山嶺重丘區(qū)大斜度山坡穩(wěn)定性監(jiān)測技術(shù)

（中交第二航務(wù)工程局有限公司第六工程分公司，湖北 武漢 430014）

隨著高速公路的不斷發(fā)展，高等級公路建設(shè)逐漸由平原微丘區(qū)向山嶺重丘區(qū)延伸發(fā)展，地質(zhì)地形也越來越多地遇到了起伏不平的巖石山區(qū)。為了滿足高等級公路所需的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，必須克服山嶺重丘區(qū)波浪起伏、高差較大，以及溝谷相間等各種不利地形。這種地形地區(qū)在短距離內(nèi)標(biāo)高相差很大、坡陡流急、地勢錯綜復(fù)雜，特別是大斜度山坡較多，在坡體坡腳施工中，容易造成破壞失穩(wěn)，給施工造成較大安全隱患。

一、項目概況

（一）項目簡介

武深高速公路項目地處湖北省咸寧市，位于長江中游南岸，整個地勢由東南向西北呈階梯狀分布，幕阜山脈橫亙于路線東南部，沿東西向延伸。按地面高程、切割深度及地形形態(tài)，可分為沖湖積平原地貌、壟崗—丘陵地貌及中低山—低山地貌三種基本類型，地面高程介于22m～543m。

該標(biāo)段共有橋梁13座，集中分布在高程落差較大的山嶺重丘區(qū)、沿斜坡及沖溝地帶，沿線地質(zhì)條件復(fù)雜多樣，給下構(gòu)施工帶來了很大困難，其中以毛灣大橋、老屋門大橋為代表。

毛灣大橋沿線跨臺毛灣北側(cè)近東西向山間狹長溝谷建設(shè)，老屋門大橋沿溝谷邊斜坡凹谷建設(shè)。橋址區(qū)屬構(gòu)造侵蝕低山—丘陵地貌區(qū)，橋位跨越段溝谷近南西北東向展布，溝谷狹隘，兩岸地形陡峭，坡腳地形較緩。橋址區(qū)第四系覆蓋層厚度較大，下覆基巖為震旦系冷家溪群粉砂質(zhì)板巖，強度較高，分布較穩(wěn)定，無滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。

（二）施工測量方案

山嶺重丘區(qū)受地形地貌影響，多處于沿坡跨溝區(qū)域展線。通過對大斜度山坡區(qū)域的坡體設(shè)置測量網(wǎng)點，定期觀測，實時監(jiān)控邊坡水平位移、沉降及裂縫，可以預(yù)先加固不穩(wěn)定坡體，保證現(xiàn)場安全施工，形成的數(shù)據(jù)可以作為今后大斜度山坡施工的指導(dǎo)材料。

（三）大斜度山坡穩(wěn)定性監(jiān)測技術(shù)研究

1.大斜度山坡現(xiàn)場調(diào)查

該標(biāo)段處于山嶺重丘區(qū)，地質(zhì)條件復(fù)雜，褶皺、溝谷較多且山坡表層風(fēng)化嚴(yán)重。原地表在腐殖層覆蓋下尚能保持穩(wěn)定性，但段內(nèi)橋梁大部分沿坡腳展線，受施工需要需開挖邊坡，開挖后邊坡風(fēng)化層裸露在外且坡度較大，邊坡巖體節(jié)理、裂縫會繼續(xù)發(fā)育，大氣降水容易進入。在濕熱的氣候條件下，物理、化學(xué)風(fēng)化強烈，殘坡積層及全風(fēng)化巖土體強度較低，雨季巖土體含水量增高，則強度更低。

全線高邊坡坡積層、殘坡積層、全風(fēng)化層層位發(fā)育松散，黏聚力、內(nèi)摩擦角值低?；讕r節(jié)理、裂縫等結(jié)構(gòu)的發(fā)育，具有遇水易軟化、崩解的特性。邊坡開挖后，自然山體的平衡遭到破壞，坡腳應(yīng)力集中，容易產(chǎn)生由于坡腳應(yīng)力不足的坡腳壓碎變形破壞。

巖土體飽水后自重增大，下滑力隨之增大，邊坡開挖后，這種情況更為明顯。坡體內(nèi)存在傾向臨空貫通結(jié)構(gòu)面，邊坡開挖后，容易產(chǎn)生沿該構(gòu)造面的滑動變形破壞。

