470～K164+580段右側(cè)為三級(jí)邊坡，第一級(jí)邊坡坡率為1：0.75，采用客土噴播植草防護(hù)；第二級(jí)坡率為1：1，采用錨桿格梁植草防護(hù)；第三級(jí)坡率為1：1.25，采用人字形骨架植草防護(hù)。K164+580～K164+700段右側(cè)為三級(jí)邊坡，第一級(jí)邊坡坡率為1：1，采用錨桿格梁植草防護(hù)；第二級(jí)邊坡坡率為1：1.25，采用錨索框架植草防護(hù)；第三級(jí)坡率1：1.5，采用人字形骨架植草防護(hù)。

1.2 變更后方案簡(jiǎn)述

云湛高速K164+470～K164+700段邊坡塌方處治共歷經(jīng)13個(gè)月（2016年10月初至2017年10月末），4次方案調(diào)整，具體情況如下：

第一次變更原因及方案：2016年9月底突降暴雨，邊坡發(fā)展為淺層滑塌，塹頂裂縫發(fā)展至坡頂外約15m。變更方案為將原設(shè)計(jì)邊坡由三級(jí)調(diào)整為四級(jí)，第二級(jí)平臺(tái)加寬至10m；第三級(jí)邊坡防護(hù)形式為錨索框架植草；第四級(jí)邊坡采用錨桿格梁植草防護(hù)。

第二次變更原因及方案：2017年3月，已完成第四級(jí)錨桿格梁的施工，開挖至第二級(jí)邊坡坡腳時(shí)，塹頂裂縫再次張開，并牽引至截水溝外18m處。變更方案為將二級(jí)平臺(tái)寬度調(diào)整為5.5m，設(shè)置4排直徑108mm鋼花管樁，管頂采用鋼筋砼冠梁連接。

第三次變更原因及方案：2017年5月底，第三級(jí)邊坡錨索變形嚴(yán)重，塹頂裂縫繼續(xù)發(fā)展，錯(cuò)臺(tái)最大處達(dá)2m深。變更方案為將四級(jí)邊坡變更為五級(jí)邊坡，將第三級(jí)平臺(tái)加寬至18m。第四級(jí)和第五級(jí)防護(hù)形式均采用預(yù)應(yīng)力錨索框架植草防護(hù)。

第四次變更原因及方案：受2017年8月底及9月初的強(qiáng)臺(tái)風(fēng)天氣影響，邊坡坡頂25m處出現(xiàn)后緣裂縫，裂縫寬約10cm，坡頂開裂下沉約1.2m，四級(jí)平臺(tái)開裂下沉約1m，二級(jí)平臺(tái)冠梁錯(cuò)斷，隆起。變更方案為在第1-3級(jí)平臺(tái)增加鋼花管樁防護(hù)，頂部設(shè)置冠梁，第1-2級(jí)邊坡增加鋼錨管格梁植草防護(hù)。

2 高邊坡監(jiān)控量測(cè)技術(shù)簡(jiǎn)介

該段邊坡用到的監(jiān)控量測(cè)技術(shù)包括坡面位移監(jiān)測(cè)、深層水平位移監(jiān)測(cè)、地下水位監(jiān)測(cè)及錨索預(yù)應(yīng)力監(jiān)測(cè)。

2.1 坡面位移監(jiān)測(cè)技術(shù)

表面變形監(jiān)測(cè)采用全站儀測(cè)量觀測(cè)點(diǎn)的平面位移與垂直位移，水平位移觀測(cè)誤差應(yīng)不大于3mm，垂直位移觀測(cè)應(yīng)達(dá)到二等水準(zhǔn)測(cè)量的精度，該段邊坡監(jiān)測(cè)采用的是萊卡TS09plus全站儀。通過表面位移監(jiān)測(cè)可判斷表面土體水平滑動(dòng)的方向和速度，從而確定整個(gè)坡面的滑動(dòng)范圍。通過表面垂直位移監(jiān)測(cè)可判斷邊坡垂直滑動(dòng)的方向和速度，結(jié)合表面位移監(jiān)測(cè)，可初步判斷滑動(dòng)體在空間上的滑動(dòng)方向。

