山区高速公路隧道洞口段边坡稳定性监测

周建强 袁岽洋 詹伟 彭飞

摘  要：山区高速公路隧道洞口段边坡工程，在隧道开挖爆破扰动、边坡防护施工、自然降雨等综合因素作用下，容易发生地质灾害。针对此类问题，文章以杭绍台前山隧道洞口段边坡工程为依托，采用现场监测的方法，系统的介绍了边坡稳定性监测的各项内容与监测方法。监测结果显示边坡各项指标变化均符合要求，表明边坡防护合理。对于类似工程可采用相同的监测方法。

关键词：边坡;山岭隧道;稳定性;监测方法

中图分类号：TU45         文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2019）17-0129-03

Abstract： The slope engineering of tunnel entrance section of expressway in mountainous area is prone to geological disasters under the action of comprehensive factors such as blasting disturbance of tunnel excavation， slope protection construction， natural rainfall and so on. In order to solve this kind of problem， this paper systematically introduces the contents and methods of slope stability monitoring based on the slope engineering of Qianshan tunnel of Hangzhou-Shaoxing-Taizhou highway. The monitoring results show that all the indexes of the slope meet the requirements， indicating that the slope protection is reasonable. The same monitoring method can be used for similar projects.

Keywords： slope; mountain tunnel; stability; monitoring method

1 概述

隧道洞口段爆破开挖施工时所产生的震动波，会对洞口边坡形成一定的冲击[1]。此外，由于洞口段边坡植被发育、岩土体风化程度高且较为破碎，加之降雨以及地下水等多方面因素的影响，易发生松弛张裂、崩塌、滑坡等工程地质灾害。因此，对隧道洞口段边坡稳定性进行研究十分必要[2～4]。

数值模拟、理论计算、模拟实验这三种方法在边坡稳定性研究中得到了较多的应用，但以上三种方法均建立在一定的假设基础之上，无法真实的反映边坡的实际情况。现场原位监测能够较为真实的反映边坡的实际情况，但是目前的监测项目较为单一，以坡面垂直位移监测为主。本文以杭绍台高速前山隧道洞口边坡工程为依托，对坡体垂直位移、水平位移、深部岩体位移、地下水位进行系统的现场监测，为类似的工程监测提供一定的参考。

2 工程地质概况

在建杭绍台高速公路全长约162.3公里，设计速度100公里/小时。前山隧道出口段边坡处于低山丘陵区，设计为五级边坡，地形坡度约10°～30°。隧道洞口段轴线与坡面小角度相交，出口约有140m的浅埋段，爆破开挖对上部坡体将产生较大的影响。坡体表面植被茂密、岩体破碎，呈碎块状，地层以白垩纪西山头组（Klx）的中酸性火山碎屑岩（凝灰岩）为主。

3 边坡现场监测

隧道洞口段边坡稳定性监测项目包括：坡面垂直位移、水平位移、坡体深部位移、地下水位。

坡面垂直位移、水平位移监测采用同一测点，共计布设6个测点;坡体深部位移、地下水位监测采用同一测孔，孔深22m，共计布设2个测孔。坡面位移监测基准点及后视点选在稳定、远离边坡的位置。监测基准点采用强制归心水泥观测墩，后视点及坡面监测点选用15×30cm的圆柱体，使用C25混凝土现场浇筑并预埋观测杆，待混凝土强度达到75%开始监测。深部岩体位移监测孔在正式监测15天前安装完毕，以连续三次无明显差异的测试结果平均值作为初始值。

4 数据处理与分析

4.1 坡面垂直位移

坡面垂直位移反映了坡体在竖直方向上的位移情况，有累计垂直位移量和速率两个参数。监测结果见图1、2所示，“+”表示下沉，“-”表示上升。

由图1、2可知，监测点1～6各点累计垂直位移最大值为7.4mm;垂直位移变化速率最大值为0.023mm/d。各点的日均变化最大值均为超过规范规定值[5]。呈现出逐渐收敛的趋势，最终趋于平稳。

4.2 坡面水平位移

坡面累计水平位移量和位移速率见图3、图4所示，“+”表示沿坡面向外，“-”表示沿坡面向里。

由图3、4可知，监测点1～6各点累计水平位移最大值为5.6mm;水平位移变化速率最大值分别为0.020mm/d。各点的日均变化最大值均未超过规范规定值。水平位移变化趋势呈现出逐渐收敛的趋势，最终趋于平稳，基本保持不变。

4.3 坡体深部位移

探测坡体深部位移、证实和确定正在发生位移的构造特征，确定潜在滑动面深度，判断主滑方向，定量分析评价边（滑）坡的稳定情况，评判边（滑）坡加固效果。坡体深层位移变化监测结果见图5所示。

由图5可知：边坡整体沿坡面向外位移，坡顶位移量最大，当岩体深度增加，位移量逐渐的减小。边坡整体位移变形是呈逐渐稳定的趋势，深部位移监测后期未见明显的变形活动情况，表明边坡处于稳定状态。

4.4 坡体地下水位

通过观测地下水位变化情况，能够评判边坡排水措施的有效性。坡体地下水位变化监测结果见图6。“+”表示水位下移，“-”表示水位上升。

由图6可知：1号监测孔地下水位累计下移0.45m。2号监测孔地下水位累计下移0.32m。水位变化幅度较小，后期趋于稳定，未见异常情况，表明边坡的排水系统合理。

5 结束语

以杭绍台高速公路前山隧道洞口段边坡工程为依托，系统的介绍了此类边坡稳定性监测工作，包括坡面垂直位移、水平位移、坡体深部岩体位移、坡体地下水位变化情况。从监测结果来看，各项指标均未超过规范限定值，表明边坡稳定支护合理。文中所提的隧道洞口段边坡监测方法可为该类工程监测提供一定的借鉴。

参考文献：

[1]贾党育.隧道爆破开挖对洞口段边坡稳定性影响的数值分析[J].矿冶工程，2017，37（01）：25-28.

[2]张翾，汪成兵，周宁，等.某黄土隧道洞口段边坡坍塌机理分析[J].地下空间与工程学报，2015，11（S1）：307-311.

[3]郑明新，胡国平.高铁隧道洞口段边坡蠕滑机理分析[J].华中科技大学学报（自然科学版），2018，46（07）：17-21.

[4]刘伟鹏，毛邦燕，侯伟龙.吉尔木隧道出口边坡赤平投影稳定性分析[J].铁道工程学报，2018，35（10）：59-64.

[5]GB50330-2013.建筑邊坡工程技术规范[S].