山區(qū)高速公路滑坡深層位移監(jiān)測(cè)及穩(wěn)定性分析

羅 劍

(貴州交通巖土工程有限責(zé)任公司)

1 鉆孔測(cè)斜儀

鉆孔測(cè)斜儀的基本原理是將擺錘受重力影響是基礎(chǔ)測(cè)定，將垂線當(dāng)做是基準(zhǔn)的弧角變化，根據(jù)使用的方式進(jìn)行劃分，被分為兩種測(cè)斜儀，一種是滑動(dòng)式測(cè)斜儀，另一種是固定式側(cè)斜儀。

1.1 滑動(dòng)式測(cè)斜儀

滑動(dòng)式測(cè)斜儀的主要工作原理就是在鉆孔進(jìn)行測(cè)斜管的埋置，另外，在其內(nèi)部還必須要進(jìn)行導(dǎo)槽的設(shè)置，把帶有傾角傳感器的活動(dòng)探頭在測(cè)斜管內(nèi)部從相下往下劃出來，然后再將鉆孔沿線傾角的變化情況進(jìn)行記錄，按照傾角將每一個(gè)測(cè)點(diǎn)的側(cè)向位移計(jì)算出來。

1.2 固定式測(cè)斜儀

固定式斜測(cè)儀的工作原理是在鉆孔里面進(jìn)行測(cè)斜管的埋置，還進(jìn)行傾角傳感器的設(shè)置，在滑坡出現(xiàn)側(cè)向位移的時(shí)候，傳感器的傾角也會(huì)做出改變，然后綜合布設(shè)的具體距離進(jìn)行各個(gè)點(diǎn)的相對(duì)位移的計(jì)算，但是，不可否認(rèn)的是，相對(duì)而言，固定式斜測(cè)儀傳感器的價(jià)格比較高昂，儀器安裝要留有一定的間距，僅僅可以按照實(shí)際需求在鉆孔里面進(jìn)行傳感器的安裝處理，并且其安裝的傳感器的數(shù)量也受到各個(gè)方面限制因素的影響，因此，在確定滑面位置的時(shí)候，極有可能會(huì)存在著較大的偏差。然而，這種測(cè)斜儀卻可以輕易的進(jìn)行自動(dòng)化的檢測(cè)處理，在測(cè)斜管變形較大的情況下，滑動(dòng)式測(cè)斜儀探頭的自由移動(dòng)會(huì)受到影響，使得不能夠正常使用，不能測(cè)量。相對(duì)而言，固定式測(cè)斜儀測(cè)量精度是比較理想的，通常情況下，量程是±10°，在滑坡的變形情況大于量程的時(shí)候，固定測(cè)斜儀就不能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)測(cè)。

2 鉆孔測(cè)斜儀基本原理

測(cè)斜儀的工作原理就是在傳感器探頭和鉛垂形成傾角的時(shí)候，隨著重力的作用，傳感器倆面的敏感元件會(huì)有一個(gè)角度的擺動(dòng)，借助于具備著極高靈敏度的微電子換能器就可以實(shí)現(xiàn)角度到線號(hào)的轉(zhuǎn)換，通過科學(xué)的處理，就可以較為直觀的在液晶顯示屏幕上顯示出被測(cè)點(diǎn)的水平位移量，在巖土體出現(xiàn)位移的時(shí)候，埋在巖土體里面的測(cè)斜管也會(huì)隨著土體出現(xiàn)位移，實(shí)際上，測(cè)斜管的位移也就是土體的位移。存放在測(cè)斜管內(nèi)部的傳感器所測(cè)量處理的量是對(duì)于每一個(gè)測(cè)段上面測(cè)斜管的傾角，而該分段兩端點(diǎn)的水平偏差可由測(cè)得的傾角θ 用下式表示:

式中:Xi為第i 量測(cè)段的水平偏差值，mm;Li為第i 量測(cè)段的長(zhǎng)度，通常取為0.5，1 m 等整數(shù)，m;θi為第i 量測(cè)段的傾角值，°。

