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高邊坡安全監(jiān)測調(diào)研報(bào)告調(diào)研人:張耀西南交通大學(xué)時(shí)間:2012年12月TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"研究意義 1\o"CurrentDocument"國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2\o"CurrentDocument"高邊坡穩(wěn)定性分析與評判 3\o"CurrentDocument"高邊坡安全監(jiān)測 4\o"CurrentDocument"邊坡監(jiān)測中存在的問題 5\o"CurrentDocument"高邊坡監(jiān)測的基本理論和方法 5\o"CurrentDocument"邊坡監(jiān)測的目的與意義 5\o"CurrentDocument"邊坡監(jiān)測的類別與方法 6\o"CurrentDocument"簡易觀測法 6\o"CurrentDocument"設(shè)站觀測法 7\o"CurrentDocument"儀表觀測法 8\o"CurrentDocument"遠(yuǎn)程監(jiān)測法 8\o"CurrentDocument"聲發(fā)射方法 9\o"CurrentDocument"邊坡監(jiān)測內(nèi)容與方法一覽表 9\o"CurrentDocument"邊坡監(jiān)測優(yōu)化設(shè)計(jì)理論與方法 12監(jiān)測設(shè)計(jì)的原則 12\o"CurrentDocument"監(jiān)測方案優(yōu)化主要工作內(nèi)容 12監(jiān)測布置原則 13測點(diǎn)布置原則 14監(jiān)測儀器的選擇 14\o"CurrentDocument"高邊坡監(jiān)控級別及監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn) 16\o"CurrentDocument"邊坡監(jiān)控等級的劃分 16\o"CurrentDocument"邊坡監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn) 17邊坡監(jiān)控級別原則 17邊坡監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn) 18\o"CurrentDocument"高邊坡監(jiān)測實(shí)例分析 18\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn) 191研究意義中國鐵路己進(jìn)入高速時(shí)代,給日常生活帶來方便的同時(shí)也增加了行車的風(fēng)險(xiǎn)性。列車的運(yùn)行速度如此之快,任何微小的外界干擾或自然災(zāi)害帶來的后果都有可能是致命的,都有可能造成重大的經(jīng)濟(jì)損失或者是人員的傷亡。這些外界干擾包括邊坡滑坡和塌方落石、強(qiáng)風(fēng)、暴雨、大雪、地震以及異物入侵等等。近些年來由于鐵路邊坡滑坡災(zāi)害引發(fā)的事故頻繁發(fā)生,在2007年10月8日,由于山體滑坡而導(dǎo)致溫州鐵路麗水段大的列車出軌,雖然僥幸的沒有人員的傷亡,但是也阻斷了列車的正常運(yùn)行。在2007年12月26日,宜萬鐵路的重大塌方事故導(dǎo)致35人遇難,代價(jià)是非常的慘痛的。在2008年6月30日,由于山體滑坡導(dǎo)致黎湛鐵路一起客車脫軌事故,導(dǎo)致7人重傷。在2009年7月29日,焦柳鐵路也發(fā)生因山體滑坡而引發(fā)的事故,造成4人死亡、11人重傷、23人輕傷、列車嚴(yán)重受損。2004年浙江雨臺溫高速“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)損失及社會影響嚴(yán)重;2005年10月底,雨金高速公路金華段發(fā)生了量達(dá)10余萬方的大滑坡;2007年浙江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)安全和當(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,浙江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,全國每年由邊坡失穩(wěn)引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害造成的損失約為200億元。鐵路與公路滑坡災(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。因此對邊坡安全監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行研究是非常有意的。(1)預(yù)防、預(yù)報(bào)災(zāi)害,將損失降低到最小通過邊坡安全監(jiān)測系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)的了解所監(jiān)測的邊坡的狀態(tài)。實(shí)時(shí)掌握影響其滑坡的各因素的當(dāng)前狀態(tài),包括表面裂縫的大小、邊坡滑動的速度、運(yùn)動的趨勢、以及按照這種趨勢有沒有發(fā)生災(zāi)害的可能性、如果災(zāi)害發(fā)生,它可能波及到的地理范圍。如果很早就了解邊坡的滑動趨勢[1],就可以根據(jù)該趨勢構(gòu)造相應(yīng)的防護(hù)網(wǎng),阻止災(zāi)害的發(fā)生。如果實(shí)在無法阻止,也可以提前進(jìn)行預(yù)報(bào),以避免不必要的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。