淺談高邊坡監(jiān)控

淺談高邊坡監(jiān)控1高邊坡邊坡監(jiān)控的目的與意義近些年來由于高速公路邊坡滑坡災(zāi)害引發(fā)的事故頻繁發(fā)生，公路滑坡災(zāi)害造成的后果是不容小覷的，輕則阻斷交通，重則造成重大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。2004年甬臺(tái)溫高速“12.11〞大滑坡，中斷交通一個(gè)多月，經(jīng)濟(jì)損失達(dá)3000多萬元；2005年5月，杭金衢高速公路義烏段發(fā)生滑坡，造成杭金衢高速公路單側(cè)封閉一個(gè)多月，經(jīng)濟(jì)損失及社會(huì)影響嚴(yán)重；2005年10月底，甬金高速公路段發(fā)生了量達(dá)10余萬方的大滑坡；2007年47省道也發(fā)生了較為嚴(yán)重的邊坡失穩(wěn)災(zāi)害，給人民生命財(cái)產(chǎn)平安和當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)帶來巨大損失。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截止2005年底，全省共查明滑坡及隱患4272處，其中突發(fā)性滑坡災(zāi)害3807處，全損失約為200億元，因此對(duì)高速公路高邊坡進(jìn)展監(jiān)控已經(jīng)到了刻不容緩的時(shí)刻。為到達(dá)平安施工與行車的目的，對(duì)高危邊坡，在施工期間應(yīng)建立邊坡監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。監(jiān)測(cè)信息用于指導(dǎo)施工，同時(shí)可將監(jiān)測(cè)成果作為動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的依據(jù)。高邊坡采用“分級(jí)開挖，逐級(jí)支護(hù)〞的原理進(jìn)展施工，因高邊坡開挖坡面大，構(gòu)造受力復(fù)雜，對(duì)構(gòu)造設(shè)計(jì)和施工都提出了很高的要求?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)是監(jiān)視邊坡圍巖穩(wěn)定，判斷邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)是否合理，施工方法是否正確的一種手段；也是保證高邊坡防護(hù)平安施工、提高經(jīng)濟(jì)效益的重要條件；同時(shí)為施工中可能有的工程變更提供科學(xué)依據(jù)。所以在施工過程中必須進(jìn)展現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)，以便及時(shí)掌握邊坡在施工過程中的動(dòng)態(tài)和防護(hù)構(gòu)造的穩(wěn)定狀態(tài)，提供有關(guān)高邊坡施工的全面、系統(tǒng)信息資料，以便及時(shí)調(diào)整防護(hù)參數(shù)，通過對(duì)量測(cè)數(shù)據(jù)的分析和判斷，對(duì)邊坡防護(hù)體系的穩(wěn)定狀態(tài)進(jìn)展監(jiān)控和預(yù)測(cè)，并據(jù)此制定相應(yīng)的施工措施，以確保邊坡巖體的穩(wěn)定以及防護(hù)構(gòu)造的平安。高邊坡監(jiān)控量測(cè)的目的如下：1、通過施工和環(huán)境監(jiān)測(cè)進(jìn)展信息反應(yīng)及預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，優(yōu)化施工組織設(shè)計(jì)，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工，確保高邊坡施工的平安、質(zhì)量及工程工程的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益。2、掌握邊坡圍巖動(dòng)態(tài)和防護(hù)構(gòu)造的工作狀態(tài)，利用量測(cè)結(jié)果指導(dǎo)施工，增加施工的平安可靠性。3、及時(shí)預(yù)測(cè)和反應(yīng)，預(yù)見事故和險(xiǎn)情，以便及時(shí)采取措施，防患于未然，保證指導(dǎo)施工順利進(jìn)展；4、驗(yàn)證防護(hù)構(gòu)造型式、防護(hù)參數(shù)的合理性，評(píng)價(jià)防護(hù)構(gòu)造、施工方法的合理性及其平安性，確定合理的防護(hù)時(shí)間；5、為修改優(yōu)化設(shè)計(jì)提拱數(shù)據(jù)，為調(diào)整施工方法提供依據(jù)；6、積累量測(cè)數(shù)據(jù)，總結(jié)經(jīng)歷，為未施工的邊坡的設(shè)計(jì)和施工提供工程類比的依據(jù)。為節(jié)省工程投資，提高公路高邊坡的設(shè)計(jì)和施工水平提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)保證。2國(guó)外研究現(xiàn)狀目前，邊坡工程監(jiān)測(cè)技術(shù)方面，我國(guó)正由過去的人工皮尺簡(jiǎn)易工具的監(jiān)測(cè)手段過渡到儀器監(jiān)測(cè)，正在向自動(dòng)化、高精度及遠(yuǎn)程系統(tǒng)開展。