田 俊

（金寨县重点工程建设管理处，安徽 金寨 230051)

公路高切坡的卸荷过程，连续而强烈，边坡稳定性事关重大，尤其是边坡坡顶及深部位移的监测[1-2]。边坡深部位移监测的目的在于监测边坡潜在滑动面，在边坡深部，滑坡推力作用下，边坡会在深部形成潜在滑动面，潜在滑动趋势通过边坡深部位移反映出来，但边坡深部位移量一般较小，在边坡表面很难反映出来，因此需要对边坡深部位移进行监测，监测结果能够显示边坡深部潜在滑动面的滑动趋势。边坡深部位移监测手段一般采用深部测斜管[3-4]。本文以金寨县金江大道K0+080～K0+220段七级高切坡为例，通过全站仪及测斜管边坡位移监测手段，对该边坡稳定性做出定性判断，该研究结果对该地区公路建设与改造工程有着重要的实践意义。

金寨县金江大道改造工程起于现状老路，终点至将军大道延伸段，道路全长约3429.279m。本项目地貌单元为高丘～低山，地面标高一般在70～210.0m之间，原始地面坡角40～60°，局部较陡。K0+080～K0+220段边坡最大开挖高度70m，根据边坡与岩体结构面关系赤平投影图分析，拟开挖边坡面与K0+120处右侧开挖边坡极限赤平投影图（见图1）分析得出，边坡面与YM、J1小角度反倾相交，与J2、J3小角度顺倾相交。该处边坡为欠稳定边坡，破坏形式为岩体沿不利结构面及其组合线发生小规模的崩塌、掉块、楔形体滑塌。

图1 赤平投影图

本挖方段地层主要由第四系全新统残积土（Q4el）和白垩系上统新桥组（K2z）砾岩组成。其地质特性如下：

①层种植土（Q4el）：灰黄色、褐色，以可塑-硬塑状态粉质黏土为主，混圆砾、卵石，表层含大量植物根系。层厚约0.50～0.80m。该层主要分布于场地山坡表层，属于Ⅲ级硬土。

②强风化砾岩（K2z）：灰白色、棕红色，层状构造，风化裂隙很发育，岩体较破碎，岩芯呈碎块状，敲击声脆，锤击不易碎，岩芯采取率一般大于50%，干钻难钻进。分布于整个边坡山体，土石等级为Ⅳ级软石。

②中-微风化砾岩（K2z）：灰白色、棕红色，层状构造，风化裂隙发育，岩体较完整，岩芯呈短圆柱状，敲击声脆，锤击不易碎，岩芯采取率大于85%，干钻难钻进。分布于整个边坡山体，岩石饱和单轴抗压强度值为20.2-23.1MPa，土石等级为Ⅴ级次坚石。

2.1 监测目的

在边坡一个或多个纵向断面上布置监测孔，监测孔内安装专用测斜管，通过深孔测斜仪测试测斜管在边坡侧向的水平位移，绘出孔深与水平位移的关系曲线，可以直接地反映出潜在滑动面的深度位置，并通过数据处理分析较准确地了解和掌握坡体松动变形的深度与坡体变形的趋势，及时掌握坡体的变形稳定情况，以便出现险情时为边坡处理提供科学依据[5]。

2.2 工作原理

深部位移观测主要采用活动式钻孔测斜仪（见图2）对岩土体深层的变位情况进行长期观测。该监测系统主要由棒式测斜仪探头（探测器）、便携式数据采集仪、数据传输电缆和内置导向槽测斜管(专用)四部分组成。

图2 活动式钻孔测斜仪结构示意图

测斜仪的测头以其轮沿着测斜导管的导槽沉降或提升。测头的传感器可以探测到导管在每一深度处的倾斜角度，输出一个电压信号，在测斜仪上显示出来，测头测出的信号是以测斜管导槽为方向基准的在某一深度处测头上下导轮标准间距L的倾斜角的函数，该信号可换算成水平位移。利用测斜仪定期读取测斜管的变形，整理得到位移—孔深曲线及位移—时间曲线图，以此反映监测孔附近坡体内构造单元（层）的相对位移情况。