因此對邊坡安全監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行研究是很有必要的。提高監(jiān)測系統(tǒng)的可靠性與安全性由于技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)的原因,目前邊坡安全監(jiān)測處于人工監(jiān)測的方式,找有經(jīng)驗(yàn)的人定期對邊坡進(jìn)行檢查,然后根據(jù)自己的以往的觀測經(jīng)驗(yàn)來預(yù)測該邊坡的穩(wěn)定性,從而減小災(zāi)害的影響。但是邊坡滑坡災(zāi)害往往都具有突發(fā)性和危險(xiǎn)性,往往在強(qiáng)震、暴雨、颶風(fēng)的情況下發(fā)生⑵,這種情況下依靠人工來觀測顯然是不可能的。人工觀測也存在著誤差和主觀性,從以上各方面綜合考慮,人工觀測法的并不能有效的預(yù)防災(zāi)害的發(fā)生,只有依靠電子設(shè)備對其進(jìn)行全天候的監(jiān)測才能起作用,因此對邊坡安全監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)是非常有必要的。鐵路邊坡安全監(jiān)測系統(tǒng)的可行性鐵路的高速化使得對鐵路邊坡安全監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行建設(shè)己經(jīng)成為鐵路建設(shè)中的一個(gè)刻不容緩的任務(wù),目前我國的鐵路邊坡安全監(jiān)測仍然處在一個(gè)很初級的階段,而同屬于邊坡監(jiān)測系統(tǒng)的大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)目前則向著數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向邁進(jìn),遠(yuǎn)遠(yuǎn)的領(lǐng)先于鐵路邊坡安全監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展。兩者同為邊坡安全監(jiān)測方面的問題,雖然實(shí)際的應(yīng)用環(huán)境不一樣,但卻有很多相同的成分,所以很多的關(guān)于大壩安全監(jiān)測方面的知識與經(jīng)驗(yàn)都可以應(yīng)用到鐵路邊坡安全監(jiān)測系統(tǒng)中,所以建設(shè)鐵路邊坡安全監(jiān)測系統(tǒng)是具有可行性的。2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀由于防災(zāi)意識的薄弱,現(xiàn)階段我國對鐵路防災(zāi)安全監(jiān)測系統(tǒng)的認(rèn)識仍處在理論性的研究階段,存在著很大的局限性與片面性。對鐵路防災(zāi)系統(tǒng)的認(rèn)識沒有一個(gè)全方位的認(rèn)識,導(dǎo)致現(xiàn)有的鐵路安全監(jiān)測系統(tǒng)根本就不能滿足提速后的要求。目前主要采用人工觀察的方式來收集自然災(zāi)害的信息,根本就不適應(yīng)高速鐵路的發(fā)展趨勢。目前對于鐵路邊坡進(jìn)行滑坡監(jiān)測也是依靠人工的方式來完成的。因此建立符合我國鐵路現(xiàn)狀、國情和環(huán)境的鐵路邊坡安全監(jiān)測系統(tǒng)是鐵路建設(shè)中的一個(gè)很重要的部分。日本經(jīng)常發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害,很早就開始了對鐵路防災(zāi)安全監(jiān)測系統(tǒng)的研究,其中最成功的就是新干線,運(yùn)行了幾十年都沒發(fā)生什么重大事故。它采用的是COSMOS綜合運(yùn)營管理系統(tǒng)的子系統(tǒng),在早期的列車運(yùn)營系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,沿線的采集氣象、地震、軌溫、異物入侵等環(huán)境量,實(shí)現(xiàn)了一個(gè)高安全性的系統(tǒng)。法國高速鐵路的安全監(jiān)測系統(tǒng)與日本的鐵路安全監(jiān)測系統(tǒng)類似,對氣象環(huán)境、網(wǎng)電壓、異物入侵、軸溫等因素進(jìn)行了監(jiān)測,此基礎(chǔ)之上,還增加了設(shè)備檢測和報(bào)警的功能,進(jìn)一步保證了系統(tǒng)的安全運(yùn)營。在鐵路安全監(jiān)測系統(tǒng)上,德國的鐵路安全監(jiān)測系統(tǒng)的安全性也很高,可以及時(shí)的預(yù)報(bào)突發(fā)的自然災(zāi)害對行車的影響,掌握各種設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)⑶。國外的鐵路安全監(jiān)測系統(tǒng)相對于中國來說是很先進(jìn),可以參照國外的鐵路安全監(jiān)測系統(tǒng)對中國鐵路邊坡安全監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。提高系統(tǒng)的可靠性與性能。2.1高邊坡穩(wěn)定性分析與評判近幾年,邊坡穩(wěn)定性分析主要圍繞對傳統(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)一算模型、滑動面確定、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A.W.Bishop提出的邊坡穩(wěn)定分析方法的圓弧法,至今尚得到一定程度的應(yīng)用,是極限平衡法的典型代表。