在采用測(cè)斜儀進(jìn)行觀測(cè)的時(shí)候，為了可以消除與減少儀器的零漂以及裝配的偏差等，應(yīng)該在位移的的正方向以及測(cè)頭旋轉(zhuǎn)180°角之后的反方向各測(cè)讀一次數(shù)。對(duì)于伺服加速度計(jì)式測(cè)斜儀來說，其測(cè)斜是在探頭的內(nèi)部加速度計(jì)測(cè)量重力失量g 在傳感器軸線垂直面上的分量大小來實(shí)現(xiàn)的，其位移增量Xi可以表示為

Xi=(│U1i│+2│U2i│)/2CgLi

公式當(dāng)中U1i指的是第i 量測(cè)段正測(cè)的電壓輸出信號(hào);U2i指的就是第i 量測(cè)段反測(cè)(相差180°)的電壓輸出信號(hào);C指的是儀器參數(shù);Li指的是第i 量測(cè)段的長(zhǎng)度。如此一來，按照每一次觀測(cè)結(jié)果能夠繪制出鉆孔位移隨時(shí)間、孔深變化的關(guān)系曲線，進(jìn)而能夠獲得巖土體深部發(fā)生位移的部位、方向等參數(shù)，從而為滑坡治理提供有效參數(shù)。

3 山區(qū)高速公路滑坡深層位移監(jiān)測(cè)

在進(jìn)行測(cè)斜管安裝的時(shí)候，為了能夠盡量的避免誤差的出現(xiàn)，確保測(cè)量的精確程度，應(yīng)該積極的采取有效的措施，還必須要遵循相應(yīng)的規(guī)則。

3.1 測(cè)斜管的安裝

在進(jìn)行測(cè)斜管安裝的時(shí)候，需要注意的是，一定要確保底部安裝了護(hù)蓋，其連接的地方應(yīng)該采用螺絲進(jìn)行連接，連接之后才能夠進(jìn)行密封處理，避免泥沙進(jìn)入到測(cè)斜管里面，使得測(cè)斜管的凹槽被封堵起來，導(dǎo)致測(cè)量精度受到影響，要注意的是，對(duì)于頂部位置一定要有頂蓋，避免石砂落入到測(cè)斜管當(dāng)中而使得測(cè)斜管被封堵，在測(cè)斜管的內(nèi)部應(yīng)該有兩對(duì)保持垂直的導(dǎo)槽，為了能夠提高監(jiān)測(cè)的效率，應(yīng)該保證導(dǎo)槽的方向和滑坡滑動(dòng)保持一致。

應(yīng)該注意的一點(diǎn)是，在進(jìn)行測(cè)斜管填埋以及鉆孔壁之間空隙利用材料按照巖土體不同而利用各種各樣的填充物，在土體當(dāng)中建議利用細(xì)沙進(jìn)行填充處理，對(duì)于堅(jiān)硬的巖體建議采用水泥砂漿進(jìn)行填充處理，在填充結(jié)束以后，需要經(jīng)過一段時(shí)間的等待，通常情況下，是一周左右的時(shí)間，直到測(cè)斜管與其四周的土體融合在一起之后才能夠進(jìn)行測(cè)量處理。

測(cè)斜管的材質(zhì)不同，其扭轉(zhuǎn)角也是存在著區(qū)別的，通常情況下，扭轉(zhuǎn)角最大的為塑料管，然后是PVC 管，而扭轉(zhuǎn)角最小的為鋁合金管，為了能夠降低扭轉(zhuǎn)角對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果造成不利的影響，在具備著充足資金的狀況之下，建議利用鋁合金管。如果利用塑料管或者是PVC 管的話，在使用之前，一定要利用測(cè)扭儀進(jìn)行測(cè)斜管的檢測(cè)，對(duì)于是處于輕微性扭轉(zhuǎn)的測(cè)斜管的檢測(cè)結(jié)果做出相應(yīng)的調(diào)整，對(duì)于扭轉(zhuǎn)情況比較嚴(yán)重的塑料管還應(yīng)該再一次的埋設(shè)或者是增加設(shè)置鉆孔，盡可能的降低導(dǎo)向鈕鉆所造成的不利影響。

