變荷載影響下高邊坡巖體安全監(jiān)測分析

【摘要】隨著我國經(jīng)濟在快速的發(fā)展，社會在不斷的進步，水利工程施工受地形影響在高邊坡上布置拌合系統(tǒng)已為常態(tài)，料倉加載運行會影響邊坡巖體穩(wěn)定，危及工程安全。文章以某二級電站工程為例，通過對比巖體變形監(jiān)測和錨索應(yīng)力監(jiān)測研究料倉正常使用和加速運行2種情況下對高邊坡巖體的影響。研究結(jié)果表明，錨索在邊坡穩(wěn)定中作用明顯，料倉進出料頻率增加對料倉范圍內(nèi)巖體影響較小，而對皮帶支撐樁的巖體影響明顯并有變形增大的趨勢。通過監(jiān)測分析可得出料倉加載過程中巖體的變形情況，為其治理提供依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】高邊坡；穩(wěn)定性；安全監(jiān)測

隨著水利工程不斷建設(shè)發(fā)展，新建邊坡臨近既有邊坡的情況越來越普遍，因此分析新建邊坡建設(shè)的影響并提出合理的應(yīng)對措施，是此類邊坡工程建設(shè)過程中亟需解決的問題。已有文獻更多地集中在研究邊坡開挖后的長期穩(wěn)定性問題。但是，新建邊坡爆破施工易造成既有邊坡巖體原有的節(jié)理、裂隙進一步擴展，嚴重時還可能造成巖體沿已有結(jié)構(gòu)面滑移，直接影響邊坡的整體穩(wěn)定性。因此，分析爆破振動效應(yīng)對邊坡的影響顯得尤為重要，這種情況表明了數(shù)值模擬的方法對于解決這類問題有很高的了可靠性，以及準(zhǔn)確性。

1、關(guān)于高邊坡的穩(wěn)定性的技術(shù)現(xiàn)狀的探討

在高邊坡建設(shè)過程中對其進行防護有著較為重要的意義，但是從目前來說推進穩(wěn)定性的這個方面來看，要求同地質(zhì)構(gòu)造情況和地質(zhì)特征的相關(guān)情況來分析和結(jié)合。當(dāng)前處理高邊坡有著以下兩個方面的問題；首先是防護高邊坡應(yīng)用的形式較為單一，由于地質(zhì)情況總體較為復(fù)雜。其次則是高邊坡穩(wěn)定性較差，比如說缺少對質(zhì)條件做出深入的勘察，并且沒有掌握好地質(zhì)構(gòu)造情況來進行施工建設(shè)造成的，所以，要求提升高邊坡穩(wěn)定性上應(yīng)該做好防護工作，其防護形式要求表現(xiàn)出綜合性，可以推進進行實施防護，在諸多不同地質(zhì)條件和附近環(huán)境來應(yīng)該使用不同的形式做好防護工作，可以推進水利質(zhì)量得到保證。

2、監(jiān)測方法和措施

某二級電站位于某省境內(nèi)，該電站在EL1560（高程） 平臺高程的高空， 配備了海拔1605米的筒倉， 以滿足施工需要。EL1560平臺的坡度分為三個區(qū)域。I和III區(qū)的挖掘工作相對完整。第二區(qū)（K4+700～K4+800） 的開挖表明， 巖體密集程度低， 巖體主要風(fēng)化程度弱。它具有較強的風(fēng)化作用， 裂縫相對發(fā)育， 邊坡基本穩(wěn)定， 局部穩(wěn)定性差。對二區(qū)的坡度進行分級， 從上到下開挖。坡率為1∶0.5，分設(shè)4級馬道于1635、1620、1605、1590m，高程筒倉位于1，6505米海拔平臺上。研究對稱邊坡滑面的確定，對該工程具有一定的參考意義。EL1560平臺斜坡設(shè)有六個監(jiān)察路段，分別涉及K4+742、K4+778、K4+830、K4+880、K4+930和K4+960。

