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(1.貴州大學(xué) 土木工程學(xué)院，貴陽(yáng) 550025； 2.福州大學(xué) 土木工程學(xué)院，福州 350000)

1 概 述

邊坡工程的長(zhǎng)期穩(wěn)定性問(wèn)題一直是巖土工程界關(guān)注的焦點(diǎn)?；碌陌l(fā)生和發(fā)展是一個(gè)累進(jìn)、漸變的破壞過(guò)程[1]。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工程建設(shè)大規(guī)模的持續(xù)開(kāi)展，邊坡問(wèn)題成為巖土工程的一個(gè)重要課題，而如何防止邊坡發(fā)生滑坡等地質(zhì)災(zāi)害成為現(xiàn)代課題研究中的重中之重。為了確保邊坡安全，及時(shí)預(yù)報(bào)險(xiǎn)情，除了對(duì)邊坡進(jìn)行加固、維護(hù)之外，對(duì)邊坡工程以及自然邊坡的安全和穩(wěn)定狀態(tài)的監(jiān)測(cè)評(píng)估也十分重要[2]。 其中，位移監(jiān)測(cè)具有精度高、易實(shí)施且反映邊坡穩(wěn)定性狀態(tài)綜合直觀等優(yōu)點(diǎn)，所以該類(lèi)方法在某種程度上克服了極限平衡法的不足與局限，并已在我國(guó)重大滑坡監(jiān)測(cè)預(yù)警與防治中得到廣泛的應(yīng)用且發(fā)揮了重要作用，因此也受到國(guó)內(nèi)外滑坡預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)與防治研究的高度重視與關(guān)注[3]。具體評(píng)價(jià)滑坡的穩(wěn)定狀態(tài)，還需要在宏觀破壞現(xiàn)象分析、監(jiān)測(cè)位移趨勢(shì)分析的基礎(chǔ)上，采用動(dòng)態(tài)、多手段、全過(guò)程的滑坡預(yù)警預(yù)報(bào)方法綜合加以判定[4-5]。

另外，通過(guò)邊坡監(jiān)測(cè)可以了解邊坡的實(shí)際狀況及其穩(wěn)定性。但在監(jiān)測(cè)項(xiàng)目上，影響邊坡穩(wěn)定性的因素很多，工程實(shí)際中不可能對(duì)所有項(xiàng)目進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)，因此需要找出主要反映指標(biāo)和主要影響因素，對(duì)其進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè)。在監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置上，既要保證監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)整個(gè)邊坡的覆蓋，又要保證關(guān)鍵部位和敏感部位的監(jiān)測(cè)需要，在這些重點(diǎn)部位根據(jù)施工進(jìn)展應(yīng)優(yōu)先布置監(jiān)測(cè)點(diǎn)[6]。這樣，不但可以為工程安全提供科學(xué)依據(jù)，而且為修改設(shè)計(jì)、指導(dǎo)施工提供可靠資料，還能幫助人類(lèi)規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，把滑坡災(zāi)害損失降低到最小程度[7-8]。本文以貴州省某電廠主體工程西側(cè)的附近邊坡為例，介紹邊坡工程的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目和內(nèi)容，根據(jù)工程地質(zhì)調(diào)查，并綜合分析邊坡變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)同類(lèi)邊坡工程的施工和監(jiān)測(cè)具有借鑒意義。

2 工程概況及地質(zhì)條件

2.1 工程概況

貴州省某電廠主體工程西側(cè)的山坡區(qū)域擬建規(guī)模2臺(tái)660 MW機(jī)組。

1) 場(chǎng)地標(biāo)高。廠址屬低山丘陵地貌，坡度較陡，地面標(biāo)高1 659～1 747 m，相對(duì)高差約88 m，整體地形起伏較大。場(chǎng)平標(biāo)高為1 694.3和1 698 m(1985國(guó)家高程)。場(chǎng)地地表主要種植玉米、毛豆、蕎麥等農(nóng)作物，部分種植松樹(shù)、核桃樹(shù)等喬木，局部地段零星分布有房屋。

2) 場(chǎng)地平面尺寸。廠址場(chǎng)地整平后，在場(chǎng)地西北側(cè)將形成高約25～47 m挖方高邊坡，西側(cè)將分別形成高約 5～25 m挖方邊坡，場(chǎng)地東北面將形成高約15～39 m填方高邊坡，東側(cè)將形成高3～12 m填方邊坡。

2.2 工程地質(zhì)

場(chǎng)地巖土層：經(jīng)工程地質(zhì)測(cè)繪與鉆探揭露，場(chǎng)地巖土層復(fù)雜，巖性多樣，上覆第四系有人工回填成因素填土、填石，坡洪積次生紅黏土、碎石土、粉質(zhì)黏土，沖淤積成因淤泥、泥炭土，殘積成因黏土、粉質(zhì)黏土，下伏基巖主要為砂巖、泥巖、炭質(zhì)泥巖、砂巖與泥巖互層及砂巖與炭質(zhì)泥巖互層，部分混夾煤層(塊煤或粉煤)，局部地段為灰?guī)r。場(chǎng)地巖性多樣，所有砂巖、泥巖、炭質(zhì)泥巖(局部有灰?guī)r)，并夾有煤層，各種巖石多呈互層狀產(chǎn)出。因此，在作剖面時(shí)，主要按風(fēng)化程度進(jìn)行連線，各種巖性不作連線，具體見(jiàn)圖1、圖2。

