山體滑坡治理施工變形監(jiān)測(cè)

（中煤長(zhǎng)江生態(tài)環(huán)境科技有限公司，江蘇南京 210046）

0.引言

南京國(guó)防園是著名的游覽勝地和戰(zhàn)場(chǎng)遺址，是開展國(guó)防教育、軍事科普知識(shí)、應(yīng)急避險(xiǎn)知識(shí)普及以及軍事體驗(yàn)為一體的綜合性場(chǎng)館。園內(nèi)地形起伏較大，自然條件優(yōu)越，名勝古跡與山、水、城、林融為一體。受連續(xù)降雨影響，國(guó)防園西南側(cè)山體小洼地發(fā)生滑坡地質(zhì)災(zāi)害險(xiǎn)情，上山道路出現(xiàn)張拉裂縫，坡面樹木傾斜、土體滑塌，威脅到人民群眾和景區(qū)的安全，影響了園區(qū)生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定性，不利于景區(qū)的正常運(yùn)行，地方政府進(jìn)行了該隱患區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害治理，為保證施工安全，特進(jìn)行了該項(xiàng)目的變形監(jiān)測(cè)工作。

1.監(jiān)測(cè)的目的

根據(jù)《滑坡防治工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》（DZ/T0219-2006）等相關(guān)規(guī)范規(guī)定，本項(xiàng)目監(jiān)測(cè)工作的主要目的是保證施工安全監(jiān)測(cè)和防治效果監(jiān)測(cè)。本次監(jiān)測(cè)工作突出重點(diǎn)，建立了較完整的監(jiān)測(cè)剖面和監(jiān)測(cè)網(wǎng)，使之系統(tǒng)化、立體化[1]。整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括監(jiān)測(cè)儀器、數(shù)據(jù)采集、儲(chǔ)存和傳輸、數(shù)據(jù)處理、信息反饋、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)等環(huán)節(jié)，以便能及時(shí)、快速對(duì)邊坡體變形破壞進(jìn)行分析反饋。

2.監(jiān)測(cè)原則及依據(jù)

2.1 監(jiān)測(cè)原則

在充分利用園區(qū)原有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)資料的基礎(chǔ)上，此次監(jiān)測(cè)貫穿于整個(gè)項(xiàng)目施工全過(guò)程，對(duì)邊坡的變形、應(yīng)力等情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，不僅為安全施工提供保障，還為園區(qū)后期穩(wěn)定性評(píng)價(jià)提供數(shù)據(jù)支持。本監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括施工安全監(jiān)測(cè)（地面變形監(jiān)測(cè)、地表裂縫監(jiān)測(cè)、地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)）和防治效果監(jiān)測(cè)，以監(jiān)測(cè)結(jié)果作為反饋設(shè)計(jì)、指導(dǎo)施工和評(píng)價(jià)治理效果的依據(jù)。

2.2 監(jiān)測(cè)依據(jù)

（1）《國(guó)家水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范》；

（2）《國(guó)家三角測(cè)量和精密導(dǎo)線測(cè)量規(guī)范》；

（3）《大地形變測(cè)量規(guī)范》；

（4）《工程測(cè)量技術(shù)規(guī)范》（GB50026-2015）；

（5）《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB50330-2013）；

（6）《滑坡防治工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》（DZ/T0219-2006）；

其他相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)范、規(guī)程。

3.監(jiān)測(cè)實(shí)施方案

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，本次監(jiān)測(cè)工作的內(nèi)容主要包括施工安全監(jiān)測(cè)和防治效果監(jiān)測(cè)（竣工初步驗(yàn)收后進(jìn)行）。本次施工安全監(jiān)測(cè)主要是布設(shè)位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行地表變形監(jiān)測(cè)，周期從施工單位進(jìn)場(chǎng)開始至施工結(jié)束撤場(chǎng)。根據(jù)工程特點(diǎn)，布置地表水平位移和垂直位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)、地表水平位移、地表垂直位移、支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移、支護(hù)結(jié)構(gòu)垂直位移、深層水平位移、裂縫監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

地表變形監(jiān)測(cè)是防治工程中常用的方法，觀測(cè)儀器可以采用全站儀參照《工程測(cè)量技術(shù)規(guī)范》中二級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量精度要求，觀測(cè)被監(jiān)測(cè)物體的水平位移、垂直位移，并計(jì)算其變化速率。地表裂縫位錯(cuò)監(jiān)測(cè)一般采用伸縮儀、位錯(cuò)儀、鋼尺、千分卡等進(jìn)行，了解地表裂縫伸縮變化和位錯(cuò)情況，測(cè)量精度要求在0.1mm～1 mm。

監(jiān)測(cè)頻率為邊坡施工階段每天監(jiān)測(cè)一次，施工完成后前三個(gè)月每 15d監(jiān)測(cè)一次，若監(jiān)測(cè)結(jié)果穩(wěn)定，可每月監(jiān)測(cè)一次；雨季、汛期應(yīng)每天監(jiān)測(cè)一次或數(shù)小時(shí)一次，甚至連續(xù)跟蹤監(jiān)測(cè)；監(jiān)測(cè)期限不少于1個(gè)水文年[2-3]。

