邊坡工程監(jiān)測(cè)淺析

鄧文俊

（湖南省礦產(chǎn)資源調(diào)查所，湖南 郴州 423000）

0 引言

我國(guó)屬于是地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)的國(guó)家，尤其是滑坡災(zāi)害，每年都會(huì)造成大量的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡?？茖W(xué)合理的邊坡工程監(jiān)測(cè)，可實(shí)時(shí)掌握邊坡的穩(wěn)定性以及變化情況，對(duì)邊坡工程監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面分析，可提前預(yù)知邊坡災(zāi)害，及時(shí)制定科學(xué)的防治措施和方法，保證邊坡的安全。基于此，開(kāi)展邊坡工程監(jiān)測(cè)的分析研究就顯得尤為必要。

1 工程概述

郴州市蘇仙區(qū)五蓋山滑雪場(chǎng)邊坡支護(hù)工程位于郴州市東南方，距城區(qū)約13km 主要處于蘇仙區(qū)五蓋山鎮(zhèn)涼傘坪村，沿郴州大道至縣道X045 線水泥公路直達(dá)項(xiàng)目場(chǎng)地，交通較為方便。支護(hù)工程情況：AB 段一、二階坡采用錨噴支護(hù)，三階坡采用錨拉毛石混凝土擋墻支護(hù)；C-G 段坡腳采用2m 高擋墻護(hù)腳，擋墻以上邊坡采用錨噴支護(hù)，其中CD 段為總邊坡高度不大于5m 段，則墻頂以上網(wǎng)噴防護(hù)?？刂凭W(wǎng)點(diǎn)位現(xiàn)場(chǎng)如圖1 所示。

圖1 控制網(wǎng)點(diǎn)位現(xiàn)場(chǎng)

2 邊坡工程監(jiān)測(cè)的目的和原則

2.1 目的

在邊坡支護(hù)工程施工中，開(kāi)展監(jiān)測(cè)具有非常重要的意義，其目的主要體現(xiàn)在以下3 個(gè)方面。

（1）通過(guò)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)反應(yīng)邊坡的穩(wěn)定情況，為業(yè)主及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)情況提供依據(jù)。

（2）為邊坡支護(hù)和治理，提供及時(shí)的反饋信息，提升邊坡支護(hù)工程施工的信息化水平。而且監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可作為工程技術(shù)人員判斷邊坡支護(hù)工程安全與否的依據(jù)，為工程決策提供有效的數(shù)據(jù)支撐。

（3）為業(yè)主提供及時(shí)信息，以便業(yè)主對(duì)整個(gè)過(guò)程了解土體的動(dòng)態(tài)趨勢(shì)有清晰的了解，便于掌控全局對(duì)整個(gè)治理過(guò)程進(jìn)行科學(xué)管理。

2.2 原則

邊坡工程監(jiān)測(cè)是一項(xiàng)非常復(fù)雜，而且需要長(zhǎng)期進(jìn)行的工作，而且影響邊坡穩(wěn)定性因素比較多，在加上邊坡工程量大，難以進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)，需要能夠找到能夠反映邊坡性能的指標(biāo)和影響因素進(jìn)行監(jiān)測(cè)，這就需要在邊坡工程監(jiān)測(cè)中遵循“突出重點(diǎn)，全面兼顧”的原則；邊坡在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需要能夠及時(shí)埋設(shè)、及時(shí)觀測(cè)、及時(shí)分析、及時(shí)反饋等，因此，在具體監(jiān)測(cè)中還需要遵循“及時(shí)有效，安全靠的”的原則；此外，邊坡工程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)要盡量簡(jiǎn)單，便于操作，以便長(zhǎng)期觀測(cè)，還要遵循“簡(jiǎn)單高效、經(jīng)濟(jì)合理”的原則。

3 邊坡工程監(jiān)測(cè)的要點(diǎn)

3.1 明確邊坡工程監(jiān)測(cè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

就案例工程而言，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《工程測(cè)量規(guī)范》（GB 50026—2007）與臨近建筑物、重要設(shè)施等相關(guān)規(guī)定，確定本項(xiàng)目監(jiān)測(cè)等級(jí)為二級(jí)。具體的監(jiān)測(cè)精度要求，如表1 所示。

表1 邊坡工程監(jiān)測(cè)精度要求

3.2 水平位移監(jiān)測(cè)

