广东省云罗高速公路路线途径区域地质构造复杂、岩性偏软,且地处于亚热带季风气候区降南量大,加上又为重要的交通干线,路堑边坡的稳定与否事关重大,因此进行边坡监测工作十分必要。
本文介绍了云罗高速公路第一合同段高边坡的总体概况,施工前期的部署及特点,提出了具体的施工方法,对于提高边坡工程的施工监测技术水平,减少经济损失及对高速公路的高边坡监测的发展具有重要意义。
工程概况
广东云浮(双风)至罗定(滨)高速公路工程起于云泽市郁南县东坝镇双凤管理区,北接广梧高速公路河口至双风段,经郁南县和罗定市,止于广东和广西两省交界处的广西岑溪市筋竹镇,与拟建的罗岑高速公路(广西段)相连,路线中段在罗定市东侧的华石镇与规划的江门至罗定高速公路、阳春至罗定高速公路形成十字交叉。双风至双东段路线全长越32.457km (路线短链0.78km)。设计速度100km/h,路基标准宽26.0m)。
接边坡总高度(h)划分为两类:路堑高边坡(h≥30m)和一般路堑边坡(h<30m)。路堑边坡共有最大坡高大于30m的20个,最大坡高小于30m的125个。沿线高边坡可分为土质边坡、类土质边坡、岩质边坡,二元结构边坡四类。云罗一标高速第一合同段共16处边坡需要选行监测,布置了测斜管1575m,锚索测力计9个。
高边坡施工监测项目与方法
本工程的监测内容有:基本监测项目(包括地表位移监测及边坡巡视、裂缝观测),专项监测项目(包括边坡内部深层水平位移监测,锚索拉力监测)。
地表位移监测
采用高精度全站仪极坐标方法实测、地表点严格安装规范要求建立地表监测点,采用强制对中装置、减少测量误差。条件允许可采用gps快速静态的方法采集监测点坐标。得出高精度的平面位移,及时准确的掌握边波动向。
边坡内部深层水平位移监测
边坡深层位移监测是在边坡适当位置建立测斜孔,并进行定期测取变形位移数据,是反映边坡交形、位移最直观和有效的方法,能掌握边坡施工过程及竣工后所处稳定状态。
坡体位移架用测斜仪观测,由倾斜测量结果分析计算得出坡体水平位移沿深度的分布,结合地表位移点位移确定边坡稳定状态。
锚索拉力监测
锚索拉力监测是测量锚索体锚固锁定后在施工和长期使用过程锚索拉力的变化情况,分析锚索体受力状况是否在设计的安全使用范围,是否需采取补强措施,并可分析总结锚索体预应力损失的规律。
测量方法:锚索工程中,在锚头处安装锚索测力计,并按设计拉力张拉锁定后,定期对测力计读取读数,计算相应锚索的实际拉力,进而分析边坡的稳定状态。
监测工期与监测频率
测点埋设后,采集初始值即开始监测,监测持续至边坡加固工程完成后六个月或当年雨季结束后三个月,如无明显位移即可结束。按合同要求,本工程预计总工期一年半。
监测频率按表1控制。
监控频率需要根据各断面工程地质特点、开挖情况,降雨情况等适当调整,关键时段加密观测,起到高效、动态指导施工的目的。
动态监控标准
边坡稳定性评价主要根据以下几点进行综合判断:
●边坡开挖停止后位移速率呈收敛趋势;
●坡面、坡顶有无开裂,裂缝的变化趋势如何;
●锚索预应力力的变化是否存在突变现象。
在实际监测的过程中如果出现有上述一点或几点现象时,都应引起注意,并通过其他项目的监测资料相互进行对照,比较分析,以进一步讨论边坡的稳定性,以便及早发现安全隐患情况,采取相应的补教措施。
监测技术要求
设备制作与安装要求
深层水平位移(测斜)监测安装及埋设
定位:测斜管的孔位要按设计的监测断面进行定位,孔位偏差不大于20cm。
钻孔:在定位点用钻机钻孔,孔径110mm,孔深以钻入硬土层2m或弱风化岩层,且超过潜在的滑动面5m以上为准。孔斜不大于0.5%。