預(yù)警值設(shè)定：監(jiān)測(cè)點(diǎn)位移速率達(dá)2mm/d 或累計(jì)值達(dá)30mm，具體預(yù)警值將根據(jù)監(jiān)測(cè)中間成果確定，如出現(xiàn)異常情況，應(yīng)及時(shí)通知相關(guān)單位，采取必要的應(yīng)急措施。

3.1 監(jiān)測(cè)控制網(wǎng)布設(shè)及測(cè)量精度

（1）水準(zhǔn)控制網(wǎng)。基準(zhǔn)網(wǎng)的布設(shè)：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量需要，控制點(diǎn)設(shè)置在安全穩(wěn)定區(qū)域。在滑坡區(qū)底部設(shè)置2處基準(zhǔn)點(diǎn)，滑坡區(qū)頂部設(shè)置1處基準(zhǔn)點(diǎn)，工作基點(diǎn)定期與基準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測(cè)，工作基點(diǎn)的位置選擇在通視、使用方便、安全、穩(wěn)定并容易尋找的地方[4-5]。

（2）控制網(wǎng)復(fù)測(cè)。在監(jiān)測(cè)過(guò)程中，定期對(duì)建立的平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)進(jìn)行復(fù)測(cè)，方法如下：

平面控制網(wǎng)利用后方交會(huì)的方法，測(cè)定測(cè)站點(diǎn)和兩個(gè)已知方向的夾角，計(jì)算每次的變化量。從而判定該基準(zhǔn)點(diǎn)是否存在蠕動(dòng)或偏心。對(duì)偏心的數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，判斷滑坡體位移觀測(cè)結(jié)果的影響。并對(duì)位移值走出適當(dāng)?shù)男拚?/p>

高程控制網(wǎng)則利用幾何二等水準(zhǔn)的方法測(cè)定工作基點(diǎn)，并和更高等級(jí)的水準(zhǔn)基點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)，并且閉合差符合二等水準(zhǔn)線路限差的要求，并對(duì)工作基點(diǎn)及時(shí)作出適當(dāng)?shù)男拚?/p>

3.2 坡面沉降監(jiān)測(cè)

監(jiān)測(cè)方法：采用閉合水準(zhǔn)測(cè)量方法，使用徠卡DNA03電子水準(zhǔn)儀（精度0.01mm）觀測(cè)，采用電子水準(zhǔn)儀自帶記錄程序，記錄外業(yè)觀測(cè)數(shù)據(jù)文件。

3.3 支護(hù)結(jié)構(gòu)及坡面水平位移監(jiān)測(cè)

（1）測(cè)點(diǎn)埋設(shè)要求。坡面水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)與坡面沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)采用同點(diǎn)觀測(cè)。支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)埋設(shè)，在格構(gòu)梁澆混凝土抹平后，插入測(cè)釘和棱鏡頭（與格構(gòu)梁平行），等待1d～2d混凝土凝固。

（2）監(jiān)測(cè)方法及數(shù)據(jù)采集。水平位移監(jiān)測(cè)主要使用拓普康全站儀及配套棱鏡組等進(jìn)行觀測(cè)。本工程采用小角度法和極坐標(biāo)法結(jié)合進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

3.4 坡面土體深層水平位移監(jiān)測(cè)

（1）測(cè)點(diǎn)埋設(shè)方法。測(cè)斜管選用內(nèi)徑70mm的PVC管，其外壁有一對(duì)凹槽，內(nèi)壁有二對(duì)相互垂直深3mm的導(dǎo)槽。其測(cè)點(diǎn)埋設(shè)方法如下：

在邊坡邊線處用鉆機(jī)成孔至坡底或巖石，深度約7m～10m，將PVC測(cè)斜管埋于鉆孔內(nèi)，測(cè)斜管管口封閉，接頭處應(yīng)連接牢固并密封。測(cè)斜管的導(dǎo)槽應(yīng)垂直于邊坡邊線，用綠豆砂將孔壁與管壁之間的空隙填充密實(shí)，最后在埋好的測(cè)斜管上做好保護(hù)措施和警示標(biāo)志以免破壞。

（2）深層水平位移觀測(cè)方法。監(jiān)測(cè)儀器采用CX-901F測(cè)斜儀以及配套PVC測(cè)斜管。觀測(cè)方法如下：

1）用模擬測(cè)頭檢查測(cè)斜管導(dǎo)槽。2）當(dāng)測(cè)斜儀測(cè)讀器處于開啟狀態(tài)，緩慢將測(cè)頭導(dǎo)輪放至管底，然后沿導(dǎo)槽由管底自下而上每隔0.5m讀一次數(shù)據(jù)，記錄測(cè)點(diǎn)深度和讀數(shù)。觀測(cè)結(jié)束后，將測(cè)頭旋轉(zhuǎn)180°后再插入同一對(duì)導(dǎo)槽內(nèi)，依照前一次的測(cè)點(diǎn)深度進(jìn)行重復(fù)觀測(cè)，并讀取觀測(cè)數(shù)據(jù)[6]。3）對(duì)比同一深度的兩次觀測(cè)數(shù)據(jù)，出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常應(yīng)及時(shí)補(bǔ)測(cè)。