案例工程在水平位移監(jiān)測(cè)中采取了極坐標(biāo)法、前方交會(huì)法與導(dǎo)線測(cè)量法相互結(jié)合的方法。其中極坐標(biāo)法和前方交會(huì)法主要是對(duì)觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)，而導(dǎo)線測(cè)量法的主要作用是對(duì)工作基點(diǎn)的聯(lián)測(cè)和穩(wěn)定性進(jìn)行檢查。在具體監(jiān)測(cè)中，為保證提升監(jiān)測(cè)效率和精度，在進(jìn)行監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)時(shí)，需要同時(shí)做好基準(zhǔn)點(diǎn)、工作點(diǎn)、監(jiān)測(cè)點(diǎn)三級(jí)布設(shè)。其中基準(zhǔn)點(diǎn)需要盡量布設(shè)在相對(duì)穩(wěn)定的區(qū)域，作為邊坡水平位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)校核點(diǎn)，本工程基準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)在水泥路面之上，布設(shè)數(shù)量不少于3 個(gè)[1]；工作點(diǎn)要盡量布設(shè)在靠近邊坡，且基本穩(wěn)定的位置，其主要作用是測(cè)量邊坡支護(hù)點(diǎn)的平面位置變化情況，本工程主要布設(shè)在邊坡陰角位置，在項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)水泥坪布設(shè)3個(gè)工作點(diǎn)；監(jiān)測(cè)點(diǎn)主要是沿著邊坡支護(hù)周邊布置在邊坡支護(hù)上，用于支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形和位移情況，相互之間的距離控制在20m 以內(nèi)。本項(xiàng)目監(jiān)測(cè)共布設(shè)了水平位移監(jiān)測(cè)32 個(gè)觀測(cè)點(diǎn)（D1-D32），垂直位移監(jiān)測(cè)38 個(gè)觀測(cè)點(diǎn)（D1-D32，F(xiàn)1-F6）。

在水平位移監(jiān)測(cè)之前，要先按照邊坡支護(hù)工程監(jiān)測(cè)精度的要求，對(duì)已經(jīng)布設(shè)好的基準(zhǔn)點(diǎn)、工作點(diǎn)、監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行至少兩次測(cè)量，在計(jì)算平均值就是本次水平位移監(jiān)測(cè)的初始值。然后在每次監(jiān)測(cè)之前，都需要對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)、工作點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測(cè)，保證每個(gè)工作點(diǎn)沒(méi)有發(fā)生變動(dòng)后，才能進(jìn)行下一次監(jiān)測(cè)。案例工程在水平位移監(jiān)測(cè)中采取了極坐標(biāo)法聯(lián)合交會(huì)法的監(jiān)測(cè)方法，監(jiān)測(cè)儀器為為徠卡TS09 PLUS1″R1000 全站儀，精度：m0=1″，帶棱鏡測(cè)距精度為ms=2mm+2ppm·D。交會(huì)法采用三點(diǎn)交會(huì)法，角、邊交會(huì)法的交會(huì)角均控制在30°～120°之間。極坐標(biāo)法則采用雙測(cè)站極坐標(biāo)法，起到了相互檢核作用。按照《工程測(cè)量規(guī)范》（GB 50026—2007）中的規(guī)定，本次電磁波測(cè)距技術(shù)要求如表2 所示。

表2 電磁波測(cè)距技術(shù)要求

全站儀在監(jiān)測(cè)前，需要監(jiān)測(cè)環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)，盡量在通視良好、天氣晴朗的天氣進(jìn)行監(jiān)測(cè)。但需要避免陽(yáng)光直接照射，減少二次調(diào)焦的次數(shù)，以保證監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。用正倒鏡同時(shí)觀測(cè)法，對(duì)兩個(gè)測(cè)回?cái)?shù)進(jìn)行全面進(jìn)行觀測(cè)，在觀測(cè)途中儀器的水平氣泡偏移量不能超過(guò)1格，以提升水平位移監(jiān)測(cè)的精度。而且每次監(jiān)測(cè)完成之后，都需要按照測(cè)量誤差理論和統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)的原理，對(duì)監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行平差計(jì)算，得到最終的水平位移變形數(shù)據(jù)[2]。邊坡工程監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)討論如圖2 所示，通過(guò)集思廣益，相互探討的方法，可有效提升邊坡監(jiān)測(cè)的精度。

