望江嶺隧道邊坡穩定性監測分析

鄢桂龍

(新疆交通規劃勘察設計研究院)

1 工程概況

攀枝花至田房高速公路望江嶺隧道出口邊坡位于望江嶺東南坡108國道以下的混合堆積層(Q4h)中，地形橫坡30°～35°，局部有小型平臺、陡坎，邊坡地表塊石散布，塊石直徑多在1.0～3.0 m間，個別達10.0 m以上，土體由含角礫(塊石)低液限粘土、小塊石夾(質)土、塊石夾(質)土構成，在ZK218+120、ZK218+320右15 m處各發育一個小型粘性土滑坡。隧道出口處混合堆積層(Q4h)巖性雜，厚度大，結構極不均勻。場地地表除上述兩處近期發生的滑坡外，未見拉裂、變形、滑動等跡象，但是其穩定性不高，存在局部失穩的潛在危險。左右兩側各有一個小型粘性土滑坡體存在。

2 監測點的布置

由于邊坡監測是一個長期的過程，資金的投入比較大，因而，要求監測數據不僅能反映邊坡變形的情況，還要具有代表性，經濟合理。監測點越多，資金投入越大。監測點過少，又不能真實反映邊坡的變形情況。所以，監測點布置的好壞直接影響到監測數據的的有效性，監測成本的經濟性。由于攀枝花至田房高速公路望江嶺隧道出口邊坡位于沖溝兩側，其中一側為碎裂巖質邊坡，另一側為土質邊坡，宏觀上應分屬兩個獨立的不良地質體。因而，課題組在隧道洞身斷面布置2個監測孔，J1和J2。隧道出口斷面共布置3個監測孔，J3、J4和J5。根據邊坡變形體現場工程中需要監測的物理量，監測儀器采用國產CX-03E鉆孔測斜儀。

3 監測方法

3.1 監測初始值的確定

邊坡在時間和空間上的變形通過位移—時間曲線，和位移—深度曲線來反映。位移—時間曲線即以測斜管監測初始值為基準，隨著時間推移，測斜管的相對位移曲線。它反映邊坡水平向隨時間變化的變形大小。位移—深度曲線即假定測斜管底部為不動點，隨著測斜管深度變化的累計位移曲線，它反映的是邊坡相對于邊坡假定穩定體的豎向變形情況。因而，正確確定測斜孔的初始值很重要。

根據本項目特點，課題組在測斜管安裝好24 h后開始監測，共測4次，取其平均值作為初值以與后續監測數據進行比較。

3.2 現場監測頻率的確定

邊坡監測是一個長期的過程，監測需要花費一定的人力物力，監測頻率過高經濟花費也越高。監測頻率過低可能不能真實反映邊坡的變形，達不到監測的目的。根據望江嶺隧道出口斜坡工程的具體情況，并參考國內外類似工程的監測頻率，將該邊坡工程鉆孔測斜儀監測的頻率制定如下。

(1)6～8月為當地雨季，每半個月天監測一次，并根據變化速率調整監測頻率。

(2)其余月份，每1個月監測一次。

(3)如果遇到特殊情況，應視具體情況酌情增加監測的頻度。

4 監測數據分析

自測斜孔安裝完成后，課題組從7月25號開始在所測初值基礎上進行了6次監測，各測孔切向隨時間變化的相對位移曲線如圖1～圖4。

對于J1孔(如圖1)，相對于測量初值，其7月27日的法向最大位移達到了46 mm。相對于7月份，其后的8、9月份，法向位移處于波動狀態，最大變化為6 mm。10月15日的監測數據顯示，相對于7、8、9月份的，其相對位移較大，約40 mm。11、12月份，法向位移又處于波動狀態，最大變化為9 mm。這說明J1監測孔附近坡體在雨季發生了一定量的變形，而轉為旱季階段又趨于穩定。但是從邊坡的長期穩定性來看，J1監測孔會不會在下一個雨季出現較大位移，還需要進一步監測。

圖1 J1測孔隨時間變化的法向相對位移曲線

對于J2、J3兩孔(如圖2、圖3)，比較各次監測結果得，兩法向變化曲線處于擺動狀態。但雨季時，波動量值較大(最大約20 mm)，而旱季時波動較小，這說明降雨對坡體位移有較顯著的影響。

圖2 J2測孔隨時間變化的法向相對位移曲線

圖3 J3測孔隨時間變化的法向相對位移曲線

對于J4孔(如圖4)，7、8月份兩次監測結果顯示其法向位移曲線在0～2 m深度范圍內都表現出趨勢一致，變化量較大，且在深度為2 m處出現明顯拐點，即該孔上部范圍土體在7月至8月之間產生了較大位移。分析其原因，7月底至8月上旬，為方便左線大橋橋樁施工，施工方在橋樁附近開挖了一條便道，新便道的開挖、工程車輛的行駛以及降雨影響使得J4上部松散土體產生局部滑塌。課題組于9月8日對J4進行現場監測時，發現測管距地面2m左右處出現較大變形，測頭無法通過。10月份課題組對J4管口進行修復。10、11月監測結果顯示，相對于以前數據，法向相對位移均較小，但在距離原管頂6 m(距現管頂4 m)處有明顯拐點，說明該處以上坡體發生較大指向臨空方向的變形。分析其原因，由于下便道開挖施工，使得坡面較陡，并且未進行任何加固處理，加上上便道上重車碾壓，使得下便道以上土體產生指向坡外的位移。

從圖5可以看出，J5孔法向相對位移一直處于波動狀態。但是，12月監測結果顯示，在距離管口1 m處，位移出現了明顯拐點，且有指向臨空側的較大位移。造成J5孔口淺部發生位移突變的原因，上、下便道之間擋墻滑塌時滾落下的石頭(也可能是抗滑樁樁孔開挖的石頭)砸到J5孔口處，對該孔淺部造成一定沖擊。

圖4 J4測孔隨時間變化的法向相對位移曲線

圖5 J5測孔隨時間變化的法向相對位移曲線

5 結論

(1)初步測斜監測結果表明，望江嶺隧道出口斜坡整體在旱季變形量較小，而在雨季，局部巖土體有較大的位移波動(如J1孔)。后續工作中，應當加強雨季對斜坡體位移監測，同時建議加快進行加固處理，以確保工程安全。

(2)通過對鉆孔測斜數據分析，它能很好的反映出邊坡位移變化情況，為設計及施工單位及時采取相應加固措施提供依據。

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