楊 飛 湯羅圣 王云安 鄧長(zhǎng)青 肜增湘 黃文濤

(1.湖北省交通運(yùn)輸廳漢十高速公路管理處，湖北 武漢 430051; 2.湖北省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院股份有限公司，湖北 武漢 430051)

1 概述

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)大發(fā)展，高速公路建設(shè)規(guī)模及難度越來越大，高速公路邊坡數(shù)量越來越多，邊坡災(zāi)害發(fā)育密度及危害程度也越來越高，但是，對(duì)于邊坡災(zāi)害的防治基本原則為“預(yù)防為主，治理為輔”，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)是目前高速公路邊坡災(zāi)害重要也是最有效的預(yù)防措施。目前關(guān)于高速公路邊坡監(jiān)測(cè)的研究成果較多，例如譚捍華等(2005)基于高速公路邊坡的特點(diǎn),提出了建立公路邊坡監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的合理程序[1]；陳強(qiáng)等(2006)以中部某山區(qū)高速公路邊坡的實(shí)際監(jiān)測(cè)資料為基礎(chǔ)，對(duì)邊坡治理工程進(jìn)行動(dòng)態(tài)優(yōu)化[2]；劉漢東等(2008)應(yīng)用加卸載響應(yīng)比理論，采用監(jiān)測(cè)和有限元數(shù)值模擬相結(jié)合的手段綜合評(píng)價(jià)了路塹高邊坡的加固效果[3]；段偉強(qiáng)等(2009)以驛宛高速公路某路塹邊坡為例，采用錨桿監(jiān)測(cè)、FLAC數(shù)值模擬對(duì)邊坡穩(wěn)定性及加固效果進(jìn)行評(píng)價(jià)[4]；李萬里(2011)以廣陜高速公路某邊坡為例，采用深部位移監(jiān)測(cè)、錨桿應(yīng)力監(jiān)測(cè)、混凝土應(yīng)變光纖光柵傳感監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)邊坡的變形和應(yīng)力釋放規(guī)律進(jìn)行研究,驗(yàn)證了光纖光柵傳感技術(shù)的可行性和優(yōu)勢(shì)[5]；張喆(2012)通過對(duì)十天高速某膨脹土邊坡進(jìn)行監(jiān)測(cè)，分析了降雨對(duì)該邊坡變形的相關(guān)關(guān)系[6]；張兵強(qiáng)等(2014)采用GPS位移監(jiān)測(cè)方法對(duì)安川公路某邊坡地表位移進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并與深部位移進(jìn)行對(duì)比分析，得出邊坡治理后邊坡不同部位的變形特點(diǎn)[7]；蒲建華(2014)基于多種監(jiān)測(cè)方式的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，采用C#語言和數(shù)據(jù)庫技術(shù)建立了監(jiān)測(cè)信息管理系統(tǒng)[8]；屈陳哲等(2016)以廣佛肇高速公路某邊坡為例，通過數(shù)值模擬與監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比分析，驗(yàn)證了邊坡設(shè)計(jì)方案的合理性[9]；莊旭東(2018)結(jié)合某高速公路邊坡實(shí)例，從地表位移監(jiān)測(cè)、深部位移監(jiān)測(cè)等方面對(duì)自動(dòng)化在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了深入探討[10]。

以上研究雖然取得了許多研究成果，但是在自動(dòng)監(jiān)測(cè)與穩(wěn)定性定量評(píng)價(jià)綜合分析邊坡穩(wěn)定性的研究較少。本文以漢十高速某填方高邊坡為例，采用GNSS位移自動(dòng)監(jiān)測(cè)手段對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)，輔以現(xiàn)場(chǎng)巡查進(jìn)行驗(yàn)證，再通過穩(wěn)定性計(jì)算進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，最終綜合判斷該邊坡的穩(wěn)定性。

2 邊坡簡(jiǎn)介

該邊坡為高速路路基邊坡，路基為半填半挖式。該邊坡橫向?qū)捈s150 m，最大填高約42 m，邊坡按五級(jí)填筑，第一級(jí)(無面板加筋土)坡比為1∶0.5，其他幾級(jí)都為1∶1.75。每級(jí)邊坡回填均鋪設(shè)有土工柵格，坡體內(nèi)部設(shè)置有橫向和縱向的排水盲溝，兩側(cè)及坡腳設(shè)有排水溝，邊坡坡面采用拱形加人字形骨架植物護(hù)坡，坡腳設(shè)置一頂寬3.4 m～4.2 m、高6.6 m～9.64 m的擋墻。

3 邊坡監(jiān)測(cè)