第二區(qū)有2個K4+742和K4+778 監(jiān)測區(qū)。在筒倉底部共設(shè)置了9個setssc·36個多點位移計、14個錨動力計、6個錨樁應(yīng)力計和16505米高程平臺。安排2個級工作基點和4個級監(jiān)測點。具體布局如圖1所示。在攪拌系統(tǒng)試運行過程中對筒倉進行負載安全監(jiān)測。對EL1560平臺邊坡6個監(jiān)測段的17套多點位移儀、6套錨樁應(yīng)力計和30個錨定測功機等63套監(jiān)測儀器進行了連續(xù)測試。監(jiān)測結(jié)果表明， 當(dāng)筒倉荷載為最大允許荷載的80時，邊坡巖體的最大變形增量為0.42mm，錨索的最大荷載增量為16.49kN，錨桿樁的最大拉應(yīng)力為16.49 kN。壓力表增加。面積為7.64 MPa，邊坡圍巖基本穩(wěn)定?？梢钥闯?，EL1560平臺高線混凝土攪拌系統(tǒng)的承載能力能滿足設(shè)計要求，工程設(shè)計假設(shè)和結(jié)構(gòu)措施正確合理，能滿足生產(chǎn)過程中安全要求和操作。

3、水利工程整體穩(wěn)定性的措施分析

3.1設(shè)計階段

對水利工程進行設(shè)計之時，要求做到對路基高邊坡整體的穩(wěn)定性做好計算以及評價等工作，要求對設(shè)計路面的水文和地質(zhì)環(huán)境來認真勘察，對設(shè)計路段的地質(zhì)條件、水文條件等認真勘察。對其進行實地調(diào)查發(fā)現(xiàn)對水利路基高邊坡構(gòu)成原因和構(gòu)成的危害進行科學(xué)設(shè)計，進而提出合理的設(shè)計方案，如此就可以上保證高邊坡方案在技術(shù)和理論上的可行性以及合理性，推進水利工程高邊坡安全穩(wěn)定性的提升。

3.2施工階段

在施工過程中與之相關(guān)的施工技術(shù)人員你要求對水利的具體情況進行勘察。接著對其勘察的數(shù)據(jù)做好整理和分析工作。依據(jù)現(xiàn)場的具體情況來對設(shè)計方案的合理性和可行性進行核對。在施工階段中與之相關(guān)的施工技術(shù)人員要求對水利的具體情況進行勘察，接著對數(shù)據(jù)及時分析和整理，依據(jù)現(xiàn)場的具體情況來核對設(shè)計方案的可行性和合理性，進而可以保證施工質(zhì)量以及邊坡的穩(wěn)定性。此外在進行具體施工中，要求同高邊工程的防護措施進行參考，選擇合理的支護形式，此種使用方式不僅可以實現(xiàn)路基邊坡整體穩(wěn)定性的提高，也可以實現(xiàn)高邊坡防護能力的提升，也可以在一定程度上保證其自然美觀性。那么就要求在具體施工中，作為施工單位應(yīng)該同設(shè)計單位之間進行第一時間的交流和合作。而對其監(jiān)測的數(shù)據(jù)應(yīng)該第一時間進行整理和分析，在其出現(xiàn)問題時，可以第一時間發(fā)現(xiàn)并且使用合理措施來處理，實現(xiàn)高邊坡穩(wěn)定性提升。水利工程所在的地區(qū)巖性復(fù)雜性高，也會實現(xiàn)高邊坡防護能力獲得提升，也可以推進邊坡的自然美觀性。所以也要求在進行施工中，施工單位和設(shè)計單位要求第一時間做好溝通交流，對其監(jiān)測的數(shù)據(jù)做好整理和分析，在問題出現(xiàn)時可以發(fā)現(xiàn)問題，并且采用合理措施來解決，實現(xiàn)水利施工質(zhì)量提升，確保其穩(wěn)定性。在水利工程中其所在的地區(qū)較為復(fù)雜，一般包括有志留系、泥盆系以及第四紀(jì)層等，從實際中可以看出，在這些區(qū)中巖性總體較差，所以應(yīng)該對此地區(qū)要求全面評價此地區(qū)高邊坡穩(wěn)定性，制定出最為有效高邊坡防滑加固措施。在對高邊坡治理設(shè)計中選擇安全系數(shù)為1.15，那么潛滑面推力是：R1=1.15×（430.8+4292.7+12673.8+1675.5）-（536.6+6455.0+12648.0+1674）=620.12（kN/m）。抗滑樁的設(shè)計參數(shù)是：樁身斷面：2.0m×3.0m（矩形），計算寬度：3.0m，樁長：20m，樁體埋深：12m，樁間距：6m，比例系數(shù)：mv=10000kN/m3，地基系數(shù)：A=1200000kN/m3，并且其樁身混凝土強度為C25，滑坡推力的分布也是依照三角形來分布。依據(jù)樁身和樁周巖體土體剛度之間的不同，來對樁身內(nèi)力之時把樁的滑面位置劃分為上下兩個部分來計算，滑面之上則是根據(jù)在錨索力和滑坡推力的影響下對懸臂樁進行計算。在高邊坡設(shè)計中，應(yīng)該深入到該地區(qū)地質(zhì)勘測工作中，獲得巖層角度、高度、破碎情況以及高邊坡巖性等會對穩(wěn)定性造成影響的因素進行分析，在進行了深入的調(diào)研以后可以看出楔形體滑動、傾倒破壞等是造成高邊坡破壞最為重要的形式。

