临夏至大河家高速公路营滩互通K7+900-K8+400段滑坡监测及稳定性分析

魏明鹏

(中铁西北科学研究院有限公司，甘肃 兰州730030)

山体滑坡是常见的地质灾害之一，山体滑坡不仅可以造成一定范围内的人员伤亡和财产损失[1]，还会给附近的桥梁、建筑等工程设施造成严重的危害[2-3]。目前，我国应对滑坡威胁防治主要采取避让、监测、预报、治理等措施。由于目前经济条件尚且无法满足完全治理滑坡等地质灾害的情况，在小范围内采取搬迁避让、治理等措施的同时，滑坡防治主要开展监测、预警等工作。

传统的山体滑坡监测方法大致有：大地测量法、液体静力水准测量法、重力测量法、近影摄影测量法、地下水位监测法、电测法、地下钻孔倾斜等[4]。尽管上述方法都可用于监测山体滑坡，但由于现场条件的复杂性以及局限性，需要用针对性的方法对滑坡进行准确而有效的监测。文章依托“临夏至大河家高速公路营滩互通K7+900-K8+400段线路右侧山体滑坡”项目的支持，针对路基边坡施工以及雨季持续降雨的影响造成的山体滑坡，采用了其中几种监测方法相结合而建立了滑坡监测系统，并分析了该监测系统的合理性以及问题，进一步为路基、边坡施工以及高速公路后期运营提供预警及保障。

1 研究区域概况

临夏至大河家高速公路是甘肃省高速公路网规划的省级高速公路18条联络线中的一条，它的建成将打通临夏地区通往兰州和青海的快速通道，同时，也将与青海川口至大河家高速公路相接，构建临夏、青海省便捷陆上交通线加快积石山县的发展。

受雨季持续降雨影响，临夏至大河家高速公路营滩互通K7+900-K8+400段线路右侧山体发生滑坡，严重影响正常施工。将本滑坡初步划分为A、B、C、D四个亚区，如图1所示，A、B分区为目前变形严重区域，C、D分区为疑似滑动变形区域。A、B、C三个分区在滑坡主轴断面上重点布置监测点，在滑坡后缘、滑坡范围内居民房屋以及已建工程构筑物上增设监测点。为实时掌握该处滑坡变形发展情况和规律，预测预报滑坡变形发展趋势，对该滑坡开展系统的监控量测，进一步保证该处滑坡施工以及后期高速公路运营的安全。

图1 滑坡分区与营滩互通位置关系图

2 监测内容与方法

2.1 监测内容

根据有关规范及本项目实际工程地质特征，建立立体监测系统监控边坡变形。结合现场情况初步拟采用多种监测方法相结合的监测措施：(1)地表变形监测；(2)坡体深部位移监测；(3)地下水位监测。数据采集方式分为人工采集和全自动化采集两种。

2.2 监测方法

2.2.1 地表变形监测

边坡、滑坡的监测内容包括水平位移、垂直位移以及变化速率，达到监测地表位移以及变形的目的。采用仪器主要有：拓普康OS101(1秒)型全站仪，华测i80型GPS以及上海司南CNSS自动位移监测设备。

2.2.2 坡体深部位移监测

本次采用滑移式测斜仪进行边坡深部位移监测，采用仪器为美国新科原装进口机型，型号SINCO 50334307(75m)。

2.2.3 地下水位监测

利用补勘钻孔，与其他监测同周期对钻孔地下水位进行量测。本次监测采用手动式的电测水位计。

2.3 监测网布置、监测频率

2.3.1 监测网布置

监测重点采取地表变形监测和深孔位移监测及相关监测措施相结合方式，用以监测滑坡坡体稳定性以及变形特征。监测基准网根据现场具体情况，在滑坡坡体附近稳定区域内找到通视条件好的位置布设基准点，基准网采用常规的边角网进行布设。根据现场具体情况布设深孔位移监测点，同时作为地下水位监测点，深孔位移监测点附近应布置地表变形监测点，在该路基边坡坡口线外均匀地布设地表位移监测点。目前已布置地表位移监测点20个，深孔位移监测点5个。

2.3.2 监测频率

监测频率根据现场降雨情况进行调整。未在雨季内监测频率按照1次/5～7天动态调整并进行监测，雨季加大监测频率按照1次/2～3天的频率动态调整进行监测。

2.4 滑坡监测仪器布设

本滑坡初步划分为A、B、C、D四个亚区，由于其中D区布置有位移监测点，本次不再布置，利用原有数据。A、B、C三个分区在滑坡主轴断面上重点布置监测点，根据现场具体情况布设深孔位移监测点分别为SK-1、SK-2、SK-3、SK-4、SK-5均匀布设在滑坡主轴断面上，辅助测量动态水位变化。深孔位移监测点附近应布置地表变形监测点，在该路基边坡坡口线外均匀的布设地表位移监测点。