2002年馮光樂等[4]為評價(jià)公路邊坡穩(wěn)定性,在介紹RMR法和其他人修正的基礎(chǔ)上,從宏觀的角度,對其邊坡高度、地應(yīng)力等方面的影響因素進(jìn)行了部分修正,提出了較為合理的修正RMR法。2004年王哲等[5]將CSMR分級體系在SMR的基礎(chǔ)之上針對水電邊坡工程引入了坡高修正系數(shù),但在公路邊坡分級實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),該坡高修正系數(shù)仍有待于改進(jìn),通過對百余個(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[6]以云南省水普高速公路邊坡穩(wěn)定性分析和處理方法為對象,提出有針對性的邊坡穩(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[7]基于變分法的基本原理與邊坡穩(wěn)定性變分分析的基本方法,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[7]針一對某高邊坡采用數(shù)值建模分析的方法,進(jìn)行了邊坡穩(wěn)定性分析。2009年余巍偉等[8]采用極限平衡法和FLAC3D數(shù)值復(fù)合分析方法對一段公路邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行分析,提出了相應(yīng)的處治措施。2007年張雷等[9]結(jié)合云南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對復(fù)雜巖堆體邊坡進(jìn)行了三維數(shù)值模擬計(jì)算,并根據(jù)計(jì)算結(jié)果系統(tǒng)比較分析了抗滑樁、錨桿、降雨等對該段公路邊坡穩(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態(tài)失穩(wěn)破壞機(jī)理。2010年姜振福[10]利用大型有限元軟件對水富-麻柳灣高速公路邊坡工程進(jìn)行穩(wěn)定性分析,計(jì)算出邊坡內(nèi)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)定安全系數(shù),并結(jié)合實(shí)例通過與傳統(tǒng)的極限平衡法作比較,表明了方法的可行性。2.2高邊坡安全監(jiān)測高邊坡的失穩(wěn)破壞,都有一個(gè)從漸變到突變的發(fā)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密儀器對坡體的變形進(jìn)行監(jiān)測,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這些信息進(jìn)行分析研究,在坡體最終破壞前對其進(jìn)行處理,或及時(shí)預(yù)報(bào)滑坡險(xiǎn)情,避免人員和設(shè)備的損失,這就是邊坡工程安全監(jiān)測的基本原理。2005年周世猛等以某古滑坡路段高邊坡加固中的施工監(jiān)測為例,介紹了施工監(jiān)測方法,以及監(jiān)測數(shù)據(jù)的整理分析。2006年Hu.B對水電站兩側(cè)高邊坡進(jìn)行了施工監(jiān)測,并根據(jù)現(xiàn)場的地質(zhì)狀況,提出了邊坡加固處治措施。2006年劉洪良等通過對大田連拱隧道進(jìn)口高邊坡的處理分析,以及實(shí)施中對邊坡監(jiān)控量測數(shù)據(jù)表明,對隧道洞口高邊坡的變形以及位移收斂能夠保證隧道施工安全。2007年邱玉良等介紹京福高速公路南平段PAZ標(biāo)段工程復(fù)雜地質(zhì)條件下的高邊坡防護(hù)施工措施。2007年史兆瓊等采用鋼絲位移計(jì)和位錯(cuò)計(jì),對三峽水利樞紐升船機(jī)和臨時(shí)船閘高邊坡施工期進(jìn)行安全監(jiān)測。2008年張啟迪結(jié)合京廣高速公路第5合同段工程復(fù)雜地質(zhì)條件下的高邊坡錨索防護(hù)施工。2008年趙麗等基于2.4GHzZigBee通信協(xié)議的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)設(shè)計(jì)高速公路邊坡穩(wěn)定性實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)。2008年巨能攀等針對黃山高速公路湯口互通A匝道高邊坡在公路建設(shè)過程中產(chǎn)生了大范圍變形,在分析邊坡變形機(jī)制基礎(chǔ)上,應(yīng)用變形控制理論,確定對邊坡采取樁錨結(jié)合、綜合排水的應(yīng)急治理措施,并根據(jù)變形特點(diǎn)提出了應(yīng)急治理施工步驟。2009年汪質(zhì)華等針對長沙市井圭路改建工程遇到的高邊坡失穩(wěn)及房屋出現(xiàn)裂縫的問題,結(jié)合邊坡工程地質(zhì)條件,提出了抗滑樁與錨桿等聯(lián)合加固的措施,同時(shí)對建筑物及邊坡進(jìn)行了施工安全監(jiān)控,進(jìn)一步應(yīng)用MADIS軟件建立了施工仿真模型,分析了邊坡與支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形受力特性,并與監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行了對比分析。2009年歐小祥等以常吉高速公路工程邊(滑)坡的工程地質(zhì)勘察成果為基礎(chǔ),采用地表位移監(jiān)測、深部位移監(jiān)測等多方面的變形監(jiān)測方法對坡體的變形進(jìn)行監(jiān)控,同時(shí)結(jié)合邊(滑)坡的穩(wěn)定性分析計(jì)算,對這些坡體的穩(wěn)定性進(jìn)行了評價(jià)。