課后訓(xùn)練需要將作業(yè)、練習(xí)與生活實(shí)際相結(jié)合，教師在布置作業(yè)的時(shí)候盡量選取與生活相聯(lián)系的題目，以此提高學(xué)生理論聯(lián)系生活的能力。還可以開(kāi)展有關(guān)物理的生活實(shí)踐活動(dòng)，在探索大自然的過(guò)程中加以學(xué)習(xí)，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)物理應(yīng)用價(jià)值的認(rèn)識(shí)[2]。

圖2 邊坡工程監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)討論

3.3 垂直位移監(jiān)測(cè)

垂直位移也就是邊坡支護(hù)工程的沉降量，為保證監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，降低監(jiān)測(cè)難度，在沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)時(shí)采取二級(jí)布設(shè)的方法，采取直徑為25mm，長(zhǎng)度為50cm 的特制特制螺紋鋼筋埋入監(jiān)測(cè)點(diǎn)，并用水泥進(jìn)項(xiàng)固定，每根鋼筋之上都自帶強(qiáng)制歸置小裝置沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)與支護(hù)側(cè)壁頂部的水平位移監(jiān)測(cè)變形點(diǎn)布設(shè)為同名點(diǎn)位。具體的沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)情況如圖3 所示。

圖3 沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)布設(shè)

表3 水準(zhǔn)測(cè)量技術(shù)要求

3.4 監(jiān)測(cè)頻率和預(yù)警值的確定

在整個(gè)監(jiān)測(cè)過(guò)程中，需要保證監(jiān)測(cè)點(diǎn)水平間距不能超過(guò)20m，每邊監(jiān)測(cè)的數(shù)量都不能少于3 個(gè)，在條件允許的情況下，水平位移監(jiān)測(cè)和垂直位移監(jiān)測(cè)應(yīng)共用一個(gè)點(diǎn)，并且要盡量布設(shè)在樁頂之上。為最大限度上保證邊坡監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性，本工程嚴(yán)格按照表4 中的規(guī)定來(lái)執(zhí)行監(jiān)測(cè)頻率和預(yù)警值。

表4 監(jiān)測(cè)頻率和預(yù)警值

4 邊坡工程監(jiān)測(cè)質(zhì)量控制措施和效果

在進(jìn)行邊坡工程監(jiān)測(cè)中為保證水平位移和沉降監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性，提升施工質(zhì)量，在整個(gè)監(jiān)測(cè)全過(guò)程中，嚴(yán)格控制以下幾點(diǎn)，取得了良好的效果。

（1）在每次監(jiān)測(cè)前，都會(huì)監(jiān)測(cè)儀器和設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，做好校正和處理。而每次作業(yè)都需要對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，在保證基準(zhǔn)點(diǎn)相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)下完成檢測(cè)任務(wù)。

（2）每次監(jiān)測(cè)由固定的儀器、固定的人員、固定的路線來(lái)完成。并選擇合適的時(shí)間段進(jìn)行監(jiān)測(cè)，降低陽(yáng)光直射及周邊環(huán)境對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果造成的不良影響。

（3）注重對(duì)各基準(zhǔn)點(diǎn)、工作點(diǎn)、監(jiān)測(cè)點(diǎn)的保護(hù)，保證每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位都處于最佳的設(shè)計(jì)位置[4]。

表5 水準(zhǔn)附合差

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，結(jié)合工程實(shí)例，分析了邊坡工程監(jiān)測(cè)，分析結(jié)果表明，邊坡工程監(jiān)測(cè)是一項(xiàng)非常負(fù)責(zé)，且技術(shù)含量，需要進(jìn)行長(zhǎng)期維持的工作。邊坡工程監(jiān)測(cè)結(jié)果，對(duì)邊坡支護(hù)的質(zhì)量，施工的安全性等都有很大影響。為保證邊坡工程監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性，需要結(jié)合工程項(xiàng)目所在區(qū)域的地質(zhì)條件，選擇合適的監(jiān)測(cè)方法，并把控好每個(gè)監(jiān)測(cè)要點(diǎn)，才能為施工方案和邊坡防護(hù)措施的制定提供有效的數(shù)據(jù)支持，確保邊坡支護(hù)工程高效、安全、有序完成。