4.監(jiān)測(cè)情況分析

本次監(jiān)測(cè)自治理工程施工前開始至竣工后，進(jìn)行了為期8個(gè)月的不定期監(jiān)測(cè)，共計(jì)完成對(duì)4個(gè)沿滑坡頂布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的垂直位移監(jiān)測(cè)31次，分別對(duì)13沿格構(gòu)梁上中下布設(shè)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)的坡面水平監(jiān)測(cè)89次，對(duì)3個(gè)埋設(shè)于滑坡面東、中、西部的監(jiān)測(cè)孔的深層水位監(jiān)測(cè)42次，對(duì)4個(gè)沿裂縫處布設(shè)的裂縫監(jiān)測(cè)點(diǎn)的地面形變測(cè)量87次。監(jiān)測(cè)預(yù)警值初步點(diǎn)位移速率達(dá) 2mm/d 或累計(jì)值達(dá) 30mm，具體將根據(jù)監(jiān)測(cè)中間成果確定，如出現(xiàn)異常情況，及時(shí)通知相關(guān)單位采取必要的應(yīng)急措施。

4.1 深層水平位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析

由圖1～圖3可以看出CJ1～CJ3的深層水平位移隨時(shí)間的變化趨勢(shì)，其中CJ1于2020年6月10日開始監(jiān)測(cè)；CJ2于2020年6月4日開始監(jiān)測(cè)；CJ3于2020年7月1日開始監(jiān)測(cè)。

圖1 CJ01位移—時(shí)間曲線圖

圖2 CJ02位移—時(shí)間曲線圖

在此期間，各個(gè)孔為的累計(jì)位移未超過(guò)報(bào)警值（30 mm），從數(shù)據(jù)觀察來(lái)看，目前屬于穩(wěn)定狀態(tài)。其中CJ1 在6月22日0.5m處因施工壓頂梁影響破壞，換管繼續(xù)監(jiān)測(cè)，導(dǎo)致累計(jì)最大位移6.1mm；CJ2在7月5日和7月6日因施工管線埋設(shè)影響，導(dǎo)致累計(jì)最大位移21.9mm；CJ3 位于東側(cè)邊坡坡頂樹林處，保護(hù)較好，累計(jì)最大位移1.2mm。CJ1在10月份由于園區(qū)美觀和游客安全，應(yīng)甲方要求以及綜合考慮，將地面以上管削平，影響數(shù)值變化，目前繼續(xù)監(jiān)測(cè)中，未超報(bào)警值[7]。

4.2 坡面、支護(hù)結(jié)構(gòu)位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析

由圖4、圖5可以直觀看出邊坡水平和豎直位移反應(yīng)的邊坡變化情況：

圖4 水平位移—時(shí)間曲線圖

圖5 垂直位移—時(shí)間曲線圖

從2020年5月2日至12月30日，水平位移累計(jì)最大值是2020年5月27日的JC1點(diǎn)的1.9mm；豎直累計(jì)位移最大值是2020年5月13日J(rèn)C2點(diǎn)的3.9mm。施工過(guò)程中，位移數(shù)據(jù)變化不斷浮動(dòng)，截至到9月30日邊坡工程主體完工后，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示邊坡變化速率位移最大值均小于設(shè)計(jì)預(yù)警值2.0mm/d，邊坡變化均在設(shè)計(jì)預(yù)警值30mm之內(nèi)，趨于穩(wěn)定。

4.3 裂縫監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析

由圖6可以看出LF2在2020年5月30日施工影響變化較大為0.5mm，但未超預(yù)警值（2mm/d），其余變化速率為0.05mm/d～0.1mm/d，最大的累計(jì)位移LF2點(diǎn)為0.7mm，累計(jì)變化率小于設(shè)計(jì)預(yù)警值30mm，從數(shù)據(jù)上看，變化且處于穩(wěn)定。

圖6 裂縫監(jiān)測(cè)—時(shí)間曲線圖

5.結(jié)語(yǔ)

山體滑坡監(jiān)測(cè)是一項(xiàng)長(zhǎng)期性工作，應(yīng)建立較完整的監(jiān)測(cè)剖面和監(jiān)測(cè)網(wǎng)，使之系統(tǒng)化、立體化。從本文的監(jiān)測(cè)網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示滑坡體無(wú)變形、無(wú)下滑跡象，坡體呈穩(wěn)定狀態(tài)，實(shí)踐結(jié)果證明，該方法在山體滑坡治理監(jiān)測(cè)中有效可行的，可供同類工程參考與借鑒。