2.3邊坡監(jiān)測中存在的問題邊坡工程造價(jià)較低,容易忽視監(jiān)測項(xiàng)目設(shè)計(jì)與施工,監(jiān)測及信息、反饋工作較為繁瑣,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)測工作存在以下不足或缺點(diǎn)[12][15]:(1) 監(jiān)測工作量大,監(jiān)測人員工作環(huán)境較為危險(xiǎn);特別是在惡劣天氣期間無法進(jìn)行觀測。(2) 監(jiān)測頻次相對較低,無法實(shí)現(xiàn)對邊坡穩(wěn)定狀態(tài)的不間斷觀測。(3) 觀測工作對邊坡施工有一定干擾,不便進(jìn)行邊坡施工期觀測。(4) 長期觀測時(shí),觀測費(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)行必要監(jiān)測,但因人工監(jiān)測條件限制而無法大量開展。因此針對邊坡動態(tài)施工安全管理的實(shí)際需要,研究一種簡便、經(jīng)濟(jì)、可靠的邊坡監(jiān)測方法是非常必要的。3高邊坡監(jiān)測的基本理論和方法3.1邊坡監(jiān)測的目的與意義邊坡工程是建筑工程中的重要組成部分。邊坡的穩(wěn)定性直接關(guān)系到人民的生命財(cái)產(chǎn)安全以及整個(gè)項(xiàng)目工程的施工進(jìn)度和投資成本。為了確保邊坡在施工期和運(yùn)營期的安全,開展邊坡監(jiān)測工作是很有必要的[12][15]。開展邊坡監(jiān)測工作的目的和意義主要有以下六點(diǎn):(1)邊坡監(jiān)測可獲得更充分的地質(zhì)資料和邊坡發(fā)展動態(tài),從而圈定可疑邊坡的不穩(wěn)定區(qū)段。(2) 運(yùn)用長期積累的觀測資料掌握邊坡的變化規(guī)律,對邊坡的未來性態(tài)做出及時(shí)有效的預(yù)報(bào),為采取防護(hù)措施做好準(zhǔn)備。(3) 通過對觀測資料的分析,有利于深入認(rèn)識邊坡變形機(jī)理及破壞特征。(4) 觀測資料是邊坡工作性態(tài)的真實(shí)反映,為未來設(shè)計(jì)和施工提供必要的巖土工程和水文地質(zhì)等技術(shù)資料,有利于設(shè)計(jì)概念和施工技術(shù)的更新。(5) 通過邊坡監(jiān)測,可對新的施工技術(shù)的優(yōu)越性進(jìn)行評估和改進(jìn),也可評價(jià)邊坡治理措施的質(zhì)量和效果。(6) 對由于工程事故而引起的責(zé)任和賠償問題,觀測資料有助于確定其原因和責(zé)任,以便法庭做出公證判決。3.2邊坡監(jiān)測的類別與方法目前,邊坡工程監(jiān)測技術(shù)方面,我國正由過去的人工皮尺簡易工具的監(jiān)測手段過渡到儀器監(jiān)測,又正在向自動化、高精度及遠(yuǎn)程系統(tǒng)發(fā)展。通過邊坡工程監(jiān)測,主要對邊坡的變形機(jī)理、地質(zhì)災(zāi)害防治和治理效果的反饋以及對工程的影響獲取信息。通過監(jiān)測信息的分析得到坡體變形破壞的各種特征信息,分析其動態(tài)變化的規(guī)律,進(jìn)而預(yù)測邊坡工程可能發(fā)生的破壞,為防災(zāi)減災(zāi)提供依據(jù)[11]。對邊坡進(jìn)行監(jiān)測,主要包括以下方面內(nèi)容:危巖;位移、傾斜;應(yīng)力應(yīng)變、地聲變化;地震、爆破震動;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[16]。目前,在邊坡工程中監(jiān)測的方法主要采用了簡易觀測法、設(shè)站觀測法、儀表觀測法、遠(yuǎn)程監(jiān)測法和聲發(fā)射法等5種類型的監(jiān)測方法[11][16]。3.2.1簡易觀測法簡易觀測法是通過人工觀測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)生和發(fā)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)騎縫式簡易觀測樁;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標(biāo)記;在陡坎(壁)軟弱夾層出露處設(shè)置簡易觀測標(biāo)樁等,定期用各種長度量具測量裂縫長度、寬度、深度變化及裂縫形態(tài)、開裂延伸的方向。簡易觀測法對于發(fā)生病害的邊坡進(jìn)行觀測較為適合,對滑塌和滑坡的宏觀變形跡象和與其有關(guān)的各種異?,F(xiàn)象進(jìn)行定期的觀測、記錄,從宏觀上掌握崩塌、滑坡的變形動態(tài)和發(fā)展趨勢。該法也可以結(jié)合儀器監(jiān)測資料綜合分析,初步判定崩滑體所處的變形階段及中短期滑動趨勢。即使是采用先進(jìn)的儀表觀測方法監(jiān)測邊坡體的變形,該方法仍然是不可缺少的觀測方法。3.2.2設(shè)站觀測法設(shè)站觀測法是指在充分了解了工程場區(qū)的工程地質(zhì)背景的基礎(chǔ)上,在邊坡體上設(shè)立變形觀測點(diǎn)(成線狀、格網(wǎng)狀等),在變形區(qū)影響范圍之外穩(wěn)定地點(diǎn)設(shè)置固定觀測站,用測量儀器(經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、測距儀、攝影儀及全站型電子速測儀、GPS接收機(jī)等)定期監(jiān)測變形區(qū)內(nèi)網(wǎng)點(diǎn)的三維(X、Y、Z)位移變化的一種行之有效的監(jiān)測方法。此法主要指大地測量、近景攝影測量及GPS測量與全站式電子速測儀設(shè)站觀測邊坡地表三維位移的方法[16。(1) 大地測量法常用的大地測量法主要有兩方向(或三方向)前方交會法、雙邊距離交會法、視準(zhǔn)線法、小角法、測距法、幾何水準(zhǔn)測量法以及精密三角高程測量法等。