3 邊坡監(jiān)測(cè)

3.1 監(jiān)測(cè)目的

場(chǎng)地平整開(kāi)挖、填土?xí)饑o(hù)結(jié)構(gòu)、擋墻水平位移，水平位移較大時(shí)將影響其正常使用功能，會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞斷裂；場(chǎng)地平整開(kāi)挖同樣會(huì)引起邊坡水平變形，甚至滑移破壞，因而水平位移監(jiān)測(cè)是施工監(jiān)測(cè)的重要項(xiàng)目之一。

3.2 監(jiān)測(cè)方案

為了及時(shí)掌握廠區(qū)邊坡施工過(guò)程的變形變化規(guī)律，測(cè)定變形量的大小、變形是否均勻進(jìn)行觀測(cè)統(tǒng)計(jì)，并于2014年11月14日進(jìn)行第一次觀測(cè)表層，監(jiān)測(cè)頻率原則為每3天監(jiān)測(cè)一次，其中高邊坡取點(diǎn)為WY2-WY6。2014年11月23 日對(duì)WY15-WY17首次進(jìn)行觀測(cè)，在5月份，天氣降雨較多，邊坡有較大的變化時(shí)，對(duì)重點(diǎn)的觀測(cè)點(diǎn)WY15-WY17調(diào)整了監(jiān)測(cè)周期，基本上每天監(jiān)測(cè)一次WY15-WY17。7月中旬，每7天監(jiān)測(cè)一次， 遇到大霧天氣監(jiān)測(cè)無(wú)法進(jìn)行時(shí)監(jiān)測(cè)時(shí)段順延，在場(chǎng)地外側(cè)，于2015年06月08 日對(duì)新布設(shè)的WY60-WY64 進(jìn)行觀測(cè)。同時(shí)，為確保工程安全，在下一步工程建設(shè)施工過(guò)程中，對(duì)邊坡及支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，實(shí)行信息化施工。

在抗滑樁施工完成后，在邊坡上設(shè)置以地表變形、深部位移、地下水位為主的立體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，監(jiān)控邊坡整體變形。監(jiān)測(cè)點(diǎn)按照設(shè)計(jì)要求點(diǎn)位布設(shè)，共設(shè)置24個(gè)水平位移和沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)，20個(gè)深層土體位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)和12個(gè)地下水位監(jiān)測(cè)點(diǎn)。為了區(qū)分表層位移、深層土體位移和水位監(jiān)測(cè)，平面位移和沉降位移同點(diǎn)布置，統(tǒng)一編號(hào)為“WY”,深層土體位移編號(hào)“CX”,地下水位孔號(hào)編號(hào)為“SW”。見(jiàn)圖3、圖4。此外，由于設(shè)計(jì)邊坡臨空方向與電廠獨(dú)立坐標(biāo)系(AB)方向相近,因此邊坡監(jiān)測(cè)高程系統(tǒng)采用1985國(guó)家高程基準(zhǔn)H(m)，平面采用廠區(qū)與A、 B為電廠獨(dú)立坐標(biāo)系(AB)，與1980西安坐標(biāo)系夾角α=25°0000″，見(jiàn)圖5。

圖1 I滑坡區(qū)I-I′剖面圖

圖2 II滑坡區(qū)II-II′剖面圖

圖3 西北側(cè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布置圖

圖4 西側(cè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布置圖

圖5 電廠獨(dú)立坐標(biāo)系

3.3 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析

3.3.1 地表位移監(jiān)測(cè)分析

由圖6、圖7及圖8可知，圖6表明高邊坡地表水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)累計(jì)位移量隨時(shí)間變化不明顯，呈水平變化；相反，圖7表明部分重點(diǎn)水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)累計(jì)位移量相對(duì)較大，特別是WY15、WY16變化最為明顯，WY15測(cè)點(diǎn)在監(jiān)測(cè)時(shí)間為325 d時(shí)，位移達(dá)到150 mm；WY16測(cè)點(diǎn)在監(jiān)測(cè)時(shí)間為325 d時(shí)，位移達(dá)到160 mm；其平均每天位移量為0.48～0.58 mm，地表水平位移增長(zhǎng)的拐點(diǎn)出現(xiàn)在監(jiān)測(cè)時(shí)間為175 d；圖8表明場(chǎng)地外側(cè)新布設(shè)點(diǎn)水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)累計(jì)位移量為30～60 mm，平均每天位移量為0.23～0.45 mm，地表水平位移增長(zhǎng)的拐點(diǎn)出現(xiàn)在2015年10月上旬。各點(diǎn)表層平面位移如下，其中WY02～WY06為已加固好的高邊坡，B方向大致為滑坡方向。

