沪蓉西高速公路高填石路堤沉降监测分析

吴泽军，孔文斌

(1.广州铁路(集团)公司石长复线指挥部，湖南长沙 410007;2.广州铁路(集团)公司建设管理处，广东广州 510088)

1 工程概况

湖北沪蓉西高速公路是国家“7918”高速公路规划网和湖北省高速公路规划“五纵三横一环”的重要组成部分。高填石路堤位于沪蓉西高速公路朱家岩特长隧道与夹活岩特长隧道之间，处于构造溶蚀～浸蚀中低山地区，岩溶地貌发育。地表坡度在30°～75°之间，属于典型的山岭区，见图1。其中坡长约130 m，宽度为64.4 m，最大边坡填筑高度约72 m，最大中心高度约52 m，填方数量约37万m3，是居亚洲第一、世界第二的高填方路基［1］。为了充分利用隧道开挖产生的石质弃渣的优良性能，并减少弃渣对沿线生态环境的破坏和诱发地质灾害安全隐患，最终决定采用两座隧道的弃渣填筑路堤。

2 高填石路堤沉降监测方法

选取路堤填筑高度大、断面宽、地面坡度变化复杂的典型断面ZK51+725作为监测断面。施工期间，沿路堤ZK51+725断面竖直方向选取两个部位，埋设套有沉降磁环的沉降管，具体如图2所示。各个磁环以6 m间距呈竖直向由下至上逐一布置，编号顺序由下至上依次为Ⅰ1～Ⅰ4和Ⅱ1～Ⅱ9。根据填筑情况，各磁环的高度需调整适当，其初始高程分别为514.202，520.256，526.382，532.519，525.663，531.901，538.763，544.964，551.196，557.210，563.218，569.223 和575.269 m。

图1 高填石路堤地形、地貌

施工填筑时应防止沉降管的人为损害，同时应尽量保证磁环的平整、平稳。具体做法为，在沉降管周围先用粒径较细的填料覆盖包裹，然后对周围填料进行人工夯实。这样可以准确地反映周围土体的实际变形情况，使得沉降管的观测数据更为准确。路堤竣工后，在路堤表面埋设附有混凝土标志的监测点(测点为图2中标示的测点1)，用以监测路堤表面的沉降变形情况。

在路堤正常运营期间，为了研究路堤长期变形规律，在ZK51+725路肩外和边坡中部布置深层水平位移观测孔(编号CXLJ，CXBP共计2个)。在路基顶面布置沉降观测点(编号 CJ1，CJ2，CJ3，CJ4，CJ5，CJ6，CJ7，CJ8，CJ9)和边坡中部平台布置沉降观测点(CJ10，CJ11，CJ12)共计12个。在路肩外侧布置裂缝观测点(编号LF1，LF2，LF3)，在边坡中部布置裂缝观测点(编号LF4，LF5，LF6)和路基边坡底部的挡墙顶部布置裂缝观测点(编号LF7，LF8，LF9)，在路基内侧排水沟挡墙顶部布置裂缝观测点(编号LF10，LF11，LF12)共计12个。在朱家岩隧道出口和边坡中部附近基岩上布置水准点(BM1，BM3)2个。运营期间监测设施布置示意如图3。

3 沉降监测成果分析

监测结果详见图4～图8。

图2 沉降管布置示意(单位:mm;高程单位:m)

沉降监测点CJ2～CJ9由于路堤表面应急处理中心建设施工丢失，沉降观测无法进行，表中计算值没有考虑本月变化值。同时考虑整个沉降值较小，最大值没有超过2 mm，故不再埋设新(或恢复)沉降监测标志。测点沉降曲线见图8。

1)由图4可以看出，沉降速率在初期增加缓慢，而后速率逐渐加快，最后趋于稳定。图4沉降管中的Ⅱ1是接近地基的测点，沉降量10 mm左右，说明沉降来源于路堤本身的压缩变形而地基没有变形，地基具有足够的强度和稳定性。因此，在良好的地基上填筑路堤时，路堤的沉降变形可以只需考虑路堤自身施工期的瞬时沉降和工后蠕变沉降。

2)由图5、图8可以看出，工后路堤经过长达两年的监测，路面沉降速率趋于稳定，沉降主要为蠕变沉降，其沉降曲线符合衰减蠕变曲线。

3)由图6、图7可以看出，路堤在横断面方向发生不均匀沉降，沉降随深度增加逐渐减少，呈S形曲线，其中孔顶累计位移为最大值，每月累计位移增加不明显，且每月累计位移监测曲线整体变化趋势相同。路堤不存在明显的变形，路基整体变形基本上趋于稳定。

4)沉降出现轻微波动，后期沉降波动趋势变缓，表明路基没有显著沉降发生，沉降基本趋于稳定趋势，表明路堤施工质量良好。其中个别点位监测值的波动可能由测量误差和外界对监测点的影响造成。

5)由LF1～LF12共12监测点所测裂缝宽度变化值均为0。可以看出，裂缝宽度监测无变化，裂缝没有明显发展。其中LF3、LF4点原有裂缝宽度不为零，其余监测点初始裂缝宽度皆为零。

图3 运营期监测设施布置

图4 沉降管Ⅱ1，Ⅱ3，Ⅱ5，Ⅱ7测点沉降—时间曲线

图5 沉降管地面监测点1沉降—时间曲线

图6 CXLJ累计水平位移趋势

4 结语

本文针对典型断面ZK51+725进行了施工期间的沉降观测及工后长期稳定性监测，分析了高填石路堤的沉降变形影响因素和沉降变形规律。通过分析得知，现场沉降监测为路堤沉降变形的变化分析研究提供了详实可靠的原始数据依据，使得高填石路堤沉降分析更为确切，同时印证了前期路堤设计断面尺寸合理，填筑方案切实可行。

图7 CXBP累计水平位移趋势

图8 沉降测点曲线

［1］冯夏庭．智能岩石力学导论［M］．北京:科学出版社，2000．

［2］方焘，刁心宏．填方路堤沉降计算方法探讨［J］．铁道建筑，2009(6):77-79．

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［4］张镇．高速公路填挖结合部处治技术研究［D］．西安:长安大学，2006．

［5］刘松玉．高等公路地基处理［M］．南京:东南大学出版社，2001．

［6］薛晓辉，周乔勇，梁伟．滑动式沉降仪观测路堤沉降试验研究［J］．铁道建筑，2007(11):52-53．