3.1 監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置

本邊坡共布置3個(gè)邊坡位移自動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，具體方案為在坡體頂部(靠近高速公路路面處)布設(shè)兩個(gè)測(cè)點(diǎn)，擋墻上方布設(shè)1個(gè)測(cè)點(diǎn)，在坡體附近不動(dòng)點(diǎn)架設(shè)1個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)。監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置圖如圖1所示。

3.2 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析

根據(jù)邊坡監(jiān)測(cè)情況，選取該邊坡最新監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)(2018年11月1日～2018年11月30日)進(jìn)行分析，其累積位移—時(shí)間曲線及位移速率—時(shí)間曲線如圖2,圖3所示。

從圖2，圖3可知，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)累計(jì)值位移2.1 mm～4.7 mm，位移速率-0.6 mm/d～0.6 mm/d，因測(cè)量存在一定誤差，且根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查情況綜合判定該邊坡目前變形比較緩慢。邊坡未發(fā)現(xiàn)新的坡面裂縫，邊坡在監(jiān)測(cè)期間整體處于較穩(wěn)定狀態(tài)。

3.3 現(xiàn)場(chǎng)巡查驗(yàn)證

通過現(xiàn)場(chǎng)巡查，該邊坡坡面及坡腳擋土墻未見明顯變形，坡頂路面裂縫也未見變形增大跡象，說明邊坡目前整體較穩(wěn)定，與自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析情況基本一致。

4 邊坡穩(wěn)定性計(jì)算

為了定量評(píng)價(jià)該邊坡的穩(wěn)定性，選取理正巖土軟件對(duì)該邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)勘察設(shè)計(jì)資料及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查情況，選取該邊坡典型計(jì)算斷面，判斷該邊坡最可能在加筋土或填土中發(fā)生圓弧形滑動(dòng)破壞，故采用瑞典條分法對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算。

4.1 計(jì)算工況選取

根據(jù)JTG D30—2015公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范中有關(guān)滑坡特殊路基設(shè)計(jì)要求，該邊坡擬考慮以下2種工況條件進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算：

1)天然工況；2)暴雨工況。

4.2 計(jì)算參數(shù)選取

根據(jù)地質(zhì)勘察資料、工程地質(zhì)類別、參數(shù)反演等綜合確定該邊坡巖土體物理力學(xué)參數(shù)，具體見表1。

表1 邊坡物理力學(xué)參數(shù)綜合取值表

4.3 穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果分析

采用上述計(jì)算模型和參數(shù)，結(jié)合極限平衡方法計(jì)算該滑坡的穩(wěn)定性系數(shù)，考慮到該邊坡坡腳目前已有防治措施為鋼擋土墻，故需考慮擋土墻對(duì)邊坡的支擋力，按擋土墻背主動(dòng)土壓力考慮，其穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果如表2所示，最危險(xiǎn)滑動(dòng)面如圖4所示。

表2 邊坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果

從表2可知，該邊坡在計(jì)算工況條件下穩(wěn)定性系數(shù)均大于規(guī)范要求的安全系數(shù)，說明邊坡目前處于較穩(wěn)定狀態(tài)，變形比較緩慢，與位移監(jiān)測(cè)、現(xiàn)場(chǎng)巡查的情況基本一致。從邊坡穩(wěn)定性計(jì)算最危險(xiǎn)滑動(dòng)面可知，該邊坡發(fā)生整體滑動(dòng)的可能性不大，主要發(fā)生局部滑動(dòng)，最危險(xiǎn)滑動(dòng)面位于坡頂?shù)谝患?jí)坡附近?？紤]到第一級(jí)坡對(duì)高速公路路面影響很大，同時(shí)考慮到坡腳居民的安全，因此非常有必要對(duì)該邊坡進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，特別是路面變形、擋土墻變形的監(jiān)測(cè)以及坡體自動(dòng)位移監(jiān)測(cè)。

5 結(jié)語

1)該邊坡目前處于初始蠕變階段，整體處于較穩(wěn)定狀態(tài)；2)邊坡發(fā)生整體滑動(dòng)的可能性不大，主要發(fā)生局部失穩(wěn)破壞；3)邊坡監(jiān)測(cè)點(diǎn)位移較小，主要原因在于今年降雨較少；4)邊坡坡頂裂縫需及時(shí)封堵，以防降雨入滲對(duì)邊坡穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響；5)需加強(qiáng)邊坡地質(zhì)巡查，和自動(dòng)監(jiān)測(cè)結(jié)合分析，及時(shí)、準(zhǔn)確判斷邊坡狀態(tài)。