粟周瑜

(贵州省公路局　贵阳　550001)

深部位移监测技术在边坡治理中的应用

粟周瑜

(贵州省公路局贵阳550001)

摘要西部山区高速公路建设必然会产生深挖高填施工，而由于地质条件的复杂性，边坡在施工过程中的稳定性威胁公路建设的安全。文中通过对贵州省赤水至望谟高速公路仁怀至赤水段第RCTJ-23合同段旺隆互通BKO+000～BKO+320右侧边坡实施深部位移监测，以及对深部位移监测数据的分析比较，实时掌握滑坡的滑动状态和滑坡的稳定状态，为滑坡治理施工提供预警和指导，取得了良好的效果。

关键词边坡深部位移监测稳定性

在山地进行高速公路建设时，都会涉及到对边坡的开挖问题。由于山地地区地质条件的特殊性，在开挖过程中，改变了原有边坡的稳定状态，对施工人员和设备的安全造成威胁。边坡的稳定性成为高速公路建设过程中一个重要问题。因此，在边坡开挖中对边坡位移进行监测，随时掌握边坡动态，了解滑坡的稳定状态，从而采取相应的处理措施，指导边坡的施工，具有重要的意义。

1　工程概况

旺隆互通BKO+000～BKO+320右侧边坡位于贵州省赤水至望谟高速公路(仁怀至赤水段)第23合同段境内，2012年3月初，施工方在开挖右边坡第二级至第一级坡面时，于路基中线右侧20～54m处坡面出现张拉裂缝，二级坡面上出现剪出口，随后于路基右侧采用20根抗滑桩进行支挡处理。随着路基不断开挖，坡面裂缝继续发展，抗滑桩发生位移，后于路基右侧设置一道4～8m高抗滑挡墙应急处理；2013年5月底，受强降雨及路基开挖影响，其中有8根滑桩变形较大，3，4号桩桩顶最大位移达2.6mm，挡墙沿沉降缝处也出现位移，同时距离路基中线最远158m处的坡体后缘出现张拉裂缝，两侧出现剪切裂缝，坡面上民房也出现不同程度的损坏。为了保证工程施工的安全性，必须对滑坡进行监测，随时掌握滑坡动态。

2　监测方法的选择

滑坡监测内容包括滑坡变形监测、滑坡变形破坏的相关因素监测及滑坡诱发因素监测。

不同类型的滑坡其监测的重点内容也不同。如降雨型土质滑坡应主要监测地下水、地表水和降水动态变化;降雨型岩质滑坡还应增加裂缝的充水情况、充水高度等内容。冲蚀型及明挖型滑体应主要监测前缘的冲蚀和开挖情况,坡角被切割的宽度、高度、倾角及其变化情况,坡顶及谷肩处裂缝发育情况与充水情况。另外,同一类型的滑坡由于其诱发因素不同,其监测的重点也不同。

由于滑坡的变化破坏特征是以位移为直观特征的，滑坡的位移变化情况，最能反应滑坡的稳定状态和变化，对于滑坡预警预报来说，它是一种最为有效的手段，可以提供非常有价值的信息。位移监测一般有地表位移监测和深部位移监测。滑坡的地表位移受各种因素变化较大，具有不稳定性和离散型。而滑坡的深部位移最具代表性、稳定性，能较为客观地反映滑坡的滑动状态，是滑坡位移监测中理想的监测方法。

根据本路基滑坡的具体工程地质条件和监测要求，滑坡监测方法选择深层位移测斜监测方法进行。

3　深部测斜位移原理

3.1基本原理

测斜仪的工作原理是量测仪器轴线与铅垂线之间的夹角变化量，进而计算出岩、土体不同高程处的水平位移。用适当的方法在岩、土体内埋设一垂直、并有4个导槽的测斜管，当测斜管受力发生变形时，测斜仪便能逐段(一般50cm一个测点)显示变形后测斜管的轴线与垂直线的弧度偏移夹角θi。按测点的分段长度，分别求出不同的高程处的水平位移增量Δdi，即

(1)

由测斜管底部测点开始逐段累加，可得任一高程处的实际水平位移，即

(2)