早期，由于監(jiān)測(cè)儀器和水平的限制，對(duì)邊坡的監(jiān)測(cè)一般采用宏觀地質(zhì)經(jīng)歷觀測(cè)方法，即開場(chǎng)主要是根據(jù)人工觀測(cè)地表的變化特征，地下水的異變，周圍動(dòng)植物的異常等來確定邊坡的狀況。逐漸地從定性向定量方面開展，開場(chǎng)出現(xiàn)了簡(jiǎn)易觀測(cè)法，即在關(guān)鍵裂縫處通過做標(biāo)記、樹標(biāo)桿等方法來量取裂縫長(zhǎng)度、寬度、深度的變化以及延伸方向。隨著觀測(cè)方法的進(jìn)步，逐漸出現(xiàn)了測(cè)量法，這種方法的開展主要是伴隨著高精度的光學(xué)及光電儀器的出現(xiàn)而逐漸成熟的。同時(shí)由于監(jiān)測(cè)儀器的快速開展，GPS測(cè)量以及近景攝影測(cè)量也迅速應(yīng)用到邊坡監(jiān)測(cè)中來。近代，伴隨著電子技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的開展，聲發(fā)射方法，時(shí)域反射法，光時(shí)域反射法等也正被應(yīng)用于邊坡之中。同時(shí)，由于網(wǎng)絡(luò)的快速開展，邊坡的現(xiàn)代監(jiān)測(cè)方法應(yīng)該是向著遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控方向開展。2.1高邊坡穩(wěn)定性分析與評(píng)判近幾年，邊坡穩(wěn)定性分析主要圍繞對(duì)傳統(tǒng)方法不斷完善和新分析方法的提出兩個(gè)方面展開，其中極限平衡法在計(jì)算模型、滑動(dòng)面確定、邊坡類型等方面得了進(jìn)一步完善，在數(shù)值分析中，有限元法從平面有限元到三維有限元，從彈性有限元到彈塑性有限元。另外，隨著隨機(jī)分析方法、模糊分析方法以及計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)在邊坡中的應(yīng)用，極大豐富了邊坡穩(wěn)定分析方法。1955年提出的邊坡穩(wěn)定分析方法的圓弧法，至今已得到一定程度的應(yīng)用，是極限平衡法的典型代表。2002年光樂等為評(píng)價(jià)公路邊坡穩(wěn)定性，在介紹RMR法和其他人修正的根底上，從宏觀的角度，對(duì)其邊坡高度、地應(yīng)力等方面的影響因素進(jìn)展了局部修正，提出了較為合理的修正RMR法。2004年王哲等將CSMR分級(jí)體系在SMR的根底之上針對(duì)水電邊坡工程引入了坡高修正系數(shù)，但在公路邊坡分級(jí)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，該坡高修正系數(shù)仍有待于改良，通過對(duì)百余個(gè)邊坡樣本統(tǒng)計(jì)分析，得出兩種不同巖層、坡面產(chǎn)狀組合形式下坡高修正系數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式。2005年周亦唐等以省水普高速公路邊坡穩(wěn)定性分析和處理方法為對(duì)象，提出有針對(duì)性的邊坡穩(wěn)定性及應(yīng)用加固巖上工程分析軟件，考慮地震作用下山區(qū)高速公路高邊坡的穩(wěn)定性。2007年柳厚祥等基于變分法的根本原理與邊坡穩(wěn)定性變分分析的根本方法，推導(dǎo)和建立了邊坡穩(wěn)定二維變分分析的計(jì)算公式，結(jié)合公路邊坡工程穩(wěn)定性分析的實(shí)踐，研究變分法在公路邊坡穩(wěn)定性分析中的應(yīng)用。2008年ZhongGui等針一對(duì)*高邊坡采用數(shù)值建模分析的方法，進(jìn)展了邊坡穩(wěn)定性分析。2009年余巍偉等采用極限平衡法和FLAC3D數(shù)值復(fù)合分析方法對(duì)一段公路邊坡穩(wěn)定性進(jìn)展分析，提出了相應(yīng)的處治措施。2007年雷等REFq9\h\n結(jié)合溪洛渡水電站專用線典型邊坡工程，探討和構(gòu)建了復(fù)雜巖堆體的三維計(jì)算模型，運(yùn)用三維快速拉格朗日差分法軟件FLAC對(duì)復(fù)雜巖堆體邊坡進(jìn)展了三維數(shù)值模擬計(jì)算，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果系統(tǒng)比擬分析了抗滑樁、錨桿、降雨等對(duì)該段公路邊坡穩(wěn)定性的影響。2010年KojiUenishi采用數(shù)值分析的方法來分析在地震荷載作用下高邊坡的動(dòng)態(tài)失穩(wěn)破壞機(jī)理。2010年振福利用大型有限元軟件對(duì)水富-麻柳灣高速公路邊坡工程進(jìn)展穩(wěn)定性分析，計(jì)算出邊坡部各點(diǎn)的應(yīng)力、位移和塑性區(qū)，運(yùn)用強(qiáng)度折減法計(jì)算出邊坡穩(wěn)定平安系數(shù)，并結(jié)合實(shí)例通過與傳統(tǒng)的極限平衡法作比擬，說明了方法的可行性。2.2高邊坡平安監(jiān)測(cè)高邊坡的失穩(wěn)破壞，都有一個(gè)從漸變到突變的開展過程，很少在破壞前顯示出即將破壞的各種征兆，如變形量超過控制指標(biāo)、變形加劇、坡體裂縫增大等，而這些征兆，一般單憑人的直覺是難以發(fā)現(xiàn)的。如果能安裝必要的精細(xì)儀器對(duì)坡體的變形進(jìn)展監(jiān)測(cè)，則可能在出現(xiàn)變形破壞的征兆時(shí)捕捉到坡體穩(wěn)定性的異常信息并對(duì)這些信息進(jìn)展分析研究，在坡體最終破壞前對(duì)其進(jìn)展處理，或及時(shí)預(yù)報(bào)滑坡險(xiǎn)情，防止人員和設(shè)備的損失，這就是邊坡工程平安監(jiān)測(cè)的根本原理。