黄土地区某高速公路段滑坡机理的现场试验研究

艾 昕

(甘肃交建项目管理有限公司，甘肃 兰州 730010)

0 引言

黄土作为地表沉积物广泛分布于我国青海、甘肃、宁夏、陕西、山西和河南等省份[1-2]，由于其钙含量高、松散堆积、大孔隙、垂直节理、松散结构和亲水性而产生强湿陷性，因而其亚稳态结构往往使得黄土地区中工程的工期难以确定，且易造成已完成工程发生重大灾害[3-4]。例如，滑坡是黄土地区数量最多、危害和损失最大的地质灾害[5]。因此，本文以甘肃省黄土地区某高速公路段为研究对象，通过各种测量手段，利用现场监测对滑坡深部位移以及地下水位进行详细研究，以期对未来相似工程提供指导借鉴作用。

1 概述

1.1 工程概况

甘肃省某高速公路LD06标段位于里程K19+450～K19+800段线路左侧存在古滑塌，严重影响了高速公路的正常施工。为配合现场的补勘及设计工作，提供及时准确的滑坡监测数据，对现场进行监测点布置及数据采集工作。在古滑坡部位前缘、中部、后缘增设深孔位移监测点。目前已累积埋设测斜管149.5 m，累计成孔4个。本次监测工开始于2021年12月28日，止于2022年5月2日，为期125 d。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，深孔位移监测点埋设完成后即开始监测，本监测阶段内按照1次/5 d～1次/15 d的频率动态调整并进行监测。深孔位移监测点平面布置图如图1所示。

1.2 监测目的

本次滑坡变形监测可达到以下两方面目的：

1)施工期的变形监测，对变形发展趋势作出预测，判断滑坡的稳定状态，从而保证施工安全。

2)长期动态监测可评价和预测处治后的滑坡长期稳定性，保障高速公路的安全运营。

1.3 监测方法

1)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(75 m)。

2)地下水位动态监测。

为节约监测成本，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。

1.4 监测仪器设备

根据工期及设备功效，计划配置1台越野车，1套测量设备，可根据现场在保证工期的前提下进行必要的增减。

主要监测设备仪器如表1所示。

表1 投入本标段的主要监测设备仪器表

2 监测结果分析

2.1 深部位移监测

经过对多次监测曲线进行修订，现将监测数据曲线(DZZK1902号孔、DZZK1903号孔、DZZK1911号孔、DZZK1906号孔和DZZK1907号孔，包括各方向累计位移曲线)，整理如图2～图5所示。

1)DZZK1902号孔位移。

DZZK1902号测斜孔(孔深45 m)位于古滑坡后缘，从图2可知，坡体中部仍存在滑动变形，存在明显滑动面(带)数据特征。从A方向孔累计位移曲线可知，在测斜孔24 m以上，深部土体位移在±4 mm以内变化，在24 m～30 m内，监测结果呈现凸形，出现极大值9.83 mm，累积曲线在28 m～30 m变化较大，曲线在29 m处存在明显异常，当埋深超过30 m后，深部位移监测结果逐渐减小且最终结果趋近于0。从B方向孔累计位移曲线可知，在0 m～20 m内，累计位移逐渐增大，最大位移值为9.70 mm，20 m～28 m内，累计位移逐渐减小，在28 m～30 m内，位移又再次增大，当埋深超过32 m后，类似于A孔方向位移，数据逐渐减小至0。数据具有一定趋势，具体应结合补勘地层及擦痕情况综合判断。

2)DZZK1903号孔位移。

DZZK1903号测斜孔(孔深55 m)位于古滑坡中部，从图3可知，A，B方向累计位移曲线变化形式基本一致，在0 m～40 m内，位移均出现减小趋势，A，B孔最大位移均发生在离地表1.5 m处，分别为19.98 mm和13.41 mm，在40 m～45 m内，累计位移又出现增大的趋势，最大值未超过6 mm，当埋深超过45 m后，位移逐渐减小且最终趋近于0。由于观测时间及频率较短，数据具有一定趋势，在数据采集过程中由于各种误差影响，变化效果并不明显，仍需要进一步校核及监测。

3)DZZK1911号孔位移。

DZZK1911号测斜孔(孔深30.5 m)位于古滑坡中部，从图4可知，存在明显滑动面(带)数据特征，A方向累计位移曲线在监测日期2022年3月21日前，位移变化呈逐渐减小趋势，位移绝对值变化较小。然而，监测日期超过3月21日后，累积曲线在10 m～12 m变化较大，曲线在11.5 m处存在明显异常，位移最大值为36.82 mm，最终位移均趋近于零。B方向累计位移曲线相较于A方向而言，变化趋势较为稳定，位移值在-10 mm～15 mm之间发生变化，在埋深0 m～10 m内，位移逐渐减小，在10 m～12.5 m内，位移出现增大趋势，接着再次减小，在20 m～22.5 m内位移再次出现增大趋势，之后逐渐减小至零。数据具有一定趋势，具体应结合补勘地层及擦痕情况综合判断。

4)DZZK1906号孔位移。

DZZK1906号测斜孔(孔深20 m)位于坡体后缘，从图5可知，坡体后缘存在滑动变形，滑动面(带)数据特征较明显，A，B方向累计位移曲线变化形式基本一致，在埋深0 m～6 m内，整体呈现正值位移逐渐较小，最大值均发生在离地表0.5 m处，最大值分别为95.07 mm和23.62 mm。在埋深6 m～8 m内，累计位移值逐渐增大，最大值分别发生在7.5 m，分别为-30.22 mm和-16.23 mm。当埋深超过8 m后，累计位移均逐渐减小至0。数据具有一定趋势，具体应结合补勘地层及擦痕情况综合判断。

2.2 地下水位监测

本阶段地下水位监测按照1 d～2 d进行一次量测，测量结果如图6所示。

从图6可知，DZZK1902号孔和DZZK1903号孔水位较深，不易造成该项目高速公路段滑坡；DZZK19011号孔和DZZK1906号孔水位较浅，接近地表，该滑坡地段要格外注意，以免地下水引起滑坡灾害。潜在滑坡断面要综合地下水位和深部土体位移联合判断。

3 结语

本文通过现场监测研究了黄土地区某高速公路滑坡现状，初步判断DZZK1902号孔在28 m～30 m的范围内存在滑动面，A，B方向孔累计位移极大值分别为9.83 mm和9.70 mm，极大值出现位置不同；DZZK1903号孔A，B方向累计位移曲线变化形式基本一致，A，B孔最大位移均发生在离地表1.5 m处，分别为19.98 mm和13.41 mm，在40 m～45 m内，累计位移又出现增大的趋势，最大值未超过6 mm；DZZK1911号在10 m～12 m的范围内存在滑动面，A方向累计位移曲线在10 m～12 m变化较大，曲线在11.5 m处存在明显异常，位移最大值为36.82 mm，B方向累计位移曲线相较于A方向而言，变化趋势较为稳定；DZZK1906号测斜孔A，B方向累计位移曲线变化形式基本一致，最大值均发生在离地表0.5 m处，最大值分别为95.07 mm和23.62 mm。整体而言，各监测点数据具有一定趋势，潜在滑坡面应根据土层深部位移监测和地下水位共同确定，具体应结合补勘地层及擦痕情况综合判断。