重慶奉節-云陽高速公路某滑坡深部位移監測分析

施艷秋，周張博

（中鐵西北科學研究院有限公司，甘肅蘭州730030）

重慶奉節-云陽高速公路某滑坡深部位移監測分析

施艷秋，周張博

（中鐵西北科學研究院有限公司，甘肅蘭州730030）

本文利用深孔位移監測技術，對重慶奉節～云陽高速公路某滑坡在受外界因素擾動過程中的位移變化進行監測，對監測數據進行分析。分析結果表明：該滑坡變形可分為兩個階段：變形蠕動階段，工后穩定階段。并結合工程地質勘察成果分析坡體在短期內變形加劇的原因；同時結合工后位移監測數據分析得出結論：整治工程達到了預期的效果，并總結得出實際監測工作中的要點。

路基工程；滑坡整治；深部位移監測；變形分析

隨著我國基礎建設的飛速發展，相關高速公路建設中存在的邊（滑）坡問題日益突出［1］。邊坡滑動給公路建設帶來的影響不盡相同，相應的滑坡防治與監測技術也在不斷發展，深部位移監測技術在滑坡治理中應用廣泛，為滑坡的正確分析、評估及預警提供了可靠服務。文獻［2-8］分別結合滑坡的深部位移監測工程實例，介紹了位移監測技術的實際應用，跟蹤監測了坡體的變形規律，監測成果為分析滑坡的發生機理提供參考依據及為治理工程提供真實數據。本文就奉云高速公路某滑坡深部位移監測數據進行分析，為滑坡一期工程的施工、工后評價及二期治理工程是否實施提供了安全可靠數據，并在監測工作實際操作過程中總結得出一些有益參考。

1　概況

重慶奉云高速公路K1360+500～+660段為分離式路塹路基，小里程方向接鳳凰隧道，大里程方向接孫家溝特大橋。2007年，奉云高速公路建設過程中路塹開挖時，該段坡體曾經發生過滑動變形。線路左幅路面標高307.80～309.64m，左側邊坡高約5～9m，分兩級，一級為漿砌片石矮擋墻防護，二級為植草綠化防護；右幅路基面標高為314.95～314.10m，右側邊坡高約16～24m，分三級，一級為漿砌片石矮擋墻防護，二級為框架+抗滑樁防護，三級為植草綠化防護。

2015年3月中旬期間，受奉節開發新區鳳凰名都樓盤項目場地邊坡開挖影響 （邊坡開挖高度約20m），導致奉云高速公路K1360+500～+660段左幅路塹路基面發生變形開裂，形成滑坡如圖1所示。目前后緣裂縫已發育直達孫家溝大橋橋臺基礎地基范圍內，一旦裂縫出現持續擴大變形，將造成橋臺不穩，直接威脅孫家溝大橋橋梁結構安全和高速公路的安全通行。此外，滑坡體上有一220KV的電力鐵塔，為國家干線網絡，其外側雖采用了抗滑樁防護措施，但其深度未達到滑坡滑面深度，滑坡失穩滑動時鐵塔的安全也將受到嚴重威脅。因此，對正在變形的滑坡及時進行了工程地質勘察，提出了加固措施，并布置了深部位移監測孔進行監測，為滑坡治理提供數據支持和安全保障。

圖1　滑坡全景

2　工程地質條件

勘察區屬構造、剝蝕低山丘陵地貌，場地地勢總體北高南低，原坡面呈陡緩相接的折線型。邊坡左右各發育有一條沖溝，分別為孫家溝和匡家溝，其中孫家溝沖溝下切強烈，溝谷呈“U”型，深30～40m。滑坡區左側界地勢較為平緩，其左下部有一水塘，水塘左上方處設有高壓鐵塔。右側界處發育有一條淺溝，延伸至拆除民房處，地勢較為低洼。受坡體前部場地開挖改造影響，現自坡腳至半坡形成三級開挖平臺。

2．1地層巖性

勘察區出露的地層自上而下依次為第四系全新統人工填土 （Q4ml）、第四系全新統殘坡積層（Q4dl+el）、三疊系中統巴東組粉砂質泥巖、泥灰巖夾泥質粉砂巖。

2．2水文地質

區內南側為朱衣河，屬長江水系，呈東西向發育，注入長江。左右兩側存在近南北向孫家溝和匡家溝兩條沖溝，其后部山體具有較大的匯水面積，大氣降雨少量以地表徑流的形式從坡面排入沖溝內，形成季節性水流，流量的大小取決于補給量的大小，徑流過程中，一部分沿基巖裂隙下滲，轉變為地下徑流，一部分匯入朱衣河。

區內地下水主要有松散層孔隙水及基巖裂隙水兩種類型。由于該層厚度較小，且巖層松散破碎，為該層水的排泄提供了良好的通道條件，所以松散層孔隙水不豐富。基巖裂隙水主要賦存于破碎基巖裂隙中。受區內構造的影響，巖體裂隙發育強烈，大氣降水易于補充地下水；鉆孔揭露情況表明，組成滑體巖層雖為相對隔水的泥巖，但其風化強烈，巖體破碎松散，為地表水和其上部地下水的下滲、儲存提供了良好的存儲條件。所設鉆孔大多數可見地下水出露，穩定水位在9.8～22.1m之間，地層含水量高，水量豐富。

