山岭重丘区大斜度山坡稳定性监测技术

（中交第二航务工程局有限公司第六工程分公司，湖北 武汉 430014）

随着高速公路的不断发展，高等级公路建设逐渐由平原微丘区向山岭重丘区延伸发展，地质地形也越来越多地遇到了起伏不平的岩石山区。为了满足高等级公路所需的技术标准，必须克服山岭重丘区波浪起伏、高差较大，以及沟谷相间等各种不利地形。这种地形地区在短距离内标高相差很大、坡陡流急、地势错综复杂，特别是大斜度山坡较多，在坡体坡脚施工中，容易造成破坏失稳，给施工造成较大安全隐患。

一、项目概况

（一）项目简介

武深高速公路项目地处湖北省咸宁市，位于长江中游南岸，整个地势由东南向西北呈阶梯状分布，幕阜山脉横亘于路线东南部，沿东西向延伸。按地面高程、切割深度及地形形态，可分为冲湖积平原地貌、垄岗—丘陵地貌及中低山—低山地貌三种基本类型，地面高程介于22m～543m。

该标段共有桥梁13座，集中分布在高程落差较大的山岭重丘区、沿斜坡及冲沟地带，沿线地质条件复杂多样，给下构施工带来了很大困难，其中以毛湾大桥、老屋门大桥为代表。

毛湾大桥沿线跨台毛湾北侧近东西向山间狭长沟谷建设，老屋门大桥沿沟谷边斜坡凹谷建设。桥址区属构造侵蚀低山—丘陵地貌区，桥位跨越段沟谷近南西北东向展布，沟谷狭隘，两岸地形陡峭，坡脚地形较缓。桥址区第四系覆盖层厚度较大，下覆基岩为震旦系冷家溪群粉砂质板岩，强度较高，分布较稳定，无滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害。

（二）施工测量方案

山岭重丘区受地形地貌影响，多处于沿坡跨沟区域展线。通过对大斜度山坡区域的坡体设置测量网点，定期观测，实时监控边坡水平位移、沉降及裂缝，可以预先加固不稳定坡体，保证现场安全施工，形成的数据可以作为今后大斜度山坡施工的指导材料。

（三）大斜度山坡稳定性监测技术研究

1.大斜度山坡现场调查

该标段处于山岭重丘区，地质条件复杂，褶皱、沟谷较多且山坡表层风化严重。原地表在腐殖层覆盖下尚能保持稳定性，但段内桥梁大部分沿坡脚展线，受施工需要需开挖边坡，开挖后边坡风化层裸露在外且坡度较大，边坡岩体节理、裂缝会继续发育，大气降水容易进入。在湿热的气候条件下，物理、化学风化强烈，残坡积层及全风化岩土体强度较低，雨季岩土体含水量增高，则强度更低。

全线高边坡坡积层、残坡积层、全风化层层位发育松散，黏聚力、内摩擦角值低。基底岩节理、裂缝等结构的发育，具有遇水易软化、崩解的特性。边坡开挖后，自然山体的平衡遭到破坏，坡脚应力集中，容易产生由于坡脚应力不足的坡脚压碎变形破坏。

岩土体饱水后自重增大，下滑力随之增大，边坡开挖后，这种情况更为明显。坡体内存在倾向临空贯通结构面，边坡开挖后，容易产生沿该构造面的滑动变形破坏。

2.确定检测方法

大地测量法通过监测边坡变形区域，在边坡变形区域设置观测桩、站、网，在边坡变形区域以外的稳定地段设定固定站观测。在固定观测站使用全站仪、水准仪、钢尺等，按时观测边坡变形区域内各测点的水平位移和垂直位移，及时了解边坡在施工期坡体的稳定性态，从而及时提出处理方案与措施。

大地测量法有如下优点：能确定边坡地表变形范围；量程不受限制；能观测到边坡体的绝对位移量；在滑坡发生剧滑时，监测仪器设施不会因滑坡加速运动而损坏；监测人员无需到滑坡体上，就能保证滑坡监测的连续性。

综上所述，该项目选用大地测量法作为桥区山体边坡稳定性监测方法。

二、边坡监测实施

（一）监测内容

边坡监测内容主要包括坡体表层水平位移监测、垂直位移监测及裂缝监测。通过分析设计图纸的地勘资料及现场地质情况，制定需要监测的施工点及监测范围。施工便道及施工平台开挖边坡高度大于2m，边坡陡于1：0.5。

（二）基本检测方法与技术要求

根据武深高速公路TJ-05标路基工程项目的特点、精度要求、变形速率及监测体的安全性等指标，水平位移监测采用交会法，垂直位移采用电磁波测距三角高程测量，监测体裂缝拟采用精密测（量）距，变形监测方法的选择，如表1所示。

（三）监测等级及精度要求

1.沉降变形测量等级要求，如表2所示。

2.垂直位移监测网技术要求，如表3所示。

3.水平位移监测技术要求，如表4所示。

（四）边坡监测实施效果

通过对现场实际调查研究，根据桥区边坡稳定情况进行分级监测管理。一级边坡稳定性很差，施工安全风险高，监测频率为每7天监测一次，雨季每2天监测一次；二级边坡稳定性较差，施工安全风险较高，监测频率为每14天监测一次，雨季每7天监测一次；三级边坡稳定较好，施工安全风险低，监测频率为每30天监测一次，雨季每14天监测一次。

表1 变形监测方法的选择

表2 变形测量等级要求

表3 垂直位移检测网技术要求

表4 水平位移检测技术要求

毛湾大桥1#桥墩桩基在开挖过程中，遇夏季暴雨后，施工平台边坡上部约5m处有冲积物隐藏于树林植被中，现场施工人员随时有滑落掩埋孔口危险，危及孔内作业人员生命安全。通过实施监测机制，该险情被监测人员及时发现，并通报项目部及时排除。通过实施山体边坡监控，标段内桩基已全部完成，全年未发生任何质量安全事故。

三、结语

随着我国高速公路的不断发展及耕地红线的不断升级，公路选线越来越倾向于山岭地区。下构施工周边更加复杂的环境使得大斜度坡体的监控越来越重要。武深高速首次在无地质灾害地区提出并实施了作业区山体边坡监控方案，设置监测网点及检测小组，及时监测并收集了第一手指导性资料。随着科技的发展，高等级公路建设可以通过使用立体智能动态观测设备，自动采取数据输入总控系统，当坡体位移或裂缝达到一定阀值时，系统会自动报警，第一时间通知作业人员携设备撤离。