式中：Δdi为测量段内的水平位移增量；L为测量点的分段长度，一般取0.5m(探头上下2组滑轮间距离一般为0.5m)；θi为测量段内管轴线与铅垂线的夹角；bi为自固定点的管底端以上i点处的位移；n为测孔分段数目，n=H/0.5，H为孔深。测斜仪的工作原理见图1[1]。

图1　工作原理图

3.2监测点布设

对滑坡进行监测时，监测点的布设应根据滑坡的条件、滑坡动力、滑坡过程和滑坡前兆特征，有针对性的进行监测工程总体设计。监测点布设应选择在滑坡的主滑断面上，根据滑坡的规模、主滑断面的长度、以及滑坡地表形态等特征在滑坡的敏感地区合理地布置监测点，使监测点的位移能够客观地反映整体滑坡的运动状态。同时在滑坡的次滑动断面布置一定的监测点，辅助监测滑坡的位移情况。

根据原边坡的地质勘察成果和现场调研，滑坡的主断面位于公路里程桩号为BKO+165处的横断面，滑坡滑面为基岩内强风化与中风化分界面处，深度为17～20m[2]。

根据滑坡的规模，本次布置监测采用5条横断面、3条纵断面对滑坡的变形情况进行监测，基于坡脚位置位移对于滑坡的稳定性非常敏感，在坡脚处加密监测孔的布置。

监测孔的深度应穿过滑坡的滑面，在本次监测深度设计中，要求穿过推测滑动面以下至少5m深度。

根据以上检测孔的布置方法，对于本滑坡的监测共布置了15个监测点。在3条主滑断面上布置了12个监测点。监测点的具体布置见图2。

图2监测点布置图

4　位移监测与分析

滑坡的发生过程中位移的变化一般分为4个阶段，分别为蠕动变形阶段、等速变形阶段、加速变形阶段和临滑变形阶段[3]。滑坡变形各个阶段的位移-时间曲线，见图3。

图3滑坡变形阶段位移-时间曲线图

在滑坡的每个阶段，应采取的措施如下。

蠕滑阶段。滑坡整体已处于不稳定阶段，提出预防措施和预案，加强监测频率。

等速变形。滑坡已整体失稳变形，应立即采取加固措施。

加速变形。滑坡已处于发展期，发出撤离预警信号，立即组织人员撤离，同时撤出滑坡可能危害范围内的人员和设备。

临滑阶段。滑坡即将发生，发出空中警报，一切人员无条件迅速撤离。

由于滑坡监测点较多，每个监测点都对滑坡的位移状况进行了监测，滑坡位移监测数据多。在进行滑坡位移说明和分析时，宜选取滑坡区域内主滑断面有典型性和代表性的监测点进行说明和分析。根据现场滑坡地质条件，选择JCK3，JCK5，JCK8+1和JCK9+1号监测孔进行说明。

(1)JCK3号监测孔。3号监测孔监测深度为21.5m， 3号监测孔埋设完成后于2013年7月9日开始第一次监测，至2014年1月23日共监测83次。经分析对比，选定2013年7月9日的观测资料作为3号孔的初始观测值，以后的观测资料与之对比来反映其累计相对位移变化情况。监测位移曲线见图4。

图4　JCK3号监测孔位移曲线图

由监测位移曲线图可知，监测过程其位移在孔深17m左右有较大突变，说明此处滑坡体厚度深约17m。在2014年8月7日滑动相对最大位移约25mm，其后时间内滑动相对最大位移约42mm，且滑坡变形位移逐渐变小，表明滑坡逐渐处于稳定状态。

(2)JCK5号监测孔。5号监测孔监测深度为25m，埋设完成后于2013年6月24日开始第一次监测，至2014年1月23日共监测99次。经分析对比，选定2013年6月24日的观测资料作为5号孔的初始观测值，以后的观测资料与之对比来反映其累计相对位移变化情况。监测位移曲线见图5。

图5　JCK5号监测孔位移曲线图

由监测位移曲线图可知，监测过程其位移在孔深7m左右有较大突变，说明此处滑坡体厚度深约7m。在2014年7月28日滑动相对最大位移约55mm，其后时间内滑动相对最大位移约70mm，且滑坡变形位移逐渐变小。表明滑坡逐渐处于稳定状态。

