彭逢春

湖南聯(lián)智監(jiān)測科技有限公司，湖南 長沙 410000

在山區(qū)高速公路建設(shè)中，受山區(qū)地形地貌等因素的影響，高邊坡安全穩(wěn)定性監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用比較廣泛。山區(qū)高速公路建設(shè)的過程中不可避免地會發(fā)生高填深挖情況，致使高速公路形成高邊坡狀態(tài)，若不采取高邊坡安全穩(wěn)定性監(jiān)測措施，將無法為高速公路邊坡穩(wěn)定性提供可靠保障。針對山區(qū)高速公路高邊坡安全穩(wěn)定性監(jiān)測進行全面分析，有利于促進高邊坡安全穩(wěn)定性監(jiān)測技術(shù)的合理選擇與應(yīng)用。

1 高邊坡安全穩(wěn)定性監(jiān)測技術(shù)概述

1.1 邊坡位移監(jiān)測技術(shù)

（1）3S技術(shù)。在安全穩(wěn)定性監(jiān)測系統(tǒng)中較為常用的是3S技術(shù)，3S技術(shù)由GNSS、RS及GIS共同組成。GPS是指全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對地理位置的精確定位；RS系統(tǒng)是通過電磁波對地面信息進行拍攝、掃描和收集；而GIS是一款地理信息計算分析軟件，通過對GPS和RS收集來的信息數(shù)據(jù)進行處理和分析來實現(xiàn)高邊坡安全穩(wěn)定性監(jiān)測技術(shù)的運行。隨著科技的不斷進步，GPS相關(guān)技術(shù)日益完善，加上GIS的分析建模能力也趨于完善，因而3S系統(tǒng)為監(jiān)測邊坡穩(wěn)定性提供了較強的技術(shù)保障。

（2）測斜儀監(jiān)測技術(shù)。為實現(xiàn)對邊坡變形進行深部監(jiān)測的目的，通常在邊坡體中安裝測斜管，并在測斜管內(nèi)安裝導(dǎo)輪測斜儀來完成測量。測斜儀技術(shù)具有精度高、漂移小、穩(wěn)定性好等技術(shù)優(yōu)勢。

（3）時域反射技術(shù)（TDR）。TDR技術(shù)的原理是通過監(jiān)測電纜形變產(chǎn)生的反射脈沖波形變化來監(jiān)測滑坡巖體的移動情況。該技術(shù)在我國的邊坡監(jiān)測領(lǐng)域仍處于初級階段，僅使用這一項技術(shù)無法完成對滑坡情況的完整有效監(jiān)測，還需進行較為復(fù)雜的其他試驗來配合。

1.2 光纖傳感監(jiān)測技術(shù)

光纖傳感技術(shù)是利用光在傳播過程中發(fā)生的某些參數(shù)變化，從而反映出環(huán)境變化以及信號變化所對應(yīng)的巖石物理變化。光纖傳感技術(shù)依照不同的監(jiān)測范圍，通常分為分布式、準(zhǔn)分布式與點式三種監(jiān)測方法；按照感光元件的分類分為光柵光纖和光纖兩種監(jiān)測形態(tài)。當(dāng)前變化監(jiān)測中采用較多的方法是光纖布拉格光柵傳感技術(shù)，該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)點式以及準(zhǔn)分布式的邊坡監(jiān)測。雖然光纖傳感器擁有抗干擾能力強、精確度高等優(yōu)勢，但對于邊坡滑坡的物理運動方向還無法做出準(zhǔn)確的判斷。

1.3 應(yīng)力監(jiān)測技術(shù)

在監(jiān)測巖體應(yīng)力變化的過程中，應(yīng)用較多的是對應(yīng)力錨桿及應(yīng)力錨索的監(jiān)測。該方法除了能夠?qū)吰逻M行監(jiān)測，以方便治理工作的開展，還能夠?qū)吰率Х€(wěn)進行提前預(yù)測。該技術(shù)可以通過振弦式鋼筋測力進行邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測，其主要原理較為簡單，即當(dāng)鋼筋試樣受到拉伸或壓縮時，對應(yīng)區(qū)域的感應(yīng)線圈就會發(fā)生震動，通過檢測線圈震動頻率就可以獲取鋼筋所受應(yīng)力，通過這個方法可以評估邊坡的穩(wěn)定性。

2 山區(qū)高速公路高邊坡安全穩(wěn)定性監(jiān)測技術(shù)的具體應(yīng)用

某山區(qū)高速公路監(jiān)測的邊坡長約110m，該邊坡上覆粉質(zhì)黏土含碎石，主要由粉粒和黏粒組成，局部夾強風(fēng)化砂巖，厚度約5～6m；中下部為砂巖碎石，下伏強風(fēng)化泥巖。邊坡采用放坡+錨索（桿）框格梁支護的防護方式。