2.3邊坡監(jiān)測(cè)中存在的問題邊坡工程造價(jià)較低，容易無視監(jiān)測(cè)工程設(shè)計(jì)與施工，監(jiān)測(cè)及信息、反應(yīng)工作較為繁瑣，實(shí)際開展過程中管理環(huán)節(jié)容易出現(xiàn)漏洞等。目前邊坡監(jiān)測(cè)工作存在以下缺乏或缺點(diǎn)：〔1〕監(jiān)測(cè)工作量大，監(jiān)測(cè)人員工作環(huán)境較為危險(xiǎn)；特別是在惡劣天氣期間無法進(jìn)展觀測(cè)?！?〕監(jiān)測(cè)頻次相對(duì)較低，無法實(shí)現(xiàn)對(duì)邊坡穩(wěn)定狀態(tài)的不連續(xù)觀測(cè)。〔3〕觀測(cè)工作對(duì)邊坡施工有一定干擾，不便進(jìn)展邊坡施工期觀測(cè)?！?〕長(zhǎng)期觀測(cè)時(shí)，觀測(cè)費(fèi)用較高。大量的山區(qū)邊坡工程，潛在危險(xiǎn)因素多，需要進(jìn)展必要監(jiān)測(cè)，但因人工監(jiān)測(cè)條件限制而無法大量開展。因此針對(duì)邊坡動(dòng)態(tài)施工平安管理的實(shí)際需要，研究一種簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)、可靠的邊坡監(jiān)測(cè)方法是非常必要的。3高邊坡監(jiān)測(cè)的根本理論和方法3.1邊坡監(jiān)測(cè)的類別與方法目前，邊坡工程監(jiān)測(cè)技術(shù)方面，我國(guó)正由過去的人工皮尺簡(jiǎn)易工具的監(jiān)測(cè)手段過渡到儀器監(jiān)測(cè)，又正在向自動(dòng)化、高精度及遠(yuǎn)程系統(tǒng)開展。通過邊坡工程監(jiān)測(cè)，主要對(duì)邊坡的變形機(jī)理、地質(zhì)災(zāi)害防治和治理效果的反應(yīng)以及對(duì)工程的影響獲取信息。通過監(jiān)測(cè)信息的分析得到坡體變形破壞的各種特征信息，分析其動(dòng)態(tài)變化的規(guī)律，進(jìn)而預(yù)測(cè)邊坡工程可能發(fā)生的破壞，為防災(zāi)減災(zāi)提供依據(jù)。對(duì)邊坡進(jìn)展監(jiān)測(cè)，主要包括以下方面容：危巖；位移、傾斜；應(yīng)力應(yīng)變、地聲變化；地震、爆破震動(dòng)；降雨量、氣溫、地表〔下〕水〔水位、水質(zhì)、水溫、泉流量、孔隙水壓力〕等監(jiān)測(cè)。目前，在邊坡工程中監(jiān)測(cè)的方法主要采用了簡(jiǎn)易觀測(cè)法、設(shè)站觀測(cè)法、儀表觀測(cè)法、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)法和聲發(fā)射法等5種類型的監(jiān)測(cè)方法。3.2.1簡(jiǎn)易觀測(cè)法簡(jiǎn)易觀測(cè)法是通過人工觀測(cè)邊坡工程中地表裂縫、地面鼓脹、沉降、坍塌、建筑物變形特征〔發(fā)生和開展的位置、規(guī)模、形態(tài)、時(shí)間等〕及地下水位變化、地溫變化等現(xiàn)象，也可在邊坡體關(guān)鍵裂縫處埋設(shè)騎縫式簡(jiǎn)易觀測(cè)樁；在建〔構(gòu)〕筑物〔如房屋、擋土墻、漿砌塊石溝等〕裂縫上設(shè)置簡(jiǎn)易玻璃條、水泥砂漿片、貼紙片；在巖石、陡壁面裂縫處用紅油漆劃線作觀測(cè)標(biāo)記；在陡坎〔壁〕軟弱夾層出露處設(shè)置簡(jiǎn)易觀測(cè)標(biāo)樁等，定期用各種長(zhǎng)度量具測(cè)量裂縫長(zhǎng)度、寬度、深度變化及裂縫形態(tài)、開裂延伸的方向。簡(jiǎn)易觀測(cè)法對(duì)于發(fā)生病害的邊坡進(jìn)展觀測(cè)較為適合，對(duì)滑塌和滑坡的宏觀變形跡象和與其有關(guān)的各種異常現(xiàn)象進(jìn)展定期的觀測(cè)、記錄，從宏觀上掌握崩塌、滑坡的變形動(dòng)態(tài)和開展趨勢(shì)。該法也可以結(jié)合儀器監(jiān)測(cè)資料綜合分析，初步判定崩滑體所處的變形階段及中短期滑動(dòng)趨勢(shì)。即使是采用先進(jìn)的儀表觀測(cè)方法監(jiān)測(cè)邊坡體的變形，該方法仍然是不可缺少的觀測(cè)方法。3.2.2設(shè)站觀測(cè)法設(shè)站觀測(cè)法是指在充分了解了工程場(chǎng)區(qū)的工程地質(zhì)背景的根底上，在邊坡體上設(shè)立變形觀測(cè)點(diǎn)〔成線狀、格網(wǎng)狀等〕，在變形區(qū)影響圍之外穩(wěn)定地點(diǎn)設(shè)置固定觀測(cè)站，用測(cè)量?jī)x器〔經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、測(cè)距儀、攝影儀及全站型電子速測(cè)儀、GPS接收機(jī)等〕定期監(jiān)測(cè)變形區(qū)網(wǎng)點(diǎn)的三維〔*、Y、Z〕位移變化的一種行之有效的監(jiān)測(cè)方法。此法主要指測(cè)量、近景攝影測(cè)量及GPS測(cè)量與全站式電子速測(cè)儀設(shè)站觀測(cè)邊坡地表三維位移的方法。