2.3 测斜管埋设质量控制

埋设测斜管时应符合下列要求：

（1）埋设前应检查测斜管质量，测斜管连接时应保证上、下管段的导槽相互对准，顺畅，各段接头及管底应保证密封；

（2）测斜管埋设时应保持竖直，防止发生上浮、断裂、扭转；
测斜管一对导槽的方向应与所需测量的位移方向保持一致；

（3）当采用钻孔法埋设时，测斜管与钻孔之间的空隙应填充密实。

2.4 观测

测斜管安装完成后，15d后进行第一次量测，并取前3次数据的平均值作为基准值。将电缆测头从箱中取出，把电缆测头和测杆槽口对齐连接，然后拧紧紧固螺丝，再把电缆和读数计连接；
将测头导轮卡置在测斜管的导槽内，将测头放入测斜管中，拉拽电缆，使测头滑至管另一端（管底）并停放10min，管内温度稳定以便观测不受温度影响；
将测头拉至最近深度标志为测读起点，每0.5m测一个数，利用电缆标志测读，使测头升至测斜管顶端为止。每次测读时都应将电缆标志对准，以防读数不准确；
将测头旋转180°，重新放入测斜管中，重复上述步骤在相同的标志测读。所有量测数据于24h以内进行校对、整理、计算，并简单绘出时间与位移的观测曲线。遇有异常读数时，及时分析原因，并采取补救措施，确保测读值准确无误。

图3和图4分别为该项目现场实景和项目地质剖面图，图5所示为金寨县金江大道K0+080～K0+220路段中K0+120处深部位移监测数据。从监测数据来看，随着开挖卸荷的进行，边坡顶部及深部均出现不同程度的位移，开挖结束后，边坡顶部出现2mm累计位移量；
11m埋深处，边坡位移累计量在开挖结束后为9mm；
整体来看，该边坡在深度为11m左右可能存在潜在滑动面，需对该处位置边坡进行加固处理，防止发生垮塌破坏。

图3 现场概况

图4 地质剖面图

图5 数据处理图

通过以上监测过程可以看出，工程中对边坡深部位移的监测实际上是通过测量测斜管的倾斜角度，进而换算得到边坡在水平方向上的位移，边坡水平方向位移的值通常情况下能够反映边坡的稳定状态。当连续监测的水平位移在某一特定的区间内收敛时，可认为边坡在开挖卸荷之后，达到了稳定状态；
如果边坡深部水平位移持续增大，且具有逐步增加的趋势，则表明该边坡在开挖卸荷过程中，水平位移不收敛，具有发生滑坡、崩塌的风险，应及时对边坡进行支护处理。常规的支护措施有锚拉支护、框架格构梁或植物防护，防护过程中一方面要加强边坡监测范围，对可能产生滑坡风险的边坡进行密切监测，边坡深部位移监测的频率也应相应提高，并且对该区域内的边坡进行稳定性验算。边坡稳定性验算的方法可采用瑞典条分法和数值模拟的方法，观察边坡滑面的滑动趋势，进而对边坡进行相应的支护，防止边坡失稳破坏。

深部位移监测发现，金寨县金江大道K0+080～K0+220路段边坡开挖过程中，边坡深部随着开挖卸荷产生了较大水平位移，这样的监测结果为后续边坡的支护方案提供了重要参考。从该工程实践中可以看出，深部位移监测技术能够直观反映高边坡开挖卸荷过程中，水平位移发展的趋势及大小，能够间接判断边坡潜在滑坡，降低高边坡发生垮塌破坏的风险。随着边坡技术及监测方案的完善和进步，边坡监测技术也在不断呈现出新的技术与手段，雷达技术在边坡监测技术中的应用也十分广泛，雷达技术通过地质波反射获取边坡深部位移，需要经过一定的处理才能得到边坡内部情况，反映数据具有一定的滞后性[6-7]。三维激光扫描技术能够从三维立体上判断边坡内部情况，但所需设备昂贵，且扫描过程和后期处理时间较长，很难做到对边坡位移的连续监测，且对于大型边坡而言很难长时间地通过三维激光扫描监测其内部情况，也具有一定的局限性[8-9]。综合来看，测斜管深部位移监测技术造价低，技术成熟，反映边坡深部位移情况较为及时，是一种广泛使用的深部位移监测技术，在工程实践中具有重要的指导意义。

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