宋再榮

（中鐵一局集團(tuán)有限公司）

0 引言

目前，超高邊坡的安全預(yù)報(bào)方法已經(jīng)越來越完善，從單一的方式發(fā)展為系統(tǒng)的理論研究總結(jié)階段，超高邊坡的災(zāi)情預(yù)報(bào)已經(jīng)向系統(tǒng)化邁進(jìn)，已初步開發(fā)了一些預(yù)報(bào)軟件系統(tǒng)，為超高邊坡的安全防護(hù)和穩(wěn)定性，提供了有效的參考數(shù)據(jù)，使得邊坡的安全施工和質(zhì)量得到了保證。結(jié)合邊坡工程中的各種環(huán)境、地質(zhì)因素編制邊坡安全監(jiān)測方案，經(jīng)過長時(shí)間項(xiàng)目監(jiān)測得到邊坡安全施工規(guī)律，為以后其他邊坡工程施工提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

廣州市軌道交通十四號線鄧村車輛段與綜合基地【施工Ⅰ標(biāo)】工程，段址位于從化市神崗鎮(zhèn)逸泉山莊、105國道的南側(cè)地塊，呈西北-東南向。邊坡工程高程為52m～128m，邊坡總長約為596m，邊坡支護(hù)高約2.5m～80m，邊坡安全等級為1 級，邊坡地層巖性從上至下為：坡積土層、殘積土層、巖石全風(fēng)化帶、巖石強(qiáng)風(fēng)化帶、巖石中等風(fēng)化帶和巖石微風(fēng)化帶，在中間夾層松散型全風(fēng)化石英砂巖、強(qiáng)風(fēng)化化石英砂巖、中風(fēng)化石英砂巖、中風(fēng)化石灰?guī)r等砂層，巖和土相互融合裂隙發(fā)育及巖層間滲水間隙發(fā)育，地下水豐富，施工難度大。

1 場地工程地質(zhì)及水文地質(zhì)狀況

本車輛段地貌上主要屬于殘丘地貌和山間沖積～洪積平地的交匯處，所揭露第四系地層為人工填土層，沖積～洪積砂層、沖積～洪積土層、河湖相沉積土層及殘積土層，基巖為石英砂巖、石灰?guī)r，受地形地貌等因素的影響控制，地下水位的埋深很大，水位埋深為13.0m～27.60m，平均埋深為20.94m，高程為45.54m～64.96m，平均高程為56.35m。

圖1 超高邊坡場地總平面圖

圖2 監(jiān)測布點(diǎn)圖

2 邊坡監(jiān)測方案

2.1 人工巡視

主要內(nèi)容包括：

⑴邊坡地表有無新裂縫、坍塌發(fā)生，原有裂縫有無擴(kuò)大、延伸。

⑵地表有無隆起或下陷，滑坡體后緣有無裂縫，前緣有無剪口出現(xiàn)，局部楔形體有無滑動現(xiàn)象。

2.2 裂縫觀測

⑴測點(diǎn)設(shè)置：裂縫一般產(chǎn)生在邊坡平臺和邊坡體邊緣，部分分布在邊坡體上結(jié)構(gòu)層，人工巡視中在發(fā)現(xiàn)裂縫的位置埋設(shè)裂縫監(jiān)測點(diǎn)。

⑵埋設(shè)要點(diǎn)：首先，在裂縫的兩邊穩(wěn)定土體內(nèi)開挖一個(gè)A4 紙平面大小的洞約50㎝深，之后用混凝土澆注至地面高度，用兩塊長方形鐵片分別埋設(shè)在裂縫兩邊的混凝土內(nèi)，并使這兩塊鐵片在裂縫處互相搭接約50㎝長，在搭接處用紅油漆涂色。

2.3 坡面觀測

觀測網(wǎng)采用方格形網(wǎng)絡(luò)，邊坡體上的觀測點(diǎn)布置在各級邊坡平臺上，每級平臺不少于5 個(gè)，觀測點(diǎn)間距為15m～30m，對可能形成的滑動帶、重點(diǎn)監(jiān)測部位加深加密布點(diǎn)。當(dāng)同一邊坡上有深層位移觀測點(diǎn)時(shí)，坡面上其中一條縱向觀測線與深層位移觀測點(diǎn)在同一直線上，以便觀測數(shù)據(jù)的相互驗(yàn)證和對比分析。