〔1〕測(cè)量法常用的測(cè)量法主要有兩方向〔或三方向〕前方交會(huì)法、雙邊距離交會(huì)法、視準(zhǔn)線法、小角法、測(cè)距法、幾何水準(zhǔn)測(cè)量法以及精細(xì)三角高程測(cè)量法等。測(cè)量法有如下突出優(yōu)點(diǎn)：①能確定邊坡地表變形圍；②量程不受限制；③能觀測(cè)到邊坡體的絕對(duì)位移量；④在滑坡發(fā)生劇滑時(shí)，監(jiān)測(cè)儀器設(shè)施不會(huì)因滑坡加速運(yùn)動(dòng)而損壞，監(jiān)測(cè)人員不必到滑坡體上，因此能保證滑坡監(jiān)測(cè)的連續(xù)性?！?〕GPS〔全球定位系統(tǒng)〕測(cè)量法GPS測(cè)量法的根本原理是用GPS衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)航定位信號(hào)進(jìn)展空間前方交會(huì)測(cè)量，確定地面待測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)。將GPS測(cè)量法用于邊坡工程監(jiān)測(cè)有以下優(yōu)點(diǎn)：①觀測(cè)站之間無須通視，選點(diǎn)方便；②定位精度高；③觀測(cè)時(shí)間短；④觀測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)可以同時(shí)測(cè)定，對(duì)于運(yùn)動(dòng)的觀測(cè)點(diǎn)還能準(zhǔn)確測(cè)出它的速度；⑤操作簡(jiǎn)便；⑥全天候作業(yè)，一般不受氣候條件的影響。〔3〕近景攝影測(cè)量法該方法是把近景攝影儀安置在2個(gè)不同位置的固定測(cè)點(diǎn)上，同時(shí)對(duì)邊坡圍觀測(cè)點(diǎn)攝影構(gòu)成立體像對(duì)，利用立體坐標(biāo)儀量測(cè)像片上各觀測(cè)點(diǎn)三維坐標(biāo)的一種方法。其周期性重復(fù)攝影方便，外業(yè)省時(shí)省力，可以同時(shí)測(cè)定許多觀測(cè)點(diǎn)在*一瞬間的空間位置，并且所獲得的像片資料是邊坡地表變化的實(shí)況記錄，可隨時(shí)進(jìn)展比擬。目前，采用近景〔一般指100m以的攝影距離〕攝影方法進(jìn)展滑坡變形測(cè)量時(shí)，在觀測(cè)的絕對(duì)精度方面還不及*些傳統(tǒng)的測(cè)量方法，而對(duì)于滑坡監(jiān)測(cè)中，可以滿足崩滑體處于速變、劇變階段的監(jiān)測(cè)要求即適合危巖臨空陡壁裂縫變化〔如鏈子崖陡壁裂縫〕或滑坡地表位移量變化速率較大時(shí)的監(jiān)測(cè)。3.2.3儀表觀測(cè)法儀表觀測(cè)法是指用精細(xì)儀器儀表對(duì)變形斜坡進(jìn)展地表及深部的位移、傾斜〔沉降〕動(dòng)態(tài)，裂縫相對(duì)、閉、沉、錯(cuò)變化及地聲、應(yīng)力應(yīng)變等物理參數(shù)與環(huán)境影響因素進(jìn)展監(jiān)測(cè)。目前，監(jiān)測(cè)儀器的類型，一般可分為位移監(jiān)測(cè)、地下傾斜監(jiān)測(cè)、地下應(yīng)力測(cè)試和環(huán)境監(jiān)測(cè)四大類。按所采用的儀表可分為機(jī)械式儀表觀測(cè)法〔簡(jiǎn)稱機(jī)測(cè)法〕和電子儀表觀測(cè)法〔簡(jiǎn)稱電測(cè)法〕。其共性是監(jiān)測(cè)的容豐富、精度高、〔靈敏度高〕，測(cè)程可調(diào)，儀器便于攜帶；可以防止惡劣環(huán)境對(duì)測(cè)試儀表的損害，觀測(cè)成果直觀可靠度高，適用于斜坡變形的中、長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。電測(cè)法往往采用二次儀表觀測(cè)，將電子元件制作的傳感器〔探頭〕埋設(shè)于邊坡變形部位，通過電子儀表〔如頻率計(jì)之類〕測(cè)讀，將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成測(cè)讀數(shù)據(jù)的方法。該方法技術(shù)比擬先進(jìn)，原理和構(gòu)造比機(jī)測(cè)儀表復(fù)雜，監(jiān)測(cè)容比機(jī)測(cè)法豐富，儀表靈敏度高，也可進(jìn)展遙測(cè)，適用于邊坡變形的短期或中期監(jiān)測(cè)。從適用條件考慮，電子儀表對(duì)使用環(huán)境要求相對(duì)較高。電子儀表往往不適應(yīng)在潮濕、地下水浸濕、酸性及有害氣體的惡劣環(huán)境條件下工作。觀測(cè)的成果資料不及機(jī)測(cè)可靠度高，其主要原因：〔1〕傳感器長(zhǎng)期處于野外惡劣環(huán)境中工作，防潮和防銹問題不能完全解決；〔2〕測(cè)試儀表電子元件易老化，長(zhǎng)期穩(wěn)定性差，攜帶防震性差。因此，選用電測(cè)儀表時(shí)，一定要具有防風(fēng)、防雨、防腐蝕、防震、防雷電干擾等性能，并與監(jiān)測(cè)的環(huán)境相適應(yīng)，以保障儀器儀表的長(zhǎng)期穩(wěn)定性及監(jiān)測(cè)成果資料的可靠度。一般而言，精度高、測(cè)程短的儀表適用于變形量小的邊坡變形監(jiān)測(cè)；精度相對(duì)低，測(cè)程圍大，量測(cè)圍可調(diào)的儀表適用于邊坡變形處于加速變形或臨崩、臨滑狀態(tài)時(shí)的監(jiān)測(cè)。為增加邊坡工程研究的可靠性和直觀性，將機(jī)測(cè)和電測(cè)相結(jié)合使用，互相補(bǔ)充和校核，效果最正確。