2.2 深層水平位移及地下水位監(jiān)測(cè)技術(shù)

深層水平位移監(jiān)測(cè)技術(shù)是利用測(cè)斜儀原理，將探頭放入預(yù)先埋設(shè)的測(cè)斜管中，測(cè)得各個(gè)深度范圍內(nèi)垂直邊坡及平行邊坡兩個(gè)方向的位移變化值，從而確定滑動(dòng)面最大位移位置及邊坡的滑動(dòng)方向。地下水位監(jiān)測(cè)是利用連通器原理，待地下水位穩(wěn)定后通過探頭測(cè)量測(cè)斜管內(nèi)的水位高度，從而判斷滑坡體范圍的水位高度。

2.3 錨索預(yù)應(yīng)力監(jiān)測(cè)技術(shù)

錨索預(yù)應(yīng)力監(jiān)測(cè)技術(shù)是預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)，通過錨具下方的應(yīng)力計(jì)測(cè)得錨索鎖定值作為監(jiān)測(cè)基數(shù)，后期采用高智能讀數(shù)儀連接應(yīng)力計(jì)數(shù)據(jù)線測(cè)得當(dāng)前應(yīng)力，通過和鎖定值的比較來分析錨索張拉鎖定后的預(yù)應(yīng)力變化。

3 高邊坡監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析與應(yīng)用

3.1 坡面位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析應(yīng)用

（1）判斷表層滑動(dòng)面范圍和滑動(dòng)方向，確定邊坡塌方處治范圍

邊坡開挖過程中，通過對(duì)表面位移測(cè)觀測(cè)樁的監(jiān)測(cè)結(jié)果判定整個(gè)邊坡的穩(wěn)定性，若邊坡出現(xiàn)滑動(dòng)，可根據(jù)各個(gè)觀測(cè)樁的水平位移初步判斷坡面滑動(dòng)的范圍，通過加密表面位移測(cè)觀測(cè)樁可準(zhǔn)確判斷滑動(dòng)范圍和方向，由此作為塌方處治范圍的依據(jù)。

（2）確定滑坡體的空間上的滑動(dòng)方向，選擇有效的處治方案

對(duì)于一般滑坡體來說，邊坡發(fā)生水平位移的同時(shí)也會(huì)發(fā)生沉降，但是對(duì)于滑坡體坡腳相對(duì)較穩(wěn)定地段，坡腳可能會(huì)發(fā)生垂直位移向上或者很小的情況，針對(duì)這種情況在坡腳增加反壓土土抑制邊坡的滑動(dòng)效果良好，可暫時(shí)保證邊坡的穩(wěn)定。

（3）利用坡面位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析，確定合理施工工序

坡面位移監(jiān)測(cè)可以用來檢驗(yàn)邊坡處治方案的治理效果，同時(shí)也為確定最佳的施工開挖時(shí)間提供依據(jù)。邊坡開挖采用水平分層開挖的方式，開挖速度不能過快，并隨時(shí)關(guān)注坡面位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)于邊坡開挖導(dǎo)致滑動(dòng)變形增加的，要及時(shí)溝通設(shè)計(jì)，增加必要的加固措施。

（4）將不利因素對(duì)滑動(dòng)體穩(wěn)定性的影響程度量化，制定維護(hù)邊坡穩(wěn)定措施

結(jié)合雨水、爆破施工等外界因素對(duì)坡面位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可將各因素對(duì)滑動(dòng)體穩(wěn)定性的影響程度進(jìn)行量化，用數(shù)據(jù)來指導(dǎo)施工組織安排?，F(xiàn)選取2017年10月4日至2017年10月18日之間的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來分析爆破與雨水對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響。通過數(shù)據(jù)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，爆破施工和雨水對(duì)邊坡的穩(wěn)定性影響較大，因此應(yīng)制定相應(yīng)的措施維護(hù)邊坡的穩(wěn)定。為降低雨水對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響，對(duì)于出現(xiàn)的新裂縫要及時(shí)采用粘土封閉，并覆蓋彩條布，邊坡范圍內(nèi)也可采用砂漿進(jìn)行封閉表面。對(duì)于臨近滑動(dòng)體附近的石方路基，在邊坡穩(wěn)定前盡量避免爆破施工，確實(shí)需要爆破的也要嚴(yán)格控制炸藥用量，減少對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響。