2.4 坡頂沉降觀測

采用鉆孔埋設(shè)沉降測頭或挖空埋設(shè)觀測樁，埋設(shè)于監(jiān)測對象上，并澆筑混凝土進(jìn)行固定，涂紅漆做好明顯標(biāo)記，以防破壞。

圖3 邊坡沉降監(jiān)測點(diǎn)的布置示意圖

圖4 位移、沉降觀察點(diǎn)

沉降觀測方法：采用進(jìn)口瑞士徠卡精密水準(zhǔn)儀DNA03，配合高精度水準(zhǔn)標(biāo)尺采用幾何水準(zhǔn)測量方法，以水準(zhǔn)基點(diǎn)為起始高程，對變形監(jiān)測網(wǎng)中各監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行水準(zhǔn)測量，最終回到起始基準(zhǔn)點(diǎn)形成閉合環(huán)，用徠卡隨機(jī)軟件平差處理數(shù)據(jù)得出各觀測點(diǎn)的相對于基準(zhǔn)點(diǎn)的高程，通過對各點(diǎn)的周期性觀測，便可得到各變形觀測點(diǎn)的沉降變化。如圖5 所示。

圖5 坡面及沉降觀測

2.5 坡體內(nèi)水平位移觀測（測斜）

按設(shè)計(jì)要求位置埋設(shè)測斜管（專用PVC 管），管內(nèi)有互成90°角的四個(gè)導(dǎo)向槽。測斜管安裝采用鉆孔法進(jìn)行埋設(shè)，鉆孔深度需到達(dá)中風(fēng)化巖面層。通過導(dǎo)向槽，將管內(nèi)注清水的測斜管逐節(jié)放入鉆孔內(nèi)，接口用封箱帶密封。測斜管安裝完畢后，用蓋子蓋住管口，以免雜物填塞測斜管，并在管頂砌筑保護(hù)裝置，保護(hù)及固定測斜管。如圖6 所示。

圖6 測斜管埋深示意圖

觀測方法：采用美國SINCO 數(shù)字式Digitili 測斜儀。

2.6 錨桿應(yīng)力監(jiān)測

根據(jù)設(shè)計(jì)要求位置布設(shè)錨索（桿）應(yīng)力測試點(diǎn)。錨索應(yīng)力監(jiān)測采用錨索應(yīng)力計(jì)進(jìn)行，錨索應(yīng)力計(jì)在預(yù)應(yīng)力錨索張拉鎖定前安裝在軸壓板與錨頭之間，隨錨桿的鎖定而固定。如圖7、圖8 所示。

圖7 錨索應(yīng)力監(jiān)測點(diǎn)結(jié)構(gòu)示意圖

圖8 錨索應(yīng)力監(jiān)測點(diǎn)安裝

觀測方法：采用頻率計(jì)對預(yù)應(yīng)力錨索（桿）應(yīng)力進(jìn)行監(jiān)測，并通過應(yīng)力計(jì)的率定曲線計(jì)算監(jiān)測時(shí)各監(jiān)測點(diǎn)的軸力，與就錨索鎖定時(shí)的初始軸力值相比較可以了解所監(jiān)測錨索（桿）的應(yīng)力變化情況。如圖9 所示。

圖9 錨桿監(jiān)測點(diǎn)安裝

2.7 地下水位觀測

檢測孔按設(shè)計(jì)要求位置布設(shè)在邊坡上。水位觀測井采用工程鉆機(jī)成孔（直徑為250mm），每個(gè)井深度約為8m。應(yīng)在邊坡分級放坡平臺上埋設(shè)，并在下級放坡開挖前完成。水位管頂部需砌磚進(jìn)行保護(hù)。圖10 為地下水觀測點(diǎn)結(jié)構(gòu)示意圖。圖11 為水位監(jiān)測點(diǎn)監(jiān)理見證。

圖10 地下水觀測點(diǎn)結(jié)構(gòu)示意圖

圖11 水位監(jiān)測點(diǎn)監(jiān)理見證

觀測方法：水位監(jiān)測采用斯比特水位計(jì)或沉降水位計(jì)，將帶電纜的探頭下降到鉆孔中，當(dāng)下放到預(yù)定深度后，測取儀器模數(shù)及頻率。