(3)JCK8+1号监测孔。8+1号监测孔监测深度为25.0m，布置在K55+312.8右4.1m，8+1号监测孔埋设完成后于2013年7月7日开始第一次监测，至2013年7月21日共监测17次。经分析对比，选定2013年7月7日的观测资料作为8+1号孔的初始观测值，以后的观测资料与之对比来反映其累计相对位移变化情况。监测位移曲线见图6。

图6　JCK8+1号监测孔位移曲线图

由监测位移曲线图可知，监测过程其位移在孔深7m左右有较大突变，说明此处滑坡体厚度深约7m。在2014年7月13日滑动相对最大位移约10mm，其后时间内滑动相对最大位移约17mm，且滑坡变形位移逐渐变小，7月16日至7月21日滑动位移约2mm。表明滑坡逐渐处于稳定状态。

(4)JCK9+1号监测孔。9+1号监测孔监测深度为20m，布置在K55+312.8右57.0m，9+1号监测孔埋设完成后于2013年7月14日开始第一次监测，至2014年1月23日共监测75次，经分析对比，选定2013年7月14日的观测资料作为9+1号孔的初始观测值，以后的观测资料与之对比来反映其累计相对位移变化情况。监测位移曲线见图7。

图7　JCK9+1号监测孔位移曲线图

由监测位移曲线图可知，监测过程其位移在孔深6m左右有较大突变，说明此处滑坡体厚度深约6m。在2014年8月7日滑动相对最大位移约13mm，其后时间内滑动相对最大位移约25mm，且滑坡变形位移逐渐变小，表明滑坡逐渐处于稳定状态。

综合监测结果，对各个监测孔位移曲线比较分析，滑坡体于7月至8月上旬，滑坡处于不稳定阶段，滑坡体经历蠕动变形阶段，处于等速变形阶段。经过对滑坡进行施工处理措施后，滑坡体变形逐渐处于稳定状态，位移呈逐渐变小阶段。表明对滑坡经过加固措施后，阻止了滑坡变形的进一步发生，滑坡处于稳定状态。滑坡体加固后至今稳定，无变形迹象，表明深部位移监测方法通过对滑坡深部位移监测提供的滑坡稳定性信息是有效和准确的。

5　结语

在边坡开挖施工中，为了确保施工安全，防止滑坡发生而产生设备损失和人员伤亡，对于边坡的监测是非常必要的。深部位移监测通过对监测孔内各个深度内位移的监测，掌握滑坡体内不同深度的位移大小，实时了解和掌握滑坡体整体运动及稳定状态，从而对边坡的治理施工进行指导。本文通过对上述路基边坡的深部位移监测表明，深部位移监测方法对滑坡运动状态的掌握是非常有效的。

参考文献

[1]张丽芬..姚运生.曾夏生,等.钻孔测斜仪在高台滑坡深部位移监测中的应用[J].地质灾害与环境保护,2007(4):91-94.

[2]贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司.贵州省赤水至望谟高速公路(仁怀至赤水段)第RCTJ-23合同段BKO+000～BKO+320右侧滑坡工程地质勘察报告[R].贵阳：贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司，2013.

[3]DZ/T0221-2006 崩塌：滑坡：泥石流监测规范[S].北京：中国标准出版社,2006.

收稿日期：2015-04-02

DeformationMechanismAnalysisandTreatment
DesignofaRetrogressiveLandslide

Yang Wanlin

(GuizhouExpresswayDevelopmentCorporation,Guiyang550000,China)

Abstract：Through geological survey and drilling of the field, the deformation and failure mechanism of a retrogressive landslide in one highway was analyzed. Using transfer coefficient method the stability of landslide was calculated and analyzed, and the treatment design was proposed combined with the actual terrain of landslide site. Therefore this treatment can provide reference for similar retrogressive landslide in the future.

Key words:retrogressive landslide; deformation mechanism; stability analysis; treatment design

DOI10.3963/j.issn.1671-7570.2015.04.019