大地測量法有如下突出優(yōu)點(diǎn):①能確定邊坡地表變形范圍;②量程不受限制;③能觀測到邊坡體的絕對位移量;④在滑坡發(fā)生劇滑時(shí),監(jiān)測儀器設(shè)施不會因滑坡加速運(yùn)動而損壞,監(jiān)測人員不必到滑坡體上,因此能保證滑坡監(jiān)測的連續(xù)性。(2) GPS(全球定位系統(tǒng))測量法GPS測量法的基本原理是用GPS衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)航定位信號進(jìn)行空間后方交會測量,確定地面待測點(diǎn)的三維坐標(biāo)。將GPS測量法用于邊坡工程監(jiān)測有以下優(yōu)點(diǎn):①觀測站之間無須通視,選點(diǎn)方便;②定位精度高;③觀測時(shí)間短;④觀測點(diǎn)的三維坐標(biāo)可以同時(shí)測定,對于運(yùn)動的觀測點(diǎn)還能精確測出它的速度;⑤操作簡便;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)不同位置的固定測點(diǎn)上,同時(shí)對邊坡范圍內(nèi)觀測點(diǎn)攝影構(gòu)成立體像對,利用立體坐標(biāo)儀量測像片上各觀測點(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)測定許多觀測點(diǎn)在某一瞬間的空間位置,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)行比較。目前,采用近景(一般指100m以內(nèi)的攝影距離)攝影方法進(jìn)行滑坡變形測量時(shí),在觀測的絕對精度方面還不及某些傳統(tǒng)的測量方法,而對于滑坡監(jiān)測中,可以滿足崩滑體處于速變、劇變階段的監(jiān)測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。3.2.3儀表觀測法儀表觀測法[16是指用精密儀器儀表對變形斜坡進(jìn)行地表及深部的位移、傾斜(沉降)動態(tài),裂縫相對張、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)行監(jiān)測。目前,監(jiān)測儀器的類型,一般可分為位移監(jiān)測、地下傾斜監(jiān)測、地下應(yīng)力測試和環(huán)境監(jiān)測四大類。按所采用的儀表可分為機(jī)械式儀表觀測法(簡稱機(jī)測法)和電子儀表觀測法(簡稱電測法)。其共性是監(jiān)測的內(nèi)容豐富、精度高、(靈敏度高),測程可調(diào),儀器便于攜帶;可以避免惡劣環(huán)境對測試儀表的損害,觀測成果直觀可靠度高,適用于斜坡變形的中、長期監(jiān)測。電測法往往采用二次儀表觀測,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)測讀,將電信號轉(zhuǎn)換成測讀數(shù)據(jù)的方法。該方法技術(shù)比較先進(jìn),原理和結(jié)構(gòu)比機(jī)測儀表復(fù)雜,監(jiān)測內(nèi)容比機(jī)測法豐富,儀表靈敏度高,也可進(jìn)行遙測,適用于邊坡變形的短期或中期監(jiān)測。從適用條件考慮,電子儀表對使用環(huán)境要求相對較高。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。觀測的成果資料不及機(jī)測可靠度高,其主要原因:(1)傳感器長期處于野外惡劣環(huán)境中工作,防潮和防銹問題不能完全解決;(2)測試儀表電子元件易老化,長期穩(wěn)定性差,攜帶防震性差。因此,選用電測儀表時(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)測的環(huán)境相適應(yīng),以保障儀器儀表的長期穩(wěn)定性及監(jiān)測成果資料的可靠度。一般而言,精度高、測程短的儀表適用于變形量小的邊坡變形監(jiān)測;精度相對低,測程范圍大,量測范圍可調(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。為增加邊坡工程研究的可靠性和直觀性,將機(jī)測和電測相結(jié)合使用,互相補(bǔ)充和校核,效果最佳。3.2.4遠(yuǎn)程監(jiān)測法伴隨著電子技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,各種先進(jìn)的自動遙控監(jiān)測系統(tǒng)相繼問世,為邊坡工程,特別是邊坡崩塌和滑坡的自動化連續(xù)遙測創(chuàng)造了有利條件。電子儀表觀測的內(nèi)容,基本上能實(shí)現(xiàn)連續(xù)觀測,自動采集、存儲、打印和顯示觀測數(shù)據(jù)。遠(yuǎn)距離無線傳輸是該方法最基本的特點(diǎn),由于其自動化程度高,可全天候連續(xù)觀測,故省時(shí)、省力和安全,是當(dāng)前和今后一個(gè)時(shí)期滑坡監(jiān)測發(fā)展的方向。目前,從遠(yuǎn)程監(jiān)測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,至少在短期內(nèi)尚難以適用于邊坡工程的監(jiān)測。3.2.5聲發(fā)射方法巖石或巖體受力作用時(shí)會不斷地發(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,貯存的部分能量以應(yīng)力波的形式釋放出來,產(chǎn)生聲發(fā)射,據(jù)此可推斷巖石內(nèi)部的形態(tài)變化,反演巖石的破壞機(jī)制。