2.1 邊坡監(jiān)測方案

（1）監(jiān)測目的。高邊坡監(jiān)測的目的是保證施工過程中的邊坡穩(wěn)定性，以及通過對邊坡進行監(jiān)測實現(xiàn)一定的預(yù)警功能，為建設(shè)單位、施工單位、監(jiān)理方提供準(zhǔn)確的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并以此為依據(jù)安排和調(diào)整施工進度，通過對數(shù)據(jù)的研究來更好地進行邊坡防治工作，及時把握邊坡的安全狀態(tài)，評定邊坡的穩(wěn)定性。

（2）監(jiān)測內(nèi)容及方法。依據(jù)相關(guān)規(guī)范規(guī)程及現(xiàn)場情況確定的監(jiān)測內(nèi)容為路塹邊坡地表水平位移、沉降監(jiān)測，巖土體內(nèi)部位移監(jiān)測及坡腳處橋臺裂縫監(jiān)測。具體的監(jiān)測方法是采用GNSS技術(shù)進行地表位移監(jiān)測，通過導(dǎo)輪測斜儀進行深層位移監(jiān)測，采用裂縫計進行橋臺裂縫發(fā)展監(jiān)測，如表1所示。

表1 監(jiān)測內(nèi)容、方法及設(shè)備表

2.2 邊坡監(jiān)測成果

（1）GNSS地表位移監(jiān)測數(shù)據(jù)。GNSS地表位移監(jiān)測點的累計位移量是以第一次監(jiān)測坐標(biāo)值為初始值來計算的總位移值，分為累計水平位移及累計沉降。地表位移監(jiān)測數(shù)據(jù)曲線如圖1所示。

圖1 地表位移監(jiān)測數(shù)據(jù)曲線

如圖1所示，截止到2021年2月20日，BD03地表位移監(jiān)測點水平方向累計位移量為6.7mm，高程方向累計沉降量為-20.83mm；該監(jiān)測周期內(nèi)，水平方向位移量無明顯變化，高程沉降量為-6.07mm。

（2）深層位移監(jiān)測數(shù)據(jù)。固定式斜測儀獲取的深層位移監(jiān)測數(shù)據(jù)如圖2所示。

圖2 深層位移監(jiān)測數(shù)據(jù)曲線

截止到2021年1月31日，CX02深層位移監(jiān)測孔內(nèi)各監(jiān)測點累計地表變化量為46.34mm。在2021年1月1日—1月31日的監(jiān)測周期內(nèi)深層位移無明顯變化，從累計位移-深度位移-時間曲線圖上分析，該監(jiān)測孔主要變形區(qū)域處于地下7～25m，其中地下7～16m深度變形量相對較大，突變趨勢較明顯。

（3）裂縫計監(jiān)測數(shù)據(jù)。裂縫計監(jiān)測點的累計位移量是以0為初始值來計算的總位移值。在2021年2月1日—2021年2月28日的監(jiān)測周期內(nèi)，各地表位移監(jiān)測點的累計位移-時間曲線圖如圖3所示。

圖3 裂縫監(jiān)測數(shù)據(jù)曲線

由圖3可知，截止到2021年2月28日，LF02裂縫監(jiān)測點累計變化量為-4.15mm，在該監(jiān)測周期內(nèi)變化量為-2.68mm。

綜上，通過監(jiān)測數(shù)據(jù)分析可以看出，地表、深層位移較小，邊坡較為穩(wěn)定，各結(jié)構(gòu)裂縫未見明顯增大，但應(yīng)對監(jiān)測點予以保護，防止因人為擾動或者破壞影響對監(jiān)測數(shù)據(jù)真實性的判斷。

3 結(jié)束語

對于山區(qū)高速公路建設(shè)項目而言，確保高速公路高邊坡的安全穩(wěn)定性至關(guān)重要。文章針對山區(qū)高速公路高邊坡安全穩(wěn)定性監(jiān)測技術(shù)進行了較為全面的分析論述，并進一步研究了高邊坡安全穩(wěn)定性監(jiān)測技術(shù)在山區(qū)高速公路建設(shè)中的實際應(yīng)用。在山區(qū)高速公路建設(shè)施工的具體開展中，相關(guān)人員可根據(jù)山區(qū)高速公路施工的具體狀況，結(jié)合以上內(nèi)容進行全面考慮，從而確保山區(qū)高速公路高邊坡的安全穩(wěn)定性。