3.2 測(cè)量

在每一次開始測(cè)量之前，應(yīng)該把側(cè)頭放入到測(cè)斜管的底部，經(jīng)過5 min 時(shí)間的等待以后，才可以進(jìn)行測(cè)量，保證側(cè)頭的溫度和圍巖的溫度相同，防止溫差干擾的出現(xiàn)。在進(jìn)行測(cè)量的時(shí)候，需要直到讀數(shù)趨于穩(wěn)定之后才能夠進(jìn)行參數(shù)的讀取，導(dǎo)線上面的標(biāo)尺一定要經(jīng)過固定，而且要保證每一次的提拉測(cè)量是相同的點(diǎn)，避免造成每一次測(cè)量Li 不同，導(dǎo)致偏差的出現(xiàn)。所以，要保證測(cè)量由同一的人員負(fù)責(zé)進(jìn)行。

4 山區(qū)高速公路滑坡穩(wěn)定性分析

滑坡實(shí)際上就是斜坡順著連通的剪切破壞面所形成的滑移地質(zhì)現(xiàn)象，滑坡給當(dāng)?shù)厝嗣竦纳a(chǎn)與生活都造成了非常嚴(yán)重的影響，在嚴(yán)重的情況下，甚至對(duì)造成大災(zāi)難的發(fā)生，為了能夠第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)隱患，第一時(shí)間采取有效措施將隱患消除，必須要對(duì)有滑坡可能性的巖土體進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

這一次利用了BQBF－698B 型鉆孔測(cè)斜儀進(jìn)行了滑坡變形監(jiān)測(cè)，為了能夠清晰的了解到滑坡體每一個(gè)位置的滑動(dòng)特點(diǎn)，以及監(jiān)測(cè)效率以及安裝所需要投入的資金，文章這一次監(jiān)測(cè)一共選用了2 條測(cè)線，進(jìn)行了5 個(gè)檢測(cè)孔的設(shè)置，從而進(jìn)行滑動(dòng)速率以及滑動(dòng)面的定位處理，測(cè)線1 位置滑坡所造成的屋面變形情況非常惡劣的部位，分別位于滑坡前緣、滑坡腹部以及滑坡后緣分別進(jìn)行測(cè)斜孔的布置。分別為(JC－01、JC－02、JC－03)。

在2012年的上半年，對(duì)布設(shè)的5 個(gè)檢測(cè)孔進(jìn)行了多次的測(cè)量，對(duì)測(cè)斜所得到的結(jié)果進(jìn)行了分析與研究，最終生成了累加位移和孔深曲線圖。

5 結(jié) 論

滑動(dòng)方向預(yù)判不準(zhǔn)確，得到的監(jiān)測(cè)結(jié)果將與事實(shí)相差甚遠(yuǎn)。

圖1 累計(jì)位移與深度曲線圖(測(cè)線1)

圖2 累計(jì)位移與深度曲線圖(測(cè)線2)

測(cè)線1 當(dāng)中的檢測(cè)孔JC－01、JC－02、JC－03 有著較為突出的滑動(dòng)面，依次在深度13～15 m、12～15 m 以及13～16 m，測(cè)線2 當(dāng)中的檢測(cè)孔JC－11 以及JC－12 并沒有顯示出過于突出的滑動(dòng)面，但是，該地處于滑坡帶的邊緣，在時(shí)間的推移下，或者是因?yàn)槭┕ぁ⒔邓雀鱾€(gè)方面因素的限制，極有可能發(fā)生薄弱面形成滑動(dòng)的現(xiàn)象，在這一次監(jiān)測(cè)利用是為定性埋設(shè)測(cè)斜管，僅僅支隊(duì)其中某一個(gè)方向的方式進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，其檢測(cè)的結(jié)果和鉆孔、坑深是相同的，所以，能夠判定，這種方式可以提高監(jiān)測(cè)的效率，比較適合使用在滑坡體滑動(dòng)方向。

6 結(jié)束語(yǔ)

滑坡的深度位移監(jiān)測(cè)可以實(shí)時(shí)掌握滑坡所處的變化階段及穩(wěn)定狀態(tài)，對(duì)失穩(wěn)的滑坡做出相關(guān)的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。為監(jiān)測(cè)人員提供滑坡的變形數(shù)據(jù)，追蹤滑坡的變化進(jìn)程，實(shí)時(shí)掌握滑坡滑坡的特征資料和演化過程，對(duì)后續(xù)的滑坡研究提供有效的依據(jù)。

［1］馬全珍，張寶華.鉆孔測(cè)斜儀在邊坡監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用［J］.常州工學(xué)院學(xué)報(bào)，2005，(S1):85－89.

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