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山体滑坡治理施工变形监测

2020-04-26

中国科技纵横 2020年24期
关键词:坡面监测点滑坡

(中煤长江生态环境科技有限公司,江苏南京 210046)

0.引言

南京国防园是著名的游览胜地和战场遗址,是开展国防教育、军事科普知识、应急避险知识普及以及军事体验为一体的综合性场馆。园内地形起伏较大,自然条件优越,名胜古迹与山、水、城、林融为一体。受连续降雨影响,国防园西南侧山体小洼地发生滑坡地质灾害险情,上山道路出现张拉裂缝,坡面树木倾斜、土体滑塌,威胁到人民群众和景区的安全,影响了园区生态环境的稳定性,不利于景区的正常运行,地方政府进行了该隐患区的地质灾害治理,为保证施工安全,特进行了该项目的变形监测工作。

1.监测的目的

根据《滑坡防治工程设计与施工技术规范》(DZ/T0219-2006)等相关规范规定,本项目监测工作的主要目的是保证施工安全监测和防治效果监测。本次监测工作突出重点,建立了较完整的监测剖面和监测网,使之系统化、立体化[1]。整个监测系统包括监测仪器、数据采集、储存和传输、数据处理、信息反馈、预测预报等环节,以便能及时、快速对边坡体变形破坏进行分析反馈。

2.监测原则及依据

2.1 监测原则

在充分利用园区原有监测数据资料的基础上,此次监测贯穿于整个项目施工全过程,对边坡的变形、应力等情况进行实时监测,不仅为安全施工提供保障,还为园区后期稳定性评价提供数据支持。本监测项目包括施工安全监测(地面变形监测、地表裂缝监测、地下水动态监测)和防治效果监测,以监测结果作为反馈设计、指导施工和评价治理效果的依据。

2.2 监测依据

(1)《国家水准测量规范》;

(2)《国家三角测量和精密导线测量规范》;

(3)《大地形变测量规范》;

(4)《工程测量技术规范》(GB50026-2015);

(5)《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2013);

(6)《滑坡防治工程设计与施工技术规范》(DZ/T0219-2006);

其他相关法律、法规、规范、规程。

3.监测实施方案

根据现场实际情况,本次监测工作的内容主要包括施工安全监测和防治效果监测(竣工初步验收后进行)。本次施工安全监测主要是布设位移监测点进行地表变形监测,周期从施工单位进场开始至施工结束撤场。根据工程特点,布置地表水平位移和垂直位移监测点、地表水平位移、地表垂直位移、支护结构水平位移、支护结构垂直位移、深层水平位移、裂缝监测点。

地表变形监测是防治工程中常用的方法,观测仪器可以采用全站仪参照《工程测量技术规范》中二级水准测量精度要求,观测被监测物体的水平位移、垂直位移,并计算其变化速率。地表裂缝位错监测一般采用伸缩仪、位错仪、钢尺、千分卡等进行,了解地表裂缝伸缩变化和位错情况,测量精度要求在0.1mm~1 mm。

监测频率为边坡施工阶段每天监测一次,施工完成后前三个月每 15d监测一次,若监测结果稳定,可每月监测一次;雨季、汛期应每天监测一次或数小时一次,甚至连续跟踪监测;监测期限不少于1个水文年[2-3]。

预警值设定:监测点位移速率达2mm/d 或累计值达30mm,具体预警值将根据监测中间成果确定,如出现异常情况,应及时通知相关单位,采取必要的应急措施。

3.1 监测控制网布设及测量精度

(1)水准控制网。基准网的布设:根据现场测量需要,控制点设置在安全稳定区域。在滑坡区底部设置2处基准点,滑坡区顶部设置1处基准点,工作基点定期与基准点联测,工作基点的位置选择在通视、使用方便、安全、稳定并容易寻找的地方[4-5]。

(2)控制网复测。在监测过程中,定期对建立的平面控制网和高程控制网进行复测,方法如下:

平面控制网利用后方交会的方法,测定测站点和两个已知方向的夹角,计算每次的变化量。从而判定该基准点是否存在蠕动或偏心。对偏心的数据进行评价,判断滑坡体位移观测结果的影响。并对位移值走出适当的修正。

高程控制网则利用几何二等水准的方法测定工作基点,并和更高等级的水准基点进行联测,并且闭合差符合二等水准线路限差的要求,并对工作基点及时作出适当的修正。

3.2 坡面沉降监测

监测方法:采用闭合水准测量方法,使用徕卡DNA03电子水准仪(精度0.01mm)观测,采用电子水准仪自带记录程序,记录外业观测数据文件。

3.3 支护结构及坡面水平位移监测

(1)测点埋设要求。坡面水平位移监测点与坡面沉降监测点采用同点观测。支护结构水平位移监测点埋设,在格构梁浇混凝土抹平后,插入测钉和棱镜头(与格构梁平行),等待1d~2d混凝土凝固。