下管:将测斜管逐节组装并放入钻孔内,测斜管底部装有底盖或管帽,管内注满清水辅助下沉。下管过程中,要扶正整个管身,导槽的方向应与需测量的位移方向一致,即垂直填土边线或开挖边线。测斜管尽量减少接头,需接管时,导向槽方位应对正,注意螺丝不能拧过紧,而使管身变形导致测量仪器放不下去。如遇塌孔,需清孔后方可再下管。
回填:测斜管下入钻孔内预定深度后,在管与钻孔壁间投入中粗砂填实。放砂时应慢慢放入,并用水辅助下沉,同时轻晃和震动测斜管。使砂在水中慢慢沉实。一般情况下一根30m长的测斜管用砂粒封堵时间用30分钟为宜。固定测斜管后,拧上管盖。测斜管埋设3-5天后,对填砂进行补填,孔口以下1m内需用砂浆封堵密实。
初测:测斜管固定完毕,用清水将测斜管内冲洗干净,用测头模型放入测斜管内,沿导槽上下滑行一遍。由于测头是贵重仪器,在未确认测斜管导槽畅通时,不得放入真实的测头。确定上下畅通后,量测测斜管导槽方位,管口坐标及高程,及时做好孔口保护装置,作好记录。
地下水位管的埋设
拟采用测斜管。
现场测试及精度要求
深层水平位移观测
根据工程情况的分析,确定要测试的方向数,一般要测试一个方向或两个方向,一个方向测试正反两次目的是消除零位偏差。测试方向确定后,将导轮对准可能倾斜的方向,以便绘图时,符合一般的坐标习惯,以后每次测量时都应遵循第一次测试的先后方向。
测量时将测头对准测斜管导槽,放置测斜管底部,静置几分钟,待读数稳定后开始测读(每提升0.5m测读一次),再将测头旋转180°按上述方法进行测量(两次测读的位置应相同),将同一深度处两次读数相减以消除测斜仪本身的系统误差。测斜综合误差:≤4mmm/15m深度。
地下水位的监测
测量时,拧松绕线盘的螺丝,让绕线盘转动自由后,按下电源按钮。把测头放入水位管内,让测头缓缓下放,当测头接触到水面时,接收仪会发出连续的蜂鸣声,记录此时钢尺电缆在管口的深度尺寸,即为地下水位离管口的距离。测完后,关闭电源,盘好电缆,进行下一观测点测量。
锚索拉力的监测
在锚头处安装计,并按设计拉力张拉锁定后,定期对测力计读取读数。采集数据时采用频率计连续三次读取测力计的输出频率,现场记录后,在计算机上通过数据处理软件进行应力计算和图表绘制,因为影响岩体、土体变形的环境因素较多,其中包括降雨、开挖、回填、爆破、交通、附近施工行为。季节变化等等,而这些扰动因素的变化,都将对被加固体的结构产生影响。所以,测量时须记录现场降雨,气温等状况。
数据整理、分析要求
资料的收集、整理是分析反馈的基础, 监测或测试完毕后应当天及时整理。在整理过程中,可对数据作必要的数据处理和简单计算分析,但不得对原始数据和数据库作任何修改。收集包括地质勘察、原位测试和施工质量检测成果在内的所有监测原始数据和资料。
资料整理的主要工作内容包括
●监测和检测有关资料的搜集,如各种仪器设备的标定;
●原始观测资料的检验和误差分析;
●检测和监测有关物理指标的计算;
●将相关计算成果用图表的形式表示;
●监测和检测数据的光滑处理;
初步分析和异常值的判别、剔除,对原始数据进行可靠性检验和误差分析,再据项目要求,计算有关指标。最终出总结报告,分析边坡的最终变形量、稳定状态,并根据各项监测及检测项目成果,针对边坡岩土的各项指标,比较其施工前后的变化,综合评价边坡的加固效果,并对工后监测提出建议。
结束语
本文主要介绍了云罗高速公路第一合同段中有关边坡监测的相关内容,根据以上方法可以很好的监控路堑边坡施工开挖过程的变形——位移状态,为施工决策提供依据;根据边坡监测成果,分析并评估边坡的安全(稳定)性,为动态调整设计提供参考数据:为竣工验收提供监测科学数据,为边坡工程结构运营养护储备技术档案资料。

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