對邊坡巖體進(jìn)行聲發(fā)射監(jiān)測,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,勞動強(qiáng)度低、人為因素少;(3)受氣候影響較小,監(jiān)測結(jié)果受干擾也小。3.3邊坡監(jiān)測內(nèi)容與方法一覽表邊坡監(jiān)測主要為采用儀器人工監(jiān)測,目前正在向自動化、高精度及遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)展,表1是常見邊坡監(jiān)測內(nèi)容與方法一覽表[12。表1邊坡監(jiān)測內(nèi)容與方法一覽表監(jiān)測內(nèi)容主要監(jiān)測方法主要監(jiān)測儀器監(jiān)測方法的特點(diǎn)適用性評價(jià)外觀表征巡視檢查相機(jī)、望遠(yuǎn)鏡等方法簡單易于掌握,但人力投入較大,安全性較低。該方法廣泛使用于不同施工階段邊坡監(jiān)測,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)場環(huán)境影響。

地表變形大地測量法(三角交會法、幾何水準(zhǔn)法、小角法經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、測距儀、全站儀、電子經(jīng)緯儀等投入快、精度高、監(jiān)測范圍大、直觀、安全、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;受地形通視和氣候條件影響不能連續(xù)觀測。近景攝影法攝影經(jīng)緯儀監(jiān)測信息量大、省人力、投入快、安全,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;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,不受地形通視條件限制;目前成本較高,發(fā)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。測縫法(人工測縫法、自動測縫法)鋼卷尺、游標(biāo)卡尺、裂縫量測儀、測縫計(jì)、位移計(jì)等人工、自動測縫法投入快,精度高,量程可調(diào),方法簡單直觀、資料可靠。人工、自動測縫法適應(yīng)于裂縫量測巖土體張開、閉合、位移、升降變化的監(jiān)測。地下變形測斜法(鉆孔測斜法、豎井)鉆孔測斜儀、多點(diǎn)倒垂儀、傾斜計(jì)等精度高、效果好,可遠(yuǎn)距離測試,易保護(hù),受外界因素干擾少,資料可靠;但測程有限,成本較高,投入慢。主要適用于邊坡體變形初期,在鉆孑L、豎井內(nèi)測定邊坡體內(nèi)不同深度的變形特征及滑帶位置。測縫法(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、成本高;儀器、傳感器受地下水浸濕,易銹蝕。一般用于監(jiān)測豎井內(nèi)多層堆積物之間的相對位移,目前主要適應(yīng)于初期變形階段,即小變形、低速率、觀測時(shí)間相對短的監(jiān)測。

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),測讀直觀、可靠;電測方便,測量儀器便于攜帶;但安裝較為繁瑣,成本投入大適用于上部危巖相對下部穩(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。沉降法下沉儀、收斂儀、靜力水準(zhǔn)儀、水管傾斜儀器適用于危巖裂縫的三向位移(X、Y、Z二方向)監(jiān)測和危巖界面裂縫沿軸向的位移監(jiān)測。地聲地音量測法地音探測儀可連續(xù)觀測,監(jiān)測信息豐富,靈敏度高,省人力;測定的巖石微破裂聲發(fā)射信號比位移信息超前3-7日適宜于巖質(zhì)邊坡變形的監(jiān)測及危巖加固跟蹤安全監(jiān)測,為預(yù)報(bào)巖石的破壞提供依據(jù)。應(yīng)變應(yīng)變測量法應(yīng)變計(jì)、點(diǎn)位移計(jì)、滑動測微計(jì)精度高、易保護(hù)、測讀直觀、可靠,使用方便。主要適宜測定邊坡體不同深度的位移量和滑面(帶)位置。水文觀測地下水位水位自動記錄儀精度高,可連續(xù)觀測,直觀、可靠適用于邊坡不同變形階段的監(jiān)測,其成果可作為邊坡穩(wěn)定性分析基礎(chǔ)資料使用。觀測孔隙水壓孔隙水壓計(jì)、鉆孔滲壓計(jì)測泉流量二角堰等測河水位水位標(biāo)尺等環(huán)境因素測降雨量雨量計(jì)精度高,可連續(xù)觀測直觀,可靠適應(yīng)于邊坡不同變形階段的監(jiān)測,為邊坡穩(wěn)定性分析評價(jià)提供基礎(chǔ)資料。測地溫溫度記錄儀地震監(jiān)測地震儀3.4邊坡監(jiān)測優(yōu)化設(shè)計(jì)理論與方法對于一個(gè)具體的邊坡、危巖或滑坡,如何針對其特征,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)測技術(shù)、方法,確定較為理想的監(jiān)測方案,合理布置測點(diǎn),是監(jiān)測工作的核心[12]。各個(gè)不同的監(jiān)測方案,需進(jìn)行方案的比較,使監(jiān)測工作做到技術(shù)上保證,經(jīng)濟(jì)上可行,實(shí)施時(shí)安全,數(shù)據(jù)上可靠,并避免單方面追求高精度、自動化、多參數(shù),而脫離工程實(shí)際需要的監(jiān)測方案[12]。3.4.1監(jiān)測設(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或變形方向、可能的滑動深度與范圍;(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)論和簡捷的報(bào)表。