3.2 深層水平位移及地下水位監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析與應(yīng)用

（1）確定滑面位置及邊坡的滑動(dòng)方向，為設(shè)計(jì)方案支護(hù)參數(shù)及施工組織安排提供依據(jù)

現(xiàn)以K164+585塹頂測(cè)斜管為例，通過對(duì)該邊坡進(jìn)行X、Y兩個(gè)方向的變形監(jiān)測(cè)結(jié)果，確定滑面位置及邊坡的滑動(dòng)方向。

通過測(cè)斜數(shù)據(jù)，可推斷，該處最大位移處位于地面線以下12.5m處，即為滑動(dòng)面位置。通過對(duì)X、Y兩個(gè)方向的位移變形監(jiān)控?cái)?shù)值，根據(jù)勾股定理，可得出滑面方位角。結(jié)合其他幾根測(cè)斜管滑動(dòng)面位置及滑動(dòng)方向，可確定整個(gè)邊坡的滑動(dòng)面的位置。

該段邊坡采用鋼花管樁進(jìn)行處治，根據(jù)上述方法確定的滑動(dòng)面位置、滑動(dòng)方向和滑動(dòng)量大小確定鋼花管樁的樁長(zhǎng)及具體布置位置及間距。設(shè)計(jì)方案確定后，現(xiàn)場(chǎng)優(yōu)先安排施工滑動(dòng)速率較快的位置，起到立桿見影的效果。

（2）確定滑動(dòng)面與地下水位的關(guān)系，給方案驗(yàn)算提供參數(shù)選擇依據(jù)

初步方案確定后，根據(jù)實(shí)測(cè)水位和滑動(dòng)面位置邏輯關(guān)系，確定滑坡體受力驗(yàn)算時(shí)系數(shù)的選用，該段邊坡實(shí)測(cè)水位較滑動(dòng)面位置高，所以對(duì)整個(gè)滑動(dòng)面力學(xué)驗(yàn)算時(shí)選用有水條件下的參數(shù)，下滑力要乘以一定的安全系數(shù)。

3.3 錨索預(yù)應(yīng)力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析與應(yīng)用

該段第4級(jí)邊坡設(shè)計(jì)為預(yù)應(yīng)力錨索框架植草防護(hù)（4索），單孔設(shè)計(jì)噸位為400kN，錨索按不入巖設(shè)計(jì)。施工過程中發(fā)現(xiàn)該段邊坡地質(zhì)軟弱、含水量大，易發(fā)生塌孔，錨索安裝困難。錨索張拉時(shí)監(jiān)測(cè)錨索預(yù)應(yīng)力，發(fā)現(xiàn)無法按設(shè)計(jì)要求的鎖定值，鎖定值基本穩(wěn)定在200kN左右。鑒于該原因，第1-2級(jí)邊坡處治方案設(shè)計(jì)均采用鋼錨管格梁植草防護(hù)。鋼錨管格梁防護(hù)相比錨索格梁防護(hù)具有錨管安裝方便，施工周期短，早參與受力的優(yōu)點(diǎn)。

說明：5-1-12孔位錨索預(yù)應(yīng)力損失量達(dá)86.8kN，占鎖定值的62.4%，超出10%

4 結(jié)束語

通過對(duì)高邊坡坡面位移監(jiān)測(cè)、深層水平位移監(jiān)測(cè)、地下水位監(jiān)測(cè)及錨索預(yù)應(yīng)力監(jiān)測(cè)技術(shù)的綜合應(yīng)用，及時(shí)準(zhǔn)確掌握邊坡滑動(dòng)機(jī)理，一方面為制定經(jīng)濟(jì)合理治理方案提供了可靠依據(jù)，另一方面也加快了施工進(jìn)度，降低了塌方處治的工程造價(jià)。工程竣工后也應(yīng)對(duì)邊坡進(jìn)行動(dòng)態(tài)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，對(duì)邊坡坡體進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤，了解邊坡體穩(wěn)定性變化特征，確保運(yùn)營(yíng)安全。

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