2.5 滑坡监测数据分析

截至2020年12月31日，临夏至大河家高速公路营滩互通K7+900-K8+400段线路右侧山体滑坡，已累计监测115天。

2.5.1 现场巡视检查

现场巡视检查过程中，营滩互通K7+900-K8+400段右侧滑坡A区滑坡坡体处于滑动后自稳阶段，除局部坡面(已开挖路堑边坡)仍有小部分滑动外滑坡整体变形发展速率减缓外，其他部分有逐渐趋于稳定的趋势。A区滑坡后缘无向上发展迹象；B区滑坡坡面局部存在蠕滑变形，虽然无明显裂缝，但根据地表及深孔监测数据显示，坡体处于不稳定状态；C区及D区坡体整体稳定，仅局部坡面受施工开挖作用，发生小范围滑塌。

2.5.2 地表变形监测

滑坡区域地表变形成果如图2所示。结合监测数据，滑坡A区路堑边坡局部变形较大，滑坡整体仍存在较小变形，但变形速率减缓，有逐渐趋于稳定的趋势；B区仍存在滑动变形。A区变形明显的监测点为路堑边坡DB-7、DB-9、DB-10、DB-14点，监测周期内变化范围在3.1mm～6.9mm之间；坡体中部DB-12累计位移值43.9mm，坡体前缘DB-15累计位移值7.7mm；其余监测点变形不明显；B区累计位移值14.1～56.9mm，C、D区坡体处于稳定状态。

图2 滑坡监测点位移矢量图

2.5.3 深孔位移监测

在滑坡补勘期间布置的深孔位移监测点均已布置完成(SK-1A0方向283°；SK-2A0方向291°；SK-3A0方向277°；SK-4A0方向323°；SK-5A0方向223°；各孔B0方向为A0方向加90°)，经过定周期的稳定时间，大部分数据曲线逐步趋于正常。经过对多次的监测曲线进行重新修订，根据测斜曲线综合分析，形成以下初步结果：SK-1测斜孔未见明显滑动面(带)数据特征，数据均在一定合理范围内浮动，属于正常现象；根据SK-2测斜孔监测数据可判断：存在明显滑动面(带)数据特征，曲线12.0m存在明显异常，数据具有一定趋势，为本次坡体滑动形成；SK-3测斜孔可见明显滑动面(带)数据特征，如图3所示，累计位移曲线12.0m～16.0m，变化较大，且角度变化曲线在此区间内13.5m处存在明显突变，判断该孔处滑面深度在12.0m～16.0m区间，具体应结合补勘地层及擦痕情况综合判断；SK-4测斜孔经对多次监测数据分析，可判断该监测孔上部明显滑动，下部存在挤压变形。数据显示，曲线8.0m数据存在异常，判断为滑坡前缘滑动引起。22.0m数据异常，虽然趋势不明显，但综合分析可判断为滑坡前缘挤压变形引起。仍需结合补勘地层情况以及后期一定时间的监测数据进一步确认；SK-5测斜孔可见明显滑动面(带)数据特征，累计位移曲线14.0m～16.0m变化较大，且角度变化曲线在此区间内16.0m处存在明显突变，异常处应为坡体滑动形成。结合补勘资料判断，本次A区滑坡可见中层、深层两处滑动面，除SK-4测斜孔数据变化趋势不是十分明显外，其他监测孔数据基本可以判断A区滑坡中层滑面已发生滑动。

图3 SK-3深孔测斜合位移、合角度累计位移曲线

2.5.4 地下水位监测

地下水位监测按照5～8天的周期进行一次量测，各点水位基本处于稳定状态，SK-1水位为4.0m、SK-2水位为2.0m、SK-3水位为2.5m、SK-4水位为3.0m、SK-5水位为5.5m，均处于稳定状态。

2.5.5 集成GPS的多传感器边坡自动监测

在A区已发生滑动变形的边坡右侧坡口线外侧平台上安装布设集成GPS的多传感器边坡自动监测仪器(DB-14)，进行相关数据采集，如图4所示。自动监测数据显示坡体DB-14号点累计位移14.122mm，由于自动监测仪器靠近已开挖坡面，受到局部边坡变形或坡面土体影响导致仪器向坡内倾斜，但整体数字变化在可控范围内，需结合长期数据综合分析。

图4 自动监测曲线

3 结论

文章通过对临夏至大河家高速公路营滩互通K7+900-K8+400段线路右侧山体滑坡的监测，突出阐述了监测技术方法在该项目上的充分运用，主要研究结论如下：

(1)滑坡监测的主要技术方法包括深部监测、地表监测、集成GPS的多传感器边坡自动监测[5]。监测手段主要是自动监测、人工监测及两者相结合监测。监测内容及监测技术方法应根据滑坡监测目的和滑坡类型进行调整。

(2)通过监测数据分析，得出该滑坡稳定性受降雨影响较为显著，具体的滑动面通过监测数据得到了初步反应，为进一步做好滑坡防治打好基础以及保障，由于降雨对该滑坡的稳定性影响极大，因此建议加强雨季观测。