3.4.2監(jiān)測方案優(yōu)化主要工作內(nèi)容針對不同類型和不同工況邊坡的監(jiān)測,為獲得最佳的監(jiān)測效果,應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況具體選用相應(yīng)的監(jiān)測方法,并對各種監(jiān)測方法進(jìn)行優(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)測方法方面,充分考慮地形、地質(zhì)條件及監(jiān)測環(huán)境,選擇相適應(yīng)的監(jiān)測方法。(2) 在監(jiān)測儀器使用方面,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。長期監(jiān)測的儀器一般應(yīng)符合3R原則,及符合精度(resolution)、可靠度(reliability)>牢固可靠(ruggedness)三項(xiàng)要求,統(tǒng)籌安排。在滑動面生成的不同時(shí)期、不同部位,變形監(jiān)測有不同的要求,監(jiān)測的重點(diǎn)也就需要作必要的調(diào)整。(3) 在監(jiān)測內(nèi)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)測部位,合理布置監(jiān)測網(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)測相結(jié)合。(4) 在確定觀測精度方面,應(yīng)收集國內(nèi)外有關(guān)類型邊坡的監(jiān)測精度為借鑒,結(jié)合實(shí)地踏勘,對于邊坡變形機(jī)理、變形發(fā)展趨勢及監(jiān)測儀器設(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)測精度,通過一段時(shí)間的監(jiān)測實(shí)踐及觀測資料分析,預(yù)測變形狀態(tài)及發(fā)展趨勢后,再對觀測的方法、部位及精度等作適當(dāng)調(diào)整及完善。(5) 在確定觀測周期方而,應(yīng)主要根據(jù)邊坡處于不同變形發(fā)展?fàn)顟B(tài)和不同監(jiān)測手段的性質(zhì)確定或靈活調(diào)整。3.4.3監(jiān)測布置原則監(jiān)測布置一般按照邊坡安全等級、監(jiān)控級別區(qū)分重點(diǎn)和非重點(diǎn)監(jiān)測區(qū)域,按照地質(zhì)條件、工程措施和工程要求等因素在同一區(qū)域的監(jiān)測部位宜有輕重緩急之分[19]。為與數(shù)值計(jì)算成果進(jìn)行對比分析、為信息化動態(tài)跟蹤優(yōu)化提供依據(jù),以及對工程處理措施效果進(jìn)行評價(jià),邊坡監(jiān)測一般均選取典型斷面進(jìn)行監(jiān)控,在邊坡同一部位的監(jiān)測斷面布置宜有主次之分。監(jiān)測布置以監(jiān)控邊坡的整體穩(wěn)定性為主,兼顧局部穩(wěn)定性。安全等級二級以上和監(jiān)控級別二級以上的邊坡,宜作為重點(diǎn)監(jiān)測區(qū)域。同一區(qū)域“弱開挖強(qiáng)支護(hù)質(zhì)條件差、”部位較“強(qiáng)開挖、弱支護(hù)”部位為重要監(jiān)測部位[19]。監(jiān)測斷面通常選在地變形大、可能破壞的部位(如有斷層、裂隙存在的部位);開挖高、陡、開挖體型凸出部位,或有典型試驗(yàn)、分析計(jì)算成果的部位。監(jiān)測設(shè)計(jì)宜點(diǎn)、坡度面結(jié)合兼顧整個(gè)區(qū)域,以監(jiān)控某一邊坡范圍的整體變形趨勢。表面變形監(jiān)測點(diǎn)監(jiān)測斷面的選擇在平面上一般可考慮50m?100m,在高程上一般20m?40m高差一個(gè)測點(diǎn),呈網(wǎng)格狀布置,以便十邊坡變形規(guī)律的分析。深部變形監(jiān)測斷面的選擇在平面上一般可考慮100m?200m,在高程上以能連續(xù)反映深部變形特征為原則,一般40m?60m高差一個(gè)測點(diǎn)。支護(hù)效應(yīng)和滲流監(jiān)測斷面一般僅布置于主要變形監(jiān)測斷面,一般與深部變形監(jiān)測斷面重合布置,便于為邊坡安全評價(jià)和動態(tài)跟蹤優(yōu)化提供配套的監(jiān)測信息。安全監(jiān)測項(xiàng)目應(yīng)根據(jù)邊坡安全等級、地質(zhì)條件、支護(hù)和滲排措施等因素綜合選取,確定必測項(xiàng)目和選測項(xiàng)目。重點(diǎn)區(qū)域、重要部位和主要斷面布置的監(jiān)測項(xiàng)目和儀器應(yīng)較為先進(jìn)且相對較多,以便于后期實(shí)現(xiàn)監(jiān)測自動化,且宜以一種為主平行布置多種同類監(jiān)測手段,使監(jiān)測資料能相互驗(yàn)證,以保證成果分析評價(jià)的可靠性。監(jiān)測布置和儀器選擇既區(qū)分又兼顧施工期和永久運(yùn)行期的需要和相關(guān)關(guān)系。3.4.4測點(diǎn)布置原則監(jiān)測點(diǎn)的布置一般有以下三個(gè)步驟[19]:(1) 測線布置首先應(yīng)確定主要監(jiān)測的范圍,在該范圍中按監(jiān)測方案的要求,確定主要滑動方向,按主滑動方向及滑動的范圍確定測線,然后選取典型斷面,布置測線,再按測線布置相應(yīng)監(jiān)測點(diǎn)。針對不同工程背景的邊坡工程一般在布置測點(diǎn)時(shí),有所不同。十字形布置方法對于主滑方向和變形范圍明確的邊坡較為合適和經(jīng)濟(jì),通常在主滑方向上布設(shè)深部位移監(jiān)測孔,這樣可以利用有限的工作量滿足監(jiān)測的要求。