摘要：随着我国社会经济的不断发展,基础设施的建设步伐越来越快,目前已进入县县通高速建设期。高速公路作为大型基建设施，线路长、跨越地形复杂，经常需要穿山越岭，高边坡施工不可避免。高速公路的高边坡施工存在较大的安全风险,为了降低公路高边坡施工的安全风险,需要对其进行风险监测，根据评估结果来制定防控措施以保障施工安全。本文以广东省某新建高速某段高边坡风险监测与评估为例，简单介绍其方法，为同行带来的一定参考借鉴意义。
关键词：高速公路；高边坡；风险监测
高速公路高边坡监测的目的与意义在于通过对其表面变形、深部位移等的综合分析实时监控开挖过程的变形，控制的合理施工速率，防止滑塌又达到安全、快速施工；监测成果为动态设计提供有效参考；预判边坡险情，提供预警信息，且判断滑动面深度、滑动范围及变形发展趋势，评估施工对边坡或路堤稳定性和周围建构筑物的影响；结合其它岩土技术，对高边坡施工期风险进行评估；判断施工效果，评价边坡安全稳定性，监测成果为竣工验收提供监测数据，为工程的运营养护储备技术资料。
图1
1 工程概况
1.1地质概况
本高速公路项目地貌类型总体属于构造剥蚀低山丘陵和冲洪积平原地貌区。地势上总体呈北东高、南西低。路线走廊的地形地貌受地质构造、地层岩性和剥蚀强弱的影响较大，山脉走向总体呈北东向。线路经过路段海拔标高多在20m~100m之间。
边坡所在山体岩土层主要为残坡积粉质粘土及燕山期花岗岩、闪长岩、侏罗系三叠系砂岩、粉砂岩及其全风化层，残坡积土及全风化层分布高液限土，呈点状、鸡窝状、带状等形态分布，具不均匀性及离散性。K121+760~K121+950右侧高边坡岩性:粉质粘土；砂质黏性土、黏性士；全风化花岗岩；强风化花岗岩；中风化花岗岩。本边坡岩土体以粉质粘土、砂质黏性士、全~强风化花岗岩为主，底部岩性为中风化花岗岩。
1.2边坡加固设计方案
根据设计资料可知:本边坡设计坡率较缓，以放坡为主，加固措施较弱。现场调查资料位于低山斜坡，总体地形左低右高，自然坡脚约20。~25。，植被发育，为灌木及经济林。此边坡目前尚未开挖。
2 监测方案
2.1监测设计
本边坡为土石二元结构边坡，坡高较高(42.5米)，岩体破碎、抗冲刷能力较差，结合设计及现场监测条件，在各级平台上均布地表位移监测点，共9个，在K121+850布置1个测斜断面，在2级平台(测斜管埋设20米)和4级平台(测斜管埋设25米)各设置1条测斜孔，共计2个测斜孔，总长度45m。测点布置见图1。
2.2施工监测工期与频率
测点埋设后即开始监测，持续至边坡加固工程完成后六个月或当年雨季结束后三个月，如无明显位移即可结束。由于边坡监测以稳定控制为主，达到预警的目的，必须保证一定的监测密度，以能够连续的观测边坡的动态位移。在监测过程中，当变形超过有关标准或场地条件变化较大时，应加密观测。当有危险事故征兆时，则需进行连续监测。相对较安全的情况可适当减少不必要的观测次数。具体监测情况见下表。
2.3监测方法与埋设要求
2.3.1水平位移监测
观测点埋设:在地表上挖50cm×50cm×50cm的坑，在坑内中心打入长钢筋穿入士层，在用混泥土回填保护，上部制作成l5cm×15cm×15cm的护墩，钢筋头端部磨平并刻画十字丝，露出护墩面lcm高，亦可在钢筋头部挂反光片或者棱镜直接作为观测点。
观测仪器:莱卡ICA1800全站仪，标称精度:测角1”，测距1+1ppm。观测方法采用极坐标法或小角度法。
2.3.2垂直位移监测(沉降监测)
观测点埋设:在地表上挖30cm×30cm×30cm的坑，在坑内中心打入长钢筋穿入土层，在用混泥土回填保护，上部制作成15cm×15cm×15cm的护墩，钢筋头端部磨圆，露出护墩面lcm高。
测试仪器:精密水准仪，标称精度:土0.3mm/km，读数精度为0.01mm。