圖6 高邊坡監(jiān)測(cè)點(diǎn)每7天累計(jì)位移變形量

圖7 重點(diǎn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)每7天累計(jì)位移變形量

圖8 場(chǎng)地外側(cè)新布設(shè)點(diǎn)每7天累計(jì)位移變形量

3.3.2 深部位移監(jiān)測(cè)分析

在高邊坡和低邊坡沿中軸分別布設(shè)2個(gè)深部位移鉆孔監(jiān)測(cè)點(diǎn)，利用測(cè)斜儀分別對(duì)測(cè)點(diǎn)的深部位移大小和方向進(jìn)行量測(cè)，見(jiàn)圖9。

圖9(a)表明，A-1鉆孔X方向累計(jì)位移-深度曲線呈現(xiàn)S波浪型曲線，分別在5.0、7.0、11.0、19.0和21.0 m處有明顯的位移突變?cè)龃?，表現(xiàn)為多個(gè)潛在滑動(dòng)面，并且在7.0、11.0、19.0和21.0 m產(chǎn)生的位移均較大，說(shuō)明滑坡主要沿7.0、11.0、19.0和21.0 m處的滑動(dòng)面滑動(dòng)，可判斷7.0、11.0、19.0和21.0 m 處滑面為主要滑面。

圖9(b)表明，A-2 鉆孔X方向累計(jì)位移-深度曲線呈現(xiàn)人字型曲線，在17.0 m處出現(xiàn)位移拐點(diǎn)，位移基本上全部由11.0～17.0 m產(chǎn)生，9.0 m以上、15.0 m以下的位移曲線平滑相近，說(shuō)明巖體發(fā)生整體位移，滑動(dòng)面位于15.0 m處。

綜上所述，邊坡坡體處于剪切蠕滑階段，滑動(dòng)面剪切位移較小，約10.0 mm；滑動(dòng)面的位置較深，分別位于A-1孔口以下約7.0、11.0、19.0和21.0 m、A-2孔口以下17.0 m處(圖1)，與巖層層面產(chǎn)狀一致。

圖9(c)表明，A-3鉆孔X方向累計(jì)位移-深度曲線表現(xiàn)為h形分布規(guī)律，在13.0～17.0 m處出現(xiàn)明顯的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，13.0 m以上、17.0 m以下為近似平直的曲線，表明已經(jīng)形成明顯的滑動(dòng)面，滑動(dòng)面位于孔口以下13 m處，滑面以上位移較明顯，滑面以下位移較小。

圖9 4個(gè)鉆孔X方向累計(jì)位移-深度曲線

圖9(d)表明，A-4鉆孔X方向累計(jì)位移-深度曲線仍表現(xiàn)為h型變化規(guī)律，在17～19 m處出現(xiàn)明顯的轉(zhuǎn)折，17.0 m以上、19.0 m以下為近似平直的曲線，表明已經(jīng)形成明顯的滑動(dòng)面，滑動(dòng)面位于孔口以下17.0 m處，滑面以上位移較明顯，滑面以下位移較小。

綜上所述，對(duì)于低邊坡坡體處于剪切蠕滑階段，其滑動(dòng)面的剪切位移較小，約20.0 mm；低邊坡滑坡區(qū)滑動(dòng)面深度較高邊坡變形區(qū)深，分別位于A-3鉆孔孔口以下13.0 m，A-4號(hào)鉆孔孔口以下17.0 m處(圖2)，與巖層層面產(chǎn)狀一致；滑坡前緣處于滑移失穩(wěn)階段，后部處于剪切蠕滑階段。

4 結(jié) 論

1) 滑坡的孕育演化過(guò)程本質(zhì)上就是滑坡巖土體的損傷變形演化過(guò)程，且對(duì)邊坡監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析，邊坡在不同蠕滑變形階段有著不同變形演化特征。

2) 通過(guò)評(píng)價(jià)邊坡使用過(guò)程中邊坡的穩(wěn)定性，依據(jù)邊坡位移-時(shí)序曲線切線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析日位移速率，位移變形在1mm/d之內(nèi)，無(wú)異常變化，存在一定的安全空間，

3) 分析了4個(gè)鉆孔X方向累計(jì)位移-深度曲線為防止滑坡及可能的滑動(dòng)和蠕變提供及時(shí)支持，預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)滑坡的邊界條件、規(guī)?；瑒?dòng)方向、發(fā)生時(shí)間及危害程度并及時(shí)采取措施，以盡量避免和減輕災(zāi)害損失。

4) 通過(guò)監(jiān)測(cè)分析判斷，影響該滑坡變形因子主要有施工過(guò)程、邊坡支護(hù)的方案選擇、邊坡周邊環(huán)境及工程地質(zhì)的水文條件。

5) 從基于宏觀破壞現(xiàn)象分析、監(jiān)測(cè)位移趨勢(shì)分析與其穩(wěn)定性的演化規(guī)律來(lái)看，仍需要在加強(qiáng)日常監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行系統(tǒng)地災(zāi)害評(píng)估和工程治理。