2.3滑坡治理工程措施

根據滑坡的地形地貌、坡體結構、變形特征綜合分析，該滑坡為破碎巖石滑坡，主滑方向根據滑坡左右側界、滑坡后緣、變形跡象、臨空方向和地貌形態等綜合確定為SE9°。前級滑坡寬約160m，長122m，滑體厚度11.4～23.0m，滑坡體積約為（33.6× 104）m3，屬中型滑坡；后級滑坡整體南北橫向寬達193m，上窄下寬，東西長165m，呈“簸箕”狀，滑體厚度12.5～27.7m，滑坡體積約為（64.0×104）m3，屬中型滑坡。滑坡左側以橋臺至水塘處為界，右側以邊坡低洼處至未拆遷民房處為界，后級滑坡后緣位于山坡陡坡地段，前級滑坡后緣位于高速公路裂縫處，剪出口位于邊坡開挖坡腳附近，如圖2，3所示。

圖2　抗滑樁布設示意圖

圖3　滑坡位移監測布置圖

目前滑坡變形僅限于前級滑坡，后級滑坡未出變形跡象，同時由于高速公路建設期出現過滑坡，經過治理加固防護，目前尚未發現明顯變形跡象，后級滑坡整體處于穩定狀態。前級滑坡治理采用的措施見圖2所示：北側邊坡外側設一排C30預應力錨索抗滑樁，抗滑樁的長軸方向為SE9°，共計27根。分為A、B、C、D四種型式：A型樁共10根，編號為A01～A10，樁截面為2.2m×3.4m，樁長34m，樁間距中～中為6m，樁頂設4孔8Φs15.2預應力錨索；其中A06～A10號抗滑樁為二期工程，暫緩實施，根據施工后滑坡變形監測情況再決定是否實施二期抗滑樁工程。B型樁共6根，編號為B01～B06，樁截面為2.0m×3.0m，樁長31m，樁間距中～中為6m，樁頂設3孔8Φs15.2預應力錨索；C型樁共6根，編號為C01～C06，樁截面為1.8m×2.4m，樁長27m，樁間距中～中為6m，樁頂設2孔8Φs15.2預應力錨索；D型樁共5根，編號為D01～D05，樁截面為1.8m×2.4m，樁長26m，樁間距中～中為6m，樁頂設2孔7Φs15.2預應力錨索。

3　深部位移監測

3．1監測原理與方法

測斜系統主要由活動式測斜探頭；數字式接收儀；高強度傳輸電纜；專用測斜管四部分組成；基本工作原理是依據探頭軸線位置與鉛錘線夾角的變化值，通過一定的數理換算關系求得巖土體某深度處的側向位移，產生位移較明顯的地方即確定為滑動變形的位置（滑動帶或面）。通常測斜管被預先埋設于滑坡體（變形體）中，埋設深度依據需要而定，管底一般要求嵌入相對穩定地層中3～5m，以便確定參照點。為保證測量數據的真實可靠，外壁周圍用回填物 （中粗砂或依據特殊要求用水泥砂漿）充填密實，通常沿滑坡變形的主軸方向布設足夠反映其變形規律的觀測孔數個，孔深通常要求必須穿過基巖面或伸入相對穩定地層中，測試孔垂直度要求不大2°，終孔孔徑應滿足測斜管投放的要求。對每個測孔進行長期的定期觀測，可較全面地掌握滑坡的變形特征。

3．2監測點布置

前級滑坡深部位移監測孔布置見圖3所示，其中ZK1-3、ZK1-4、ZK2-3為地質鉆孔，也作為后期深部位移監測孔。ZK1-3、ZK1-4位于1-1斷面上三級平臺；ZK2-3位于2-2斷面上二級平臺。

4　監測結果分析

深孔位移監測于2015年4月21日取得初值，截止2015年12月5日共完成32次監測。地表位移監測于2015年3月20日取得初值，截止2015年12月5日共完成38次監測。2015年4月至2015年12月7個多月的時間里，應用鉆孔測斜儀對坡體變形及時監測得到了不同階段的位移累積曲線，從這些曲線并結合地表監測結果得出滑坡位移變形特征有二個階段：