观测方法:采用独立监测系统，按二等水准要求，与水准控制点形成闭和或附和观测路线，用精密电子水准仪测出各观测点的高程，经计算后可得到各测点的垂直位移或隆起变化情况。
2.3.3土深层水平位移(测斜)监测
土深层水平位移监测是在指定位置建立测斜孔，并进行定期测取变形位移数据，是反映地深层土体变形、位移最直观和有效的方法，可了解边坡施工过程及竣工后所处状态(稳定度)。
位移采用测斜仪观测，由倾斜测量结果计算得到土体水平位移沿深度的分布。
2.3.4锚索应力监测
锚索(杆)监测:测量锚索(杆)体锚固锁定后在施工和长期使用过程锚索(杆)拉力的变化情况，分析锚索(杆)体受力状况是否在设计的安全使用范围，是否需采取补强措施，并可分析总结锚索(杆)体预应力损失的规律。测量方法为在锚头处安装锚索(杆)测力计，并按设计拉力张拉锁定后，定期对测力计读取读数，计算相应锚索(杆)的实际拉力，进而分析边坡的稳定状态。
观测点埋设:锚索应力监测采用施工期监测期间安装的在锚索上的应力传感器作为观测点。测试仪器:振弦式钢筋计，数显频率仪。
2.3.5裂缝宽度和长度监测
(1)裂缝观测应测定裂缝分布位置和裂缝的走向、长度、宽度及其变化情况。
(2)对需要观测的裂缝应统一进行编号。每条裂缝应至少布设两组观测标志，其中一组应在裂缝的最宽处，另一组应在裂缝的末端。每组应使用两个对应的标志，分别设在裂缝的两侧。
(3)裂缝观测标志应具有可供量测的明晰端面或中心。长期观测时，可采用镶嵌或埋入墙面的金属标志、金属杆标志或楔形板标志；短期观测时，可采用油漆平行线标志或用建筑胶粘贴的金属片标志。当需要测出裂缝纵横向变化值时，可采用坐标方格网板标志。使用专用仪器设备观测的标志，可按具体要求另行设计。
(4)裂缝观测中，裂缝宽度数据应量至0.1mm，每次观测应绘出裂缝的位置、形态和尺寸，注明日期，并拍摄裂缝照片。
3 风险评估和预警
3.1边坡监控控制标准
边坡稳定性评价主要根据以下几点进行综合判断。
(1)地表位移监测:土质边坡位移速率25mm/d，累积位移值z5cm；石质边坡位移速率z2mm/d，累积位移值22cm，深层位移监测:位移速率z3mm/d，累积位移值23cm。
(2)边坡开挖停止后位移速率呈收敛趋势；
(3)坡面、坡顶有无开裂，裂缝的变化趋势情况；
(4)预应力锚索锁定后力值稳定。
在实际监测的过程中如果出现有上述一点或几点现象时，都应引起注意，并通过其它项目的监测资料相互进行对照、比较分析，以进一步讨论边坡的稳定性，以便及早发现安全隐患情况，采取相应的补救措施。
3.2监测警报
在边坡开挖、施工期间，只要监测指标超标，或有危险裂缝等情况，即可发出。如时间紧迫，报警可以先电话通知，随后书面通知。监测警报的内容:监测到的异常情况；地表沉降与位移或深层位移观测图表(重点:位移速率、累计位移量等)；场区内出现了裂缝等异常情况；原因分析、建议。
4 结语
高边坡开挖施工前，需由专业的评估单位对高边坡施工风险进行专项评估并出具风险评估报告。参建各方对风险评估报告中等级Ⅲ以上的高边坡，要着重控制现场开挖作业，严格按照设计要求开挖支护施工；现场做好高边坡监控量测工作，掌握边坡坡体内部位移变化情况，并对其稳定性做出分析；及时采用降低风险施工的措施，保障高边坡开挖施工安全。
参考文献：
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[2]基于监测技术的公路高危边坡安全控制[J].吴玉财,丁仁伟,翟立新.公路.2005(12)
[3]高速公路边坡监测系统应用研究[J].黄玉鹏.企业技术开发.2007(08)
论文作者:吴勋华
论文发表刊物:《基层建设》2018年第20期
论文发表时间:2018/9/12
标签：位移论文; 裂缝论文; 风险论文; 情况论文; 标志论文; 花岗岩论文; 速率论文; 《基层建设》2018年第20期论文;