公路高边坡稳定性的长期监测

张 力， 瞿 竹，姬同旭

(1.贵州三独高速公路建设有限公司， 贵州独山 558200； 2. 贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司， 贵州贵阳 520115)

[通信作者]瞿竹(1981～)，男,高级工程师，主要从事工程施工管理方向研究。

边坡监测一直是现代岩土工程领域所需解决的关键问题之一[1-2]。高边坡监测的主要目的是实时有效的掌握和了解边坡的变形情况，继而对边坡稳定性和滑坡灾害是否发生及发生的可能性大小作出正确的分析与评价[3-4]，并为治理滑坡灾害所需采取的措施提供可靠的参考资料和科学依据[5-6]。本文以杭瑞高速公路高边坡的长期监测为例进行研究，通过对监测数据进行整理，分析了边坡变形原因，判断了边坡的稳定性，并给出治理建议，为相关工程提供借鉴。

1 工程概况

杭瑞高速公路毕节至都格(黔滇界)段ZK141+080～ZK141+380左侧挖方边坡，边坡长为300 m，路基左侧边距坡顶平面距离为222 m，路基面与坡顶高差127.4 m，为九级边坡。边坡路段区内地层为上覆第四系残坡积层含碎石粉质黏土及碎石土，下伏基岩为二叠系龙潭组，砂岩、泥岩、夹层煤；二叠系飞仙关组(T1f)粉砂质泥岩、间夹一层灰岩。

该段边坡支护形式为：一级坡坡脚为锚索抗滑桩+挡板，坡面为格构锚索+钢管桩；二、三、四、五级坡为格构锚索，其中三、四级加挂网喷浆；四级平台上为抗滑桩支挡；六、七、八、九级坡为挂网支护；各级边坡均采用1∶1～1∶1.25的坡率削方。

典型地质和支护设计剖面如图1所示，工后全景如图2所示。

图1 典型剖面

图2 工后全景

2 监测方案

2.1 监测内容和方法

通过监测及时掌握滑坡变形破坏的特征信息，分析其动态变化规律，进而正确评价其稳定性，预测预报滑坡灾害发生的空间、时间及规模，保障公路运营安全。主要监测内容包括深部位移、地表三个方向位移和地表巡视。采用设备主要设备检测频次见表1，在雨季及变形较大时，监测频次根据现场情况进行加密。

2.2 测点布置

根据边坡支护设计情况结合现场踏勘，布置3个深层位移监测断面共计7个孔进行监测，布置地表位移监测点27个(图3)。

表1 监测内容、设备和频率

3 监测结果

本次监测从2016年2月至2018年3月共计25个月，共开展单点深层位移监测1173次、地表位移单点监测6 184次、地表巡视451次。

3.1 地表巡视

地表巡视主要通过现场踏勘观测边坡滑动趋势、裂纹发展趋势、地表水汇集以及支护结构的表观安全情况，进行安全隐患排查。

图4为K141+080～180段边坡照片，该段以坡面排水为主，没有截排水系统。降雨时，抗滑桩支护梁段雨水直接入渗坡体内部，挡土墙段部分雨水渗入坡面，部分越过墙顶流入路基排水沟。该段边坡为表层坍塌裂缝，监测期间未见整体滑移裂缝。裂缝分布见图5。

图4 K141+080～180段边坡

图5 K141+080～180段边坡坍塌裂缝

图6为K141+180～K141+380段边坡典型照片，该段边坡一级坡面为坡面排水+桩间泄水孔排水，二级坡面为坡面排水，三～八级边坡为坡面排水+截水沟排水，后缘自然斜坡为坡面排水+截水沟排水，见图7～图8。一、二级坡面的雨水由于没有截排水系统，直接冲刷坡面。后缘自然斜坡面积大且裂缝发育(图9)，大部分降雨直接入渗到坡体内部，由于流经范围为整个坡体使得下滑力受降雨影响明显，所以入渗坡体的雨水对该段边坡稳定性影响较大。

图7 K141+180～K141+380段边坡支护桩顶平台

图8 K141+180～K141+380段边坡截水沟

图9 K141+180～K141+380段边坡后缘裂缝

3.2 地表位移监测

监测的边坡在2015年12月完成施工，2015年10月～2015年12月为该边坡的施工阶段，在此期间监测点位移较大，坡体处于滑动状态。图10为ZK141+180～ZK141+380段一级平台抗滑桩监测点累计位移曲线，可以看到最大累计位移为1.3 m。

图10 ZK141+180～ZK141+380段一级平台抗滑桩 监测点累计位移(2015年10月～2015年12月)

2016年1月～2016年5月为工后监测期，坡体位移量减缓，ZK141+180～ZK141+380段第一排抗滑桩桩顶监测点，累计相对位移变化最大为5.7 cm，其余测点位移量小。见图11。

图11 ZK141+180～ZK141+380段一级平台抗滑桩 监测点累计位移(2016年1月～2016年5月)

2016年5月以后所有监测点位移均在-4～4cm之间变化，边坡表现为蠕动变形，详细位移情况见图12和图13。

图12 ZK141+180～ZK141+380段一级平台抗滑桩 监测点累计位移(2016年6月～2016年8月)

图13 ZK141+180～ZK141+380段一级平台抗滑桩 监测点累计位移(2016年8月～2018年3月)

3.3 深部位移监测

布设深部位移孔共7个，从监测数据来看，工后未见该边坡整体滑移迹象，但存在边坡表层土体滑动变形，局部最大并行达到168 mm。图14～图17为典型的深部位移曲线。

图14 BJCK1 合成方向累计相对位移

图15 BJCK3 合成方向累计相对位移

图16 BJCK6 合成方向累计相对位移

可以看出BJCK3号孔在距孔口0～10 m范围内存在蠕动明显，最大蠕动位移为43 mm。BJCK6号孔在距孔口0～21 m范围土体不稳定，蠕动量较大(最大为98 mm)。BJCK7号孔在距孔口0～6 m范围位移量较大，孔口处为变形达168 mm，经现场踏勘，该处无截排水系统，雨水直接渗入坡体，边坡表层松散岩土体滑动导致变形较大。

4 结论

本文通过对杭瑞高速公路毕节至都格段高边坡进行长期监测，分析了边坡地表及深部的变形特征信息，对边坡的变

图17 BJCK7 合成方向累计相对位移

形规律进行研究，得到以下结论：

(1)通过深部位移监测、地表位移监测和地表巡视可以掌握边坡变形的特征信息。地表位移最大在第一排抗滑桩顶部，约为5～7 cm，其它监测点位移均在0～5 cm之间。

(2)深部位移BJCK1、BJCK3、BJCK7号孔存在位移突变。BJCK6号孔在距孔口0～21 m范围土体不稳定，蠕动量较大(最大为98 mm)；BJCK7号孔在距孔口0～6 m范围位移量较大，孔口处为168 mm，因为边坡表层松散岩土体滑动所致。

(3)从裂缝发展情况来看，监测期间横向裂缝未见继续发展，纵向裂缝有增大迹象。

综上，支护施工后监测期间未见该边坡整体滑移迹象，但由于坡面排水系统不完善、排水沟破裂等导致边坡表层松散岩土体在雨水冲刷下导致格构脱空、表层溜滑、支挡结构变形破坏等现象。建议及时修补完善坡面的截排水系统，治理一、二级坡面溜滑土体、BJCK7号孔处松散堆积体，封闭坡面裂缝，加强巡查。