2.確定檢測方法

大地測量法通過監(jiān)測邊坡變形區(qū)域，在邊坡變形區(qū)域設(shè)置觀測樁、站、網(wǎng)，在邊坡變形區(qū)域以外的穩(wěn)定地段設(shè)定固定站觀測。在固定觀測站使用全站儀、水準(zhǔn)儀、鋼尺等，按時觀測邊坡變形區(qū)域內(nèi)各測點的水平位移和垂直位移，及時了解邊坡在施工期坡體的穩(wěn)定性態(tài)，從而及時提出處理方案與措施。

大地測量法有如下優(yōu)點：能確定邊坡地表變形范圍；量程不受限制；能觀測到邊坡體的絕對位移量；在滑坡發(fā)生劇滑時，監(jiān)測儀器設(shè)施不會因滑坡加速運動而損壞；監(jiān)測人員無需到滑坡體上，就能保證滑坡監(jiān)測的連續(xù)性。

綜上所述，該項目選用大地測量法作為橋區(qū)山體邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測方法。

二、邊坡監(jiān)測實施

（一）監(jiān)測內(nèi)容

邊坡監(jiān)測內(nèi)容主要包括坡體表層水平位移監(jiān)測、垂直位移監(jiān)測及裂縫監(jiān)測。通過分析設(shè)計圖紙的地勘資料及現(xiàn)場地質(zhì)情況，制定需要監(jiān)測的施工點及監(jiān)測范圍。施工便道及施工平臺開挖邊坡高度大于2m，邊坡陡于1：0.5。

（二）基本檢測方法與技術(shù)要求

根據(jù)武深高速公路TJ-05標(biāo)路基工程項目的特點、精度要求、變形速率及監(jiān)測體的安全性等指標(biāo)，水平位移監(jiān)測采用交會法，垂直位移采用電磁波測距三角高程測量，監(jiān)測體裂縫擬采用精密測（量）距，變形監(jiān)測方法的選擇，如表1所示。

（三）監(jiān)測等級及精度要求

1.沉降變形測量等級要求，如表2所示。

2.垂直位移監(jiān)測網(wǎng)技術(shù)要求，如表3所示。

3.水平位移監(jiān)測技術(shù)要求，如表4所示。

（四）邊坡監(jiān)測實施效果

通過對現(xiàn)場實際調(diào)查研究，根據(jù)橋區(qū)邊坡穩(wěn)定情況進行分級監(jiān)測管理。一級邊坡穩(wěn)定性很差，施工安全風(fēng)險高，監(jiān)測頻率為每7天監(jiān)測一次，雨季每2天監(jiān)測一次；二級邊坡穩(wěn)定性較差，施工安全風(fēng)險較高，監(jiān)測頻率為每14天監(jiān)測一次，雨季每7天監(jiān)測一次；三級邊坡穩(wěn)定較好，施工安全風(fēng)險低，監(jiān)測頻率為每30天監(jiān)測一次，雨季每14天監(jiān)測一次。

表1 變形監(jiān)測方法的選擇

表2 變形測量等級要求

表3 垂直位移檢測網(wǎng)技術(shù)要求

表4 水平位移檢測技術(shù)要求

毛灣大橋1#橋墩樁基在開挖過程中，遇夏季暴雨后，施工平臺邊坡上部約5m處有沖積物隱藏于樹林植被中，現(xiàn)場施工人員隨時有滑落掩埋孔口危險，危及孔內(nèi)作業(yè)人員生命安全。通過實施監(jiān)測機制，該險情被監(jiān)測人員及時發(fā)現(xiàn)，并通報項目部及時排除。通過實施山體邊坡監(jiān)控，標(biāo)段內(nèi)樁基已全部完成，全年未發(fā)生任何質(zhì)量安全事故。

三、結(jié)語

隨著我國高速公路的不斷發(fā)展及耕地紅線的不斷升級，公路選線越來越傾向于山嶺地區(qū)。下構(gòu)施工周邊更加復(fù)雜的環(huán)境使得大斜度坡體的監(jiān)控越來越重要。武深高速首次在無地質(zhì)災(zāi)害地區(qū)提出并實施了作業(yè)區(qū)山體邊坡監(jiān)控方案，設(shè)置監(jiān)測網(wǎng)點及檢測小組，及時監(jiān)測并收集了第一手指導(dǎo)性資料。隨著科技的發(fā)展，高等級公路建設(shè)可以通過使用立體智能動態(tài)觀測設(shè)備，自動采取數(shù)據(jù)輸入總控系統(tǒng)，當(dāng)坡體位移或裂縫達到一定閥值時，系統(tǒng)會自動報警，第一時間通知作業(yè)人員攜設(shè)備撤離。