2.8 利用坡面位移監(jiān)測數(shù)據(jù)判斷邊坡穩(wěn)定性

通過對邊坡監(jiān)測數(shù)據(jù)整理，結(jié)合現(xiàn)有的一些系統(tǒng)的分析方法，對邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行施工安全預(yù)測，從而預(yù)測滑坡的滑動趨勢，最后定義邊坡安全性的綜合預(yù)警指標(biāo)。典型邊坡BP15 坡段第五、四、三、二級做為研究對象，其監(jiān)測布控如圖所示，此邊坡由四個(gè)平臺構(gòu)成，各級平臺上面都安置了一個(gè)測斜儀，根據(jù)2015 年這一年的監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，安置的4 個(gè)監(jiān)測點(diǎn)位移和淺層傾斜角都在設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi)；如圖12 所示其監(jiān)測點(diǎn)的布置；如圖13 所示各測點(diǎn)的水平位移；如圖14 所示各測點(diǎn)的豎直位移；如圖15 所示各測點(diǎn)的淺層傾斜角。由此得出邊坡加固支護(hù)效果好，邊坡整體處于穩(wěn)定狀態(tài)。

圖12 邊坡監(jiān)測點(diǎn)的布置(單位：m)

圖13 各測點(diǎn)的水平位移(沿傾向方向?yàn)檎?

圖14 各測點(diǎn)的豎直位移（向下為正）

圖15 各測點(diǎn)的淺層傾斜角

3 監(jiān)測數(shù)據(jù)分析

監(jiān)測項(xiàng)目內(nèi)容：坡頂水平位移、沉降；錨桿拉力；坡體土體測斜；挖方區(qū)施工至第二級平臺。根據(jù)圖15 邊坡監(jiān)測點(diǎn)的布設(shè)情況，監(jiān)測點(diǎn)設(shè)立：P7-1，P8-1，P8-2，P9-2，P9-3，P10-1，P11-1，P11-2，P11-3，P14-1，P14-2，P15-1，P15-2，P15-3，P15-4，P15-5 等16 根監(jiān)測點(diǎn)。

3.1 監(jiān)測項(xiàng)目警戒值

⑴坡頂水平位移：＜H/500；每級邊坡坡頂及坡腳的相對位移＜20mm；連續(xù)3 天小于2mm/d。報(bào)警值（n×16，n 為從下往上的平臺級數(shù))，范圍(16mm～144mm)；

⑵坡頂沉降：＜H/500；每級邊坡坡頂及坡腳的相對位移＜20mm；連續(xù)3 天小于2mm/d。報(bào)警值（n×16，n 為從下往上的平臺級數(shù))；范圍(16mm～144mm)。

⑶應(yīng)力：設(shè)計(jì)值80%；錨索320kN；錨桿80kN。

⑷坡體土體測斜：傾斜度達(dá)到2/1000 或速度連續(xù)3 天O.OOO1H/d；沉降：25 或速率≥3mm/d。

3.2 高邊坡監(jiān)測結(jié)果及分析(見圖16、圖17）

圖16 各監(jiān)測點(diǎn)高邊坡水平位移與時(shí)間關(guān)系曲線圖

圖17 各監(jiān)測點(diǎn)高邊坡沉降與時(shí)間關(guān)系曲線圖

3.3 監(jiān)測總結(jié)

從以上監(jiān)測數(shù)據(jù)可以看出，各測點(diǎn)累計(jì)變化值及變化速率均在其設(shè)計(jì)報(bào)警值允許范圍之內(nèi)，邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)，繼續(xù)加強(qiáng)監(jiān)測力度。

4 總結(jié)

經(jīng)過對監(jiān)測的數(shù)據(jù)分析，表明邊坡在監(jiān)測期間都處于穩(wěn)定狀態(tài)，雖有微小變形但都在設(shè)計(jì)要求范圍之內(nèi)，未出現(xiàn)較大水平、豎直位移。

通過此高邊坡的變形監(jiān)測，我們發(fā)現(xiàn)能指導(dǎo)邊坡安全施工和設(shè)計(jì)的唯一方法就是將豐富的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和原有的理論研究相結(jié)合。雖然我們現(xiàn)在的建筑施工水平在不斷的提高，但是很多復(fù)雜地形環(huán)境狀態(tài)下的大型工程項(xiàng)目都還得依靠監(jiān)測的數(shù)據(jù)分析，才能保證工程的安全施工。

隨著科技的不斷發(fā)展，監(jiān)測工具的不斷智能化，大大的降低了人力物力財(cái)力的投入。也使得工程變形監(jiān)測的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，提高了工程效率。