4、施工放樣坐標(biāo)選擇

為了降低測量數(shù)據(jù)操作的復(fù)雜性，現(xiàn)場檢查非常方便。控制點坐標(biāo)為A （351979.956，327732.213），O （3520034.841，327273.054），O點壩相對坐標(biāo)為（0，0），現(xiàn)場測量前按要求檢查測量儀器。儀器的精度和檢驗人員的專業(yè)素質(zhì)必須符合施工要求。測量基準(zhǔn)時，嚴格執(zhí)行“三級檢驗”制度。根據(jù)測試協(xié)調(diào)成都勘察設(shè)計研究所提供的數(shù)據(jù)，提供了測試點滿足要求時，現(xiàn)場施工控制網(wǎng)和加密控制點設(shè)置。根據(jù)現(xiàn)場施工條件，為了滿足現(xiàn)場施工監(jiān)控和過程控制，分別在左岸。坡面EL1990馬路、EL1960馬路、EL1885馬路，利用設(shè)計提供的二次控制網(wǎng)絡(luò)進行復(fù)合加密排列，布局滿足施工精度和現(xiàn)場施工要求。現(xiàn)場測量前，按要求檢查測量儀器。儀器的精度和檢驗人員的專業(yè)素質(zhì)必須符合施工要求?；鶞?zhǔn)點的測量應(yīng)嚴格執(zhí)行“三級檢驗”制度。根據(jù)成都勘察設(shè)計院提供的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，在測量點滿足要求時，布置現(xiàn)場施工控制網(wǎng)絡(luò)和加密控制點。根據(jù)現(xiàn)場施工條件，為滿足現(xiàn)場施工監(jiān)視和過程控制，設(shè)計提供的二次控制網(wǎng)絡(luò)對左岸邊坡的EL1990、EL1960、EL1885組合線分別加密。該位置滿足施工精度和現(xiàn)場施工要求。

5、錨噴支護計量結(jié)算

根據(jù)土木工程施工原則和施工規(guī)范的要求，在路基開挖前，施工單位應(yīng)共同監(jiān)督和業(yè)主對原始地形和原始斷面進行測量。根據(jù)地形的變化，約20米的部分被設(shè)定為增加或減少。可以將5米的部分添加到具有大的局部形狀變化的位置。挖掘區(qū)域乘以基于兩個區(qū)域的平均面積的間距。由于kam屏幕的復(fù)雜性，一流水電站左岸邊坡地質(zhì)，斷層，開挖邊坡滑坡現(xiàn)象較為嚴重，如果按照5 ma段發(fā)射器進行，工作量大，按計算該段保護量為實際噴射量的80%，不能反映實際情況，因為噴射保護變送器按部分計算不符合要求。根據(jù)之前的調(diào)查總結(jié)，使用無棱鏡全站儀測量收入，每隔2米是一個部分，南部測繪軟件用于計算3d中的面積。所計算工程量與實際吻合，滿足規(guī)范要求。

結(jié)語：

本文通過對拌合系統(tǒng)料倉所在高邊坡巖體監(jiān)測，可以得出以下結(jié)論：（1）料倉加速運行期間，巖體變形很小且趨于穩(wěn)定，錨索荷載趨于穩(wěn)定，可以認為料倉邊坡巖體基本穩(wěn)定，能夠滿足生產(chǎn)運行安全的要求。（2）料倉進出料頻率增加使錨索測力計荷載緩慢增長，然而，箱底部多點位移計的變化較小，表明斜坡錨索具有明顯的支撐效果，但仍需要施工方嚴格的觀察和檢查。（3）筒倉進出的頻率對帶式輸送機的支撐樁有很大的影響，導(dǎo)致帶式輸送機支撐樁周圍的巖體變形繼續(xù)緩慢增長，應(yīng)力 錨索通常會緩慢增加。 因此，本文建議在滿足施工條件的情況下，垃圾箱應(yīng)適當(dāng)減少進料，全量排放，有利于邊坡的穩(wěn)定性和工程施工的安全性。

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作者簡介：

練偉東，廣東水電二局股份有限公司，廣東增城。