3.2.4遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)法伴隨著電子技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的開展，各種先進(jìn)的自動(dòng)遙控監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相繼問世，為邊坡工程，特別是邊坡崩塌和滑坡的自動(dòng)化連續(xù)遙測(cè)創(chuàng)造了有利條件。電子儀表觀測(cè)的容，根本上能實(shí)現(xiàn)連續(xù)觀測(cè)，自動(dòng)采集、存儲(chǔ)、打印和顯示觀測(cè)數(shù)據(jù)。遠(yuǎn)距離無線傳輸是該方法最根本的特點(diǎn)，由于其自動(dòng)化程度高，可全天候連續(xù)觀測(cè)，故省時(shí)、省力和平安，是當(dāng)前和今后一個(gè)時(shí)期滑坡監(jiān)測(cè)開展的方向。目前，從遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)的使用情況也反映出一些弱點(diǎn)：傳感器質(zhì)量仍不過關(guān)，儀器的組〔安〕裝工藝和長(zhǎng)期穩(wěn)定性較差，運(yùn)行中故障率高，很難適應(yīng)野外惡劣的監(jiān)測(cè)環(huán)境〔如風(fēng)、雨、地下水侵蝕、銹蝕、雷電干擾、瞬間高壓等〕，數(shù)據(jù)傳輸時(shí)有中斷，可靠度也難以使人置信，同樣在經(jīng)濟(jì)上也較為昂貴，至少在短期尚難以適用于邊坡工程的監(jiān)測(cè)。3.2.5聲發(fā)射方法巖石或巖體受力作用時(shí)會(huì)不斷地發(fā)生破壞，主要表現(xiàn)為裂紋的產(chǎn)生、擴(kuò)展及巖體斷裂。裂紋形成或擴(kuò)展時(shí)，造成應(yīng)力松弛，貯存的局部能量以應(yīng)力波的形式釋放出來，產(chǎn)生聲發(fā)射，據(jù)此可推斷巖石部的形態(tài)變化，反演巖石的破壞機(jī)制。對(duì)邊坡巖體進(jìn)展聲發(fā)射監(jiān)測(cè)，具有如下幾個(gè)特點(diǎn)：〔1〕具有直接、可靠、快捷的優(yōu)點(diǎn)；〔2〕采用連續(xù)監(jiān)測(cè)，勞動(dòng)強(qiáng)度低、人為因素少；〔3〕受氣候影響較小，監(jiān)測(cè)結(jié)果受干擾也小。3.2邊坡監(jiān)測(cè)容與方法一覽表邊坡監(jiān)測(cè)主要為采用儀器人工監(jiān)測(cè)，目前正在向自動(dòng)化、高精度及遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)開展，表1是常見邊坡監(jiān)測(cè)容與方法一覽表表1邊坡監(jiān)測(cè)容與方法一覽表監(jiān)測(cè)容主要監(jiān)測(cè)方法主要監(jiān)測(cè)儀器監(jiān)測(cè)方法的特點(diǎn)適用性評(píng)價(jià)外觀表征巡視檢查相機(jī)、望遠(yuǎn)鏡等方法簡(jiǎn)單易于掌握，但人力投入較大，平安性較低。該方法廣泛使用于不同施工階段邊坡監(jiān)測(cè)，并能立即發(fā)現(xiàn)邊坡可能存在的危險(xiǎn)源。但投入人力、財(cái)力較大，且易受大氣、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境影響。地表變形測(cè)量法〔三角交會(huì)法、幾何水準(zhǔn)法、小角法經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、測(cè)距儀、全站儀、電子經(jīng)緯儀等投入快、精度高、監(jiān)測(cè)圍大、直觀、平安、便于確定滑坡位移方向及變形速率。適用于不同變形階段的位移監(jiān)測(cè)；受地形通視和氣候條件影響不能連續(xù)觀測(cè)。近景攝影法攝影經(jīng)緯儀監(jiān)測(cè)信息量大、省人力、投入快、平安，但精度低。適用于變形速率較大的邊坡水平位移及危巖峭壁裂縫變化監(jiān)測(cè)；受氣候條件影響較大。GPS法GPS接收機(jī)精度高、投入快，易操作，可全天觀測(cè)，不受地形通視條件限制；目前本錢較高，開展前景可觀。適用于邊坡體不同變形階段地表三維位移監(jiān)測(cè)。測(cè)縫法〔人工測(cè)縫法、自動(dòng)測(cè)縫法〕鋼卷尺、游標(biāo)卡尺、裂縫量測(cè)儀、測(cè)縫計(jì)、位移計(jì)等人工、自動(dòng)測(cè)縫法投入快，精度高，量程可調(diào)，方法簡(jiǎn)單直觀、資料可靠。人工、自動(dòng)測(cè)縫法適應(yīng)于裂縫量測(cè)巖土體開、閉合、位移、升降變化的監(jiān)測(cè)。地下變形測(cè)斜法〔鉆孔測(cè)斜法、豎井〕鉆孔測(cè)斜儀、多點(diǎn)倒垂儀、傾斜計(jì)等精度高、效果好，可遠(yuǎn)距離測(cè)試，易保護(hù)，受外界因素干擾少，資料可靠；但測(cè)程有限，本錢較高，投入慢。主要適用于邊坡體變形初期，在鉆孔、豎井測(cè)定邊坡體不同深度的變形特征及滑帶位置。測(cè)縫法〔豎井〕多點(diǎn)位移計(jì)、井壁位移計(jì)、位移計(jì)精度較高、易保護(hù)、投入慢、本錢高；儀器、傳感器受地下水浸濕，易銹蝕。