(2)监测方法及数据采集。水平位移监测主要使用拓普康全站仪及配套棱镜组等进行观测。本工程采用小角度法和极坐标法结合进行监测。

3.4 坡面土体深层水平位移监测

(1)测点埋设方法。测斜管选用内径70mm的PVC管,其外壁有一对凹槽,内壁有二对相互垂直深3mm的导槽。其测点埋设方法如下:

在边坡边线处用钻机成孔至坡底或岩石,深度约7m~10m,将PVC测斜管埋于钻孔内,测斜管管口封闭,接头处应连接牢固并密封。测斜管的导槽应垂直于边坡边线,用绿豆砂将孔壁与管壁之间的空隙填充密实,最后在埋好的测斜管上做好保护措施和警示标志以免破坏。

(2)深层水平位移观测方法。监测仪器采用CX-901F测斜仪以及配套PVC测斜管。观测方法如下:

1)用模拟测头检查测斜管导槽。2)当测斜仪测读器处于开启状态,缓慢将测头导轮放至管底,然后沿导槽由管底自下而上每隔0.5m读一次数据,记录测点深度和读数。观测结束后,将测头旋转180°后再插入同一对导槽内,依照前一次的测点深度进行重复观测,并读取观测数据[6]。3)对比同一深度的两次观测数据,出现数据异常应及时补测。

4.监测情况分析

本次监测自治理工程施工前开始至竣工后,进行了为期8个月的不定期监测,共计完成对4个沿滑坡顶布设监测点的垂直位移监测31次,分别对13沿格构梁上中下布设的监测点的坡面水平监测89次,对3个埋设于滑坡面东、中、西部的监测孔的深层水位监测42次,对4个沿裂缝处布设的裂缝监测点的地面形变测量87次。监测预警值初步点位移速率达 2mm/d 或累计值达 30mm,具体将根据监测中间成果确定,如出现异常情况,及时通知相关单位采取必要的应急措施。

4.1 深层水平位移监测数据分析

由图1~图3可以看出CJ1~CJ3的深层水平位移随时间的变化趋势,其中CJ1于2020年6月10日开始监测;CJ2于2020年6月4日开始监测;CJ3于2020年7月1日开始监测。

图1 CJ01位移—时间曲线图

图2 CJ02位移—时间曲线图

在此期间,各个孔为的累计位移未超过报警值(30 mm),从数据观察来看,目前属于稳定状态。其中CJ1 在6月22日0.5m处因施工压顶梁影响破坏,换管继续监测,导致累计最大位移6.1mm;CJ2在7月5日和7月6日因施工管线埋设影响,导致累计最大位移21.9mm;CJ3 位于东侧边坡坡顶树林处,保护较好,累计最大位移1.2mm。CJ1在10月份由于园区美观和游客安全,应甲方要求以及综合考虑,将地面以上管削平,影响数值变化,目前继续监测中,未超报警值[7]。

4.2 坡面、支护结构位移监测数据分析

由图4、图5可以直观看出边坡水平和竖直位移反应的边坡变化情况:

图4 水平位移—时间曲线图

图5 垂直位移—时间曲线图

从2020年5月2日至12月30日,水平位移累计最大值是2020年5月27日的JC1点的1.9mm;竖直累计位移最大值是2020年5月13日JC2点的3.9mm。施工过程中,位移数据变化不断浮动,截至到9月30日边坡工程主体完工后,监测数据显示边坡变化速率位移最大值均小于设计预警值2.0mm/d,边坡变化均在设计预警值30mm之内,趋于稳定。

4.3 裂缝监测数据分析

由图6可以看出LF2在2020年5月30日施工影响变化较大为0.5mm,但未超预警值(2mm/d),其余变化速率为0.05mm/d~0.1mm/d,最大的累计位移LF2点为0.7mm,累计变化率小于设计预警值30mm,从数据上看,变化且处于稳定。

图6 裂缝监测—时间曲线图

5.结语

山体滑坡监测是一项长期性工作,应建立较完整的监测剖面和监测网,使之系统化、立体化。从本文的监测网数据显示滑坡体无变形、无下滑迹象,坡体呈稳定状态,实践结果证明,该方法在山体滑坡治理监测中有效可行的,可供同类工程参考与借鉴。

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