1）破腳下施工過程變形加劇階段 （2015年4月至2015年8月），測斜孔位移深度曲線如圖4所示。

圖4　變形期測斜孔位移-深度曲線

3月中旬奉節開發新區場地邊坡開挖坡腳形成臨空面，4月下旬取得監測初值到8月底抗滑樁施工結束，是坡體受外界擾動變形期，三個斷面深部位移在短期內發生了較大變化，在此取主滑斷面1-1進行分析。根據斷面布置的監測孔SK1-3、SK1-4監測結果顯示：2015年4月20日取得初值，截止2015年6月23日共完成8次監測，同時對孔內穩定水位進行了監測，SZK1-3在孔深7.5m和18.0m附近曲線有較明顯變化現象，SK1-4在孔深10.5m附近曲線有明顯位移突變現象，據此推斷深層滑坡滑面位于SK1-3、SK1-4的18.0和10.5m附近。一級平臺SK1-4孔10.5m位置處在近二個月時間里位移增至最大25.0mm（4月24～6月23），平均變形速率0.42mm/d。結合工程地質測繪可以看出，10.5m相應位置可見紫紅色夾灰綠色或灰黃色軟弱帶，含水量相對較高。監測顯示滑動面與地質鉆孔勘察確定滑動面基本吻合。監測孔內地下水位基本穩定在孔深22m附近，這與勘察期間穩定水位基本吻合。監測曲線有波形變化，初步估計為監測孔附近的土體不密實，其他因素引起測斜管外凸造成，并非都是由于變形引起。

位移深度曲線顯示6月初至8月底開始邊坡明發生明顯變形。分析原因有三方面：（1）不良的地質條件是滑坡發育的基礎：勘察區位于朱衣背斜北翼，場地構造較為復雜，巖體切割強烈，巖石破碎。區內出露地層為三疊系中統巴東組粉砂質泥巖夾少量泥灰巖，屬較軟巖，泥質結構，層狀構造，節理、裂隙較發育，巖石破碎，鉆探揭露巖芯一般風化成為碎塊石土狀，局部呈粘土狀，產狀變化較大，巖性軟弱，極為破碎的軟弱地層是滑坡產生的地質基礎。（2）自然因素（氣候、水）：勘察區高速公路以路塹的形式通過，兩側分別為孫家溝和匡家溝，匯水面積大，同時該段雨季降雨量高，加之地層反傾、節理裂隙發育，利于雨水的下滲，大量雨水下滲進入破碎巖土體，加劇深層巖體的風化程度，使得巖體的強度進一步降低。（3）人類工程活動的影響：從現場開挖情況來看，整個邊坡開挖高度約為20m，開挖邊坡形成新的臨空面，切斷原山體巖層間的應力傳遞，在重力及風化作用下，使得坡體穩定性逐步降低，最終發生滑動變形，這也是滑坡產生滑動變形的主要誘發因素。圖5為監測孔位移在斷面上的示意圖，連接各孔位移開始變化的位置，可得到如圖所示的滑動面，與設計滑動面接近。

圖5　1-1斷面監測孔位移在斷面上的示意圖

2）后穩定階段（2015年9月至12月）。該時間段內抗滑樁施工結束，張拉預應力開始發揮作用，滑坡治理工作基本結束。以9月13日監測位移為基準值，深孔監測顯示位移基本沒有變化，孔口位移最大為3.89mm，變化速率為0.046mm/d。說明工程治理措施充分發揮作用，工后邊坡處于穩定狀態，不需要實施二期工程。

5　結論及建議

1）深孔位移監測技術成功的應用于重慶奉節～云陽高速公路某滑坡深部位移監測，為滑坡一期工程的施工、工后評價及二期治理工程是否實施提供了安全可靠數據，并在監測實際操作過程中總結得出如下有益參考。

2）布設監測孔時要做好前期論證，適當增加重點部位及大變形等位置處的監測孔密度，并盡可能利用原有鉆探孔，以節約監測費用。

3）監測孔附近的土體不密實等因素可能會引起測斜管外凸，導致監測數據有誤，在讀取監測數據后要根據現場實際情況分析引起數據變化的原因，排出其它因素干擾。

4）坡體變化成因復雜，當數據變化后，要結合現場情況，分析變形原因，合理推斷變形所帶來的危害，為工程設計提供依據，也可為工后提供有效評價。

［1］ 王恭先，徐峻齡，劉光代，等.滑坡學與滑坡防止技術［M］.北京：中國鐵道出版社，2007.

［2］ 呂昌明，施艷秋.沈海復線高速公路某滑坡深部位移監測分析［J］.地下空間與工程學報，2014，（10）：1935-1940.

［3］ 喻洪，周誼一.深孔位移動態監測原理及在滑坡治理中的應用［J］.公路交通技術，2008，6（3）：24-27.

［4］ 陳濤，金亮星.湘西某滑坡整治深部位移監測分析［J］.鐵道科學與工程學報，2008，5（6）：42-47.

［5］ 李娜，孫建會，熊成林，王萬順.馬延坡滑坡體深部位移監測成果分析［J］.水利水電技術，2009，40（4）：46-51.

［6］ 沙小軍.深部位移監測技術在滑坡治理中的應用［J］.工程技術，2012，（4）：182-184.

［7］ 梁龍龍，楊軍，安孟康.深孔監測在考塘滑坡治理中的應用［J］.路基工程，2008，（5）：201-204.

［8］ 韓侃，鄧安.深部位移監測在公路路塹高邊坡防護中的應用［J］.路基工程，2008，（2）：119-122.

TU413.6+2