一般用于監(jiān)測(cè)豎井多層堆積物之間的相對(duì)位移，目前主要適應(yīng)于初期變形階段，即小變形、低速率、觀測(cè)時(shí)間相對(duì)短的監(jiān)測(cè)。重錘法重錘、極坐標(biāo)盤、坐標(biāo)儀、水平位移計(jì)精度高、易保護(hù)，測(cè)讀直觀、可靠；電測(cè)方便，測(cè)量?jī)x器便于攜帶；但安裝較為繁瑣，本錢投入大適用于上部危巖相對(duì)下部穩(wěn)定巖體的下沉變化及軟層或裂縫垂直向收斂變化的監(jiān)測(cè)。沉降法下沉儀、收斂?jī)x、靜力水準(zhǔn)儀、水管傾斜儀器適用于危巖裂縫的三向位移〔*、Y、Z二方向〕監(jiān)測(cè)和危巖界面裂縫沿軸向的位移監(jiān)測(cè)。地聲地音量測(cè)法地音探測(cè)儀可連續(xù)觀測(cè)，監(jiān)測(cè)信息豐富，靈敏度高，省人力；測(cè)定的巖石微破裂聲發(fā)射信號(hào)比位移信息超前3-7日適宜于巖質(zhì)邊坡變形的監(jiān)測(cè)及危巖加固跟蹤平安監(jiān)測(cè)，為預(yù)報(bào)巖石的破壞提供依據(jù)。應(yīng)變應(yīng)變測(cè)量法應(yīng)變計(jì)、點(diǎn)位移計(jì)、滑動(dòng)測(cè)微計(jì)精度高、易保護(hù)、測(cè)讀直觀、可靠，使用方便。主要適宜測(cè)定邊坡體不同深度的位移量和滑面〔帶〕位置。水文觀測(cè)地下水位水位自動(dòng)記錄儀精度高，可連續(xù)觀測(cè)，直觀、可靠適用于邊坡不同變形階段的監(jiān)測(cè)，其成果可作為邊坡穩(wěn)定性分析根底資料使用。觀測(cè)孔隙水壓孔隙水壓計(jì)、鉆孔滲壓計(jì)測(cè)泉流量二角堰等測(cè)河水位水位標(biāo)尺等環(huán)境因素測(cè)降雨量雨量計(jì)精度高，可連續(xù)觀測(cè)直觀，可靠適應(yīng)于邊坡不同變形階段的監(jiān)測(cè)，為邊坡穩(wěn)定性分析評(píng)價(jià)提供根底資料。測(cè)地溫溫度記錄儀地震監(jiān)測(cè)地震儀3.3邊坡監(jiān)測(cè)優(yōu)化設(shè)計(jì)理論與方法對(duì)于一個(gè)具體的邊坡、危巖或滑坡，如何針對(duì)其特征，如地形地貌、變形機(jī)理、地質(zhì)環(huán)境、工程背景等，選擇可行的監(jiān)測(cè)技術(shù)、方法，確定較為理想的監(jiān)測(cè)方案，合理布置測(cè)點(diǎn)，是監(jiān)測(cè)工作的核心。各個(gè)不同的監(jiān)測(cè)方案，需進(jìn)展方案的比擬，使監(jiān)測(cè)工作做到技術(shù)上保證，經(jīng)濟(jì)上可行，實(shí)施時(shí)平安，數(shù)據(jù)上可靠，并防止單方面追求高精度、自動(dòng)化、多參數(shù)，而脫離工程實(shí)際需要的監(jiān)測(cè)方案。3.3.1監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)的原則〔1〕深入了解工程地質(zhì)背景及工況，確定邊坡的主要滑動(dòng)或變形方向、可能的滑動(dòng)深度與圍；〔2〕按照光學(xué)、機(jī)械和電子先后順序選擇設(shè)備，以保證測(cè)試精度和成果的可靠度；〔3〕考慮經(jīng)濟(jì)情況；〔4〕不影響正常施工及使用；〔5〕能形成統(tǒng)一的結(jié)論和簡(jiǎn)捷的報(bào)表。3.3.2監(jiān)測(cè)方案優(yōu)化主要工作容針對(duì)不同類型和不同工況邊坡的監(jiān)測(cè)，為獲得最正確的監(jiān)測(cè)效果，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況具體選用相應(yīng)的監(jiān)測(cè)方法，并對(duì)各種監(jiān)測(cè)方法進(jìn)展優(yōu)化組合，以便相互補(bǔ)充、校核。優(yōu)化工作包含以下幾個(gè)方面：〔1〕在確定監(jiān)測(cè)方法方面，充分考慮地形、地質(zhì)條件及監(jiān)測(cè)環(huán)境，選擇相適應(yīng)的監(jiān)測(cè)方法?！?〕在監(jiān)測(cè)儀器使用方面，做到電子儀表和機(jī)械儀表相結(jié)合，儀表精度高、低相結(jié)合，不要片面追求高、精、尖、多、全。長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)的儀器一般應(yīng)符合3R原則，及符合精度〔resolution〕、可靠度〔reliability〕、結(jié)實(shí)可靠〔ruggedness〕三項(xiàng)要求，統(tǒng)籌安排。在滑動(dòng)面生成的不同時(shí)期、不同部位，變形監(jiān)測(cè)有不同的要求，監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)也就需要作必要的調(diào)整?！?〕在監(jiān)測(cè)容方面，應(yīng)根據(jù)工況與邊坡的空間形態(tài)，本著少而精的原則，選擇關(guān)鍵的監(jiān)測(cè)部位，合理布置監(jiān)測(cè)網(wǎng)點(diǎn)；突出重點(diǎn)，兼顧整體；力求表部和深部相結(jié)合，幾何量和有關(guān)物理參數(shù)監(jiān)測(cè)相結(jié)合。