摘要：选取汕昆高速公路K281+597~K281+820右侧高边坡工程案例，采用人工监测和自动化监测两种方法对表面位移以及深部位移监测数据进行比较分析，通过监测数据分析认为自动化监测总体误差小，能适用于各种环境下的监测，可为高边坡工程边坡监测提供参考。
关键词：高速公路；路堑边坡；人工监测；自动化监测
一．概述
汕昆高速公路龙川至怀集段公路项目，路线全长88.8km，属于山区公路，植被发育，工程建设较少，人为活动少，总体沿线地质灾害欠发育。受地形、地层岩性、构造及地下水等因素的影响，沿线主要不良地质及特殊性岩土有：崩塌、滑坡、隐伏岩溶、采空区、零星分布的膨胀土、高液限土、红粘土、人工填土、花岗岩孤石等。本项目。受地质构造影响强烈，断裂构造发育，岩层产状复杂多变，岩体较破碎，为路堑边坡的崩塌落石等地质灾害提供物质及环境条件。为了充分利用自动化监测获得较为准确的数据，避免因监测失误导致滑坡发生，影响公路行车的安全，本文选取K281+597~K281+820右侧高边坡进行人工监测和自动化监测和比较，增强监测数据可靠性。
二．监测方案设计
2.1边坡概况
K281+597~K281+820右侧高边坡最大高度51m。该路堑位于丘陵区，地表植被发育，为灌木丛和松树林。后缘较陡。该深挖方路段地层主要为第四系（Q4dl）粉质黏土和石炭系测水组（C1dc）砂岩、炭质页岩以及石磴子组的（C1ds）炭质灰岩。F5断层从路堑区通过，走向近北西向，断层两侧岩层破碎。地下水主要类型为孔隙水及基岩裂隙水。边坡岩性：①粉质黏土；②碎石；③全风化炭质页岩；④全风化砂岩；⑤强风化炭质页岩；⑥中风化灰岩。边坡现场照片如下：
2.2自动化监测设计
2.2.1 自动化监测优点
随着物联网和互联网IT的发展，边坡监测埋入式仪器大都可以实现集中遥测或自动化观测，观测周期短且可连续进行观测，自动监测已经成为
边坡监测的必然选择。边坡自动监测具有如下优点：
1）数据更加精确；2）消除人工监测虚报现象；3）实时监测，提高监测频率，为预警赢得时间；4）边坡结构物全生命期监测；5）适应工程恶劣环境，减少人力作业，保证监测人员安全；6）适应恶劣天气环境。
图1 边坡总体示意图
2.2.2边坡自动化监测方案图
边坡自动化监测方案层次图如图2所示，边坡自动化监测方案系统设计图如图3所示。
图2 边坡自动化监测方案层次图 图3 边坡自动化监测方案系统设计图
2.2.3土深层水平位移（测斜）监测
通过钻孔方式，将测斜探头通过连杆方式埋入地下，当基坑、边坡、建筑物产生形变时，测斜探头随之倾斜，信号电缆引入地面无线采集设备，从而可精确测出水平位移量ΔX，ΔY或倾角，如图4所示。根据ΔX，ΔY 的值大小或倾角作出预报。
图4 斜测示意图 图5 GPS 监测站安装实物图
2.2.4地表位移及沉降监测（GPS位移监测）
地表位移及沉降监测是指在指定位置安装 GPS 监测站，如图5所示，
并进行定期测区变形位移数据，是反应地表土体位移和沉降的直观有效的方法，可了解边坡施工过程和完工后所处状态。
2.2.5自动化监测设计
在K281+700断面五级平台及堑顶位置各布设1个地表位移点，在K281+690断面堑顶CX4（管长20米）、四级平台CX3（管长20米）分别布设测斜孔1个，共40米。在二级坡面布设3个应力计。
2.3人工监测设计
为进行监测数据对比，分别在K281+597~K281+820右侧高边坡布设位移观测点以及深层位移观测点，K281+670断面三级平台CX1（管长20米）、五级平台CX2（管长20米）分别布设测斜孔1个，K281+710断面三级平台CX5（管长20米）、五级平台CX6（管长20米）分别布设测斜孔1个，合计共80米。K281+700断面二级平台（DB2-2）、三级平台（DB2-3）、四级平台（DB2-4）、五级平台（DB2-5）各布设1个地表位移点，合计共4个人工监测位移点。
三．监测数据比较分析
K281+597~K281+820右侧高边坡自动化深层位移监测与人工深层位移监测数据（2017年4月22日～2017年4月28日期间）如表1所示。地表位移变形监测曲线图如图6、图7所示。
表1 K281+597~K281+820右侧边坡深层水平位移成果表
（a） （b）
图6 人工监测K281+700地表位移曲线图
（b） （b）
图7 自动化监测K281+700地表位移曲线图
由图6、图7可见，同一个边坡自动化监测和人工监测统计数据上总体一致，未存在较大偏差，均能反映边坡变形情况。而同一个边坡自动化监测和人工监测位移变形趋势总体一致。人工监测总体误差较大，从变形曲线上观察存在一定跳动性；自动化监测总体误差较小，从变形曲线上观察，位移变化具有较好的连续性，正常情况下，与岩土体变形趋势吻合。分析认为，人工监测存在一定人为误差，自动化监测无人为因素，总体上自动化监测在总体变形趋势上误差较小。无论雨天、白天和黑夜等，自动化监测能实现固定时间、高频率对边坡进行监控，在掌握边坡变形方面，更及时有效，更利于指导施工、保证安全。
四．结论
通过人工与自动化监测数据及趋势图对比分析，可以发现，自动化监测结果和人工监测结果的变形趋势是基本一致的，变化规律基本相同。人工监测周期及数据采集时间受外界因素影响较大，在特殊情况下人工监测数据可能出现一定的滞后性。在边坡出现病害的情况时，人工监测采集数据的频率可能无法及时反映出边坡变形情况，无法保证施工及运营的安全。自动化则可发挥全天自动作战的特点，能实时、准确的掌握边坡稳定状况，掌握边坡变形规律，更利于对边坡未来稳定情况和变化趋势作出预判。对于地质条件差、坡高高、存在较大安全风险的边坡推荐采用自动化监测。
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作者简介：张凡（1990.1），男，硕士研究生，主要从事高速公路岩土技术相关工作。E-mail：376701022@qq.com；
论文作者:张凡,林刚
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/8/30
标签：位移论文; 地表论文; 数据论文; 高速公路论文; 所示论文; 断面论文; 总体论文; 《基层建设》2019年第16期论文;