〔4〕在確定觀測(cè)精度方面，應(yīng)收集國(guó)外有關(guān)類型邊坡的監(jiān)測(cè)精度為借鑒，結(jié)合實(shí)地踏勘，對(duì)于邊坡變形機(jī)理、變形開展趨勢(shì)及監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備的精度指標(biāo)綜合分析，按照誤差理論來確定適當(dāng)?shù)谋O(jiān)測(cè)精度，通過一段時(shí)間的監(jiān)測(cè)實(shí)踐及觀測(cè)資料分析，預(yù)測(cè)變形狀態(tài)及開展趨勢(shì)后，再對(duì)觀測(cè)的方法、部位及精度等作適當(dāng)調(diào)整及完善?！?〕在確定觀測(cè)周期方而，應(yīng)主要根據(jù)邊坡處于不同變形開展?fàn)顟B(tài)和不同監(jiān)測(cè)手段的性質(zhì)確定或靈活調(diào)整。4高邊坡監(jiān)控級(jí)別及監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)4.1邊坡監(jiān)控等級(jí)的劃分一般地，邊坡的平安監(jiān)控等級(jí)可根據(jù)邊坡的平安等級(jí)、工程類比經(jīng)歷、地質(zhì)條件、環(huán)境因素、穩(wěn)定性和治理方式等情況綜合確定。因其影響因素眾多，目前尚難以把邊坡的平安監(jiān)控等級(jí)與邊坡穩(wěn)定的平安等級(jí)進(jìn)展一一對(duì)應(yīng)，根據(jù)邊坡穩(wěn)定平安等級(jí)的差異，僅能在監(jiān)測(cè)斷面、監(jiān)測(cè)工程、監(jiān)測(cè)儀器選型、監(jiān)測(cè)頻次和資料反應(yīng)實(shí)時(shí)程度等方面有所表達(dá)。根據(jù)上述因素，參照類似監(jiān)測(cè)規(guī)程規(guī)，可將邊坡工程的平安監(jiān)控等級(jí)劃分為如下五級(jí)，各監(jiān)測(cè)工程、監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)可與監(jiān)控等級(jí)一一對(duì)應(yīng)。一級(jí)監(jiān)控等級(jí)的性質(zhì)為紅色戒備狀態(tài)，對(duì)應(yīng)于邊坡已出現(xiàn)了整體失穩(wěn)的各種跡象，應(yīng)立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，著手實(shí)施工程緊急搶險(xiǎn)措施或?qū)θ藛T設(shè)備進(jìn)展撤離。二級(jí)監(jiān)控等級(jí)的性質(zhì)為橙色預(yù)警狀態(tài)，對(duì)應(yīng)于邊坡已出現(xiàn)了潛在及局部失穩(wěn)的一些跡象，應(yīng)著手準(zhǔn)備啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案。除正常工程治理措施外還應(yīng)制定工程搶險(xiǎn)措施。三級(jí)監(jiān)控等級(jí)的性質(zhì)為黃色常規(guī)狀態(tài)，對(duì)應(yīng)于邊坡處于正常工作狀態(tài)，總體上按正常工程治理措施實(shí)施即可，處于運(yùn)行期則可正常運(yùn)行。四級(jí)監(jiān)控等級(jí)的性質(zhì)為藍(lán)色根本穩(wěn)定狀態(tài)，對(duì)于邊坡根本穩(wěn)定，尚未實(shí)施的工程措施可適當(dāng)滯后實(shí)施或局部簡(jiǎn)省，處于運(yùn)行期則可正常運(yùn)行。五級(jí)監(jiān)控等級(jí)的性質(zhì)為綠色穩(wěn)定狀態(tài)，對(duì)應(yīng)于邊坡已穩(wěn)定，尚未實(shí)施的工程措施可進(jìn)展簡(jiǎn)省，處于運(yùn)行期則可正常運(yùn)行。4.2邊坡監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)4.2.1邊坡監(jiān)控級(jí)別原則邊坡監(jiān)控級(jí)別的選擇可遵循如下原則：〔1〕在施工前期無監(jiān)測(cè)成果的情況下，主要考慮邊坡的規(guī)模和平安等級(jí)等因素來確定。邊坡開工初期，原則上可按二、二級(jí)監(jiān)控級(jí)別控制實(shí)施，其中一、二級(jí)邊坡有動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)要求的可取二級(jí)監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)，二級(jí)以下邊坡可取二級(jí)監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)“強(qiáng)開挖、弱支護(hù)〞邊坡可降低1級(jí)監(jiān)控，“弱開挖強(qiáng)支護(hù)〞邊坡宜提升1級(jí)進(jìn)展監(jiān)控?！?〕在施工初期已取得一定監(jiān)測(cè)成果的情況下，主要根據(jù)監(jiān)測(cè)成果和提醒的地質(zhì)條件綜合動(dòng)態(tài)判斷。對(duì)于有整體深層失穩(wěn)跡象的邊坡原則上可按一、二級(jí)監(jiān)控級(jí)別控制實(shí)施，其中永久和大型臨建邊坡可取一級(jí)監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于其它臨時(shí)邊坡可取二級(jí)監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)；對(duì)于局部失穩(wěn)邊坡可取二級(jí)監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)，其中除永久和大型臨建邊坡以外局部邊坡可降低1級(jí)監(jiān)控。假設(shè)有異常和特殊情況，則應(yīng)動(dòng)態(tài)提升監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)并采取相應(yīng)對(duì)策?！?〕在施工后期邊坡排水、支護(hù)等工程措施實(shí)施完成后，原則上可取二級(jí)監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)；在經(jīng)歷2~3個(gè)雨季考驗(yàn)無異常后，可進(jìn)入四級(jí)監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)；在經(jīng)歷3~5個(gè)雨季考驗(yàn)無異常后可進(jìn)入五級(jí)監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)正常進(jìn)展。假設(shè)有異常和特殊情況，則應(yīng)動(dòng)態(tài)提升監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)并采取相應(yīng)對(duì)策。由于邊坡工程的復(fù)雜性，各監(jiān)控級(jí)別的特征判識(shí)很難采用統(tǒng)一定量的監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)來確定，但可采用如下一些定性因素結(jié)合工程經(jīng)歷進(jìn)展綜合判斷。〔1〕當(dāng)邊坡位移~時(shí)間曲線出現(xiàn)拐點(diǎn)、深層和外表變形方向與地質(zhì)構(gòu)造特征逐步趨向統(tǒng)一、支護(hù)措施監(jiān)測(cè)效應(yīng)量出現(xiàn)較大增長(zhǎng)、坡表出現(xiàn)裂縫等現(xiàn)象時(shí)，可作為一至二級(jí)監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)的判識(shí)，進(jìn)入預(yù)警和戒備監(jiān)控狀態(tài)。〔2〕當(dāng)邊坡監(jiān)測(cè)效應(yīng)量~時(shí)間曲線變化平緩、無四級(jí)以上不利地質(zhì)構(gòu)造面存在、開挖爆破滿足相關(guān)技術(shù)要求、支護(hù)措施實(shí)施及時(shí)、巡視檢查成果一切正常時(shí)，可作為三級(jí)監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)的判識(shí)，進(jìn)入常規(guī)監(jiān)控狀態(tài)?！?〕當(dāng)邊坡施工根本完畢且各種工程措施實(shí)施完畢，監(jiān)測(cè)效應(yīng)量~時(shí)間曲線變化平穩(wěn)，經(jīng)歷過2~5個(gè)雨季的考驗(yàn)無異常情況后，可作為四至五級(jí)監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)的判識(shí)，進(jìn)入根本穩(wěn)定~穩(wěn)定監(jiān)控狀態(tài)。4.2.2邊坡監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)表2邊坡工程平安監(jiān)控級(jí)別劃分及其監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)平安監(jiān)控級(jí)別監(jiān)測(cè)工程與頻次級(jí)別性質(zhì)狀態(tài)外表變形深部變形加固效果滲流巡視檢查人工自動(dòng)非遙測(cè)遙測(cè)非遙測(cè)遙測(cè)一級(jí)戒備紅色1次/天2次/天1次/天2次/天2次/天1次/天2次/天1次/天二級(jí)預(yù)警橙色2次/周2-4次/周2次/周2-4次/周2-4次/周2-4次/周2-4次/周2-4次/周三級(jí)常規(guī)黃色1-2次/月1-2次/周1-2次/月1-2次/周1-2次/周1-2次/周1-2次/周1-2次/周四級(jí)根本穩(wěn)定藍(lán)色1次/2月1次/月1次/2月1次/月1次/月1次/月1次/月1次/月五級(jí)穩(wěn)定綠色1次/季1次/季1次/季1次/季1次/季1次/季1次/季1次/季注：所有監(jiān)測(cè)工程的監(jiān)測(cè)頻次在汛期視情況可加密，滲流和巡視檢查必須加；邊坡平安監(jiān)控等級(jí)分級(jí)主要依據(jù)監(jiān)測(cè)成果絕對(duì)值、相對(duì)速率與加速度、邊坡平安等級(jí)、工程類比經(jīng)歷值、地質(zhì)條件、環(huán)境量和計(jì)算成果等綜合確定，暫無法定量給出平安監(jiān)控等級(jí)的分級(jí)監(jiān)控指標(biāo)；根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況滿足*種條件后，邊坡平安監(jiān)控等級(jí)可升降；專項(xiàng)監(jiān)測(cè)(爆破振動(dòng)、聲波、地應(yīng)力測(cè)試等)根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定監(jiān)測(cè)頻次，一般和邊坡施工方法相匹配；五級(jí)邊坡經(jīng)過4-