而放射形布置更適用于邊坡中主滑方向和變形范圍不能明確估計(jì)的邊坡,在布置測線時(shí)可考慮不同方向交叉布置深部位移監(jiān)測孔,這樣可以利用有限的工作量滿足監(jiān)測的要求。(2) 監(jiān)測網(wǎng)形成考慮平面及空間的展布,各個(gè)測線按一定規(guī)律形成監(jiān)測網(wǎng),監(jiān)測網(wǎng)的形成可能是一次完成,也可分階段按不同時(shí)期和不同要求形成。監(jiān)測網(wǎng)的形成不但在平面上,更重要的是應(yīng)體現(xiàn)在空間上的展布,如主滑動面和可能滑動面上、地質(zhì)分層及界限面、不同風(fēng)化帶上都應(yīng)有測點(diǎn),這樣可以使監(jiān)測工作在不同階段做到有的放矢。(3) 局部加強(qiáng)對于關(guān)鍵部位如可能形成的滑動帶,重點(diǎn)監(jiān)測部位和可疑點(diǎn)應(yīng)加強(qiáng)工作,在這些點(diǎn)上加深加密布點(diǎn)。3.4.5監(jiān)測儀器的選擇作為監(jiān)測信息最基本和直接的載體,選擇有效、合理與具有針對性的監(jiān)測儀器設(shè)備的重要性是不言而喻的,其選擇應(yīng)考慮以下主要因素[19]:(1)邊坡重要性一、二級邊坡,監(jiān)測設(shè)計(jì)布置應(yīng)貫徹以確保施工期施工安全、為動態(tài)跟蹤優(yōu)化提供基本依據(jù)和對工程處理措施進(jìn)行安全評價(jià)為主,運(yùn)行期以邊坡安全監(jiān)控為主的思想。監(jiān)測儀器應(yīng)選擇可靠性、穩(wěn)定性和耐久性能優(yōu)良的類型,且部分儀器能在施工期實(shí)現(xiàn)半自動化、自動化數(shù)據(jù)采集,在運(yùn)行期根據(jù)需要能實(shí)現(xiàn)或改造為自動化采集,以提高效率滿足施工期監(jiān)測資料的適時(shí)反饋和運(yùn)行期減輕人工工作量的要求。三級及以下邊坡,監(jiān)測設(shè)計(jì)布置以確保施工期安全為主,儀器可選擇穩(wěn)定性和耐久性相對略低的類型,在滿足相關(guān)要求的前提下以節(jié)省儀器直接費(fèi)用,數(shù)據(jù)采集以人工為主。(2) 邊坡特性監(jiān)測儀器類型多樣,同一監(jiān)測類別可有多種監(jiān)測儀器選擇,監(jiān)測儀器選型要考慮邊坡特性,選擇適宜的儀器進(jìn)行針對性的布置。土質(zhì)類邊坡變形監(jiān)測主要采用表面變形監(jiān)測點(diǎn)、GPS、活動(固定)測斜儀和TDR(時(shí)域反射計(jì))等;巖質(zhì)邊坡變形監(jiān)測主要采用表面變形監(jiān)測點(diǎn)、多點(diǎn)位移計(jì)、滑動測微計(jì)和鋼絲位移計(jì)等。根據(jù)邊坡工程各部位的地質(zhì)條件、潛在變形失穩(wěn)模式和穩(wěn)定安全度,對潛在變形失穩(wěn)模式以圓弧型滑動和組合型滑動為主的土質(zhì)類邊坡和以平面型滑動為主的巖質(zhì)邊坡,選擇量程較大、精度稍低的監(jiān)測儀器類型;對潛在失穩(wěn)模式以傾倒型崩塌、滑移崩塌和楔形體滑動為主的時(shí)效較短的巖質(zhì)邊坡,選擇量程稍小、精度較高的監(jiān)測儀器類型。(3) 工作環(huán)境監(jiān)測儀器的選擇必須考慮其工作環(huán)境。如水壓力較高時(shí),必須選擇耐水壓程度高的儀器;地下水具腐蝕性時(shí),應(yīng)選擇耐酸、耐堿、防腐性能良好的材料加工監(jiān)測儀器;在雷雨天氣多發(fā)地區(qū),對監(jiān)測儀器數(shù)據(jù)采集裝置應(yīng)具有抗雷擊和過載沖擊的保護(hù)設(shè)備;在嚴(yán)寒地區(qū),應(yīng)對監(jiān)測儀器的最低工作溫度提出相應(yīng)要求;在結(jié)構(gòu)具有動荷載作用或水位快速變化的部位,監(jiān)測儀器應(yīng)具備動態(tài)響應(yīng)性能。(4) 儀器工作性能邊坡工程的安全監(jiān)測儀器所處工作環(huán)境條件一般十分惡劣,而儀器一旦埋設(shè)就基本無法修理和更換。因此,對儀器除了技術(shù)性能和功能符合使用要求外,還要求監(jiān)測儀器具有可靠性高、長期穩(wěn)定性好、綜合精度較高、有較好的線性和重復(fù)性、耐惡劣環(huán)境和密封耐壓性好、操作簡單和易于埋設(shè)等性能要求。(5) 長期與臨時(shí)性質(zhì)為統(tǒng)一規(guī)劃和節(jié)省費(fèi)用,監(jiān)測儀器的選擇應(yīng)考慮長期與臨時(shí)監(jiān)測的相關(guān)關(guān)系。長期監(jiān)測儀器應(yīng)優(yōu)先考慮可靠性、穩(wěn)定性和耐久性,宜適當(dāng)考慮儀器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集自動化的問題;臨時(shí)監(jiān)測儀器應(yīng)優(yōu)先考慮可靠性、經(jīng)濟(jì)性,宜適當(dāng)考慮少量儀器為適應(yīng)現(xiàn)場的復(fù)雜情況可能轉(zhuǎn)變?yōu)橛谰帽O(jiān)測的問題。(6)技術(shù)經(jīng)濟(jì)對監(jiān)測儀器的選型需考慮地域經(jīng)濟(jì)發(fā)展差別、工程運(yùn)行自動化程度、是否國際招標(biāo)等因素。在區(qū)域經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)、運(yùn)行自動化程度較低的地域可主要選擇質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的國產(chǎn)儀器,數(shù)據(jù)采集以人工觀測為主;在運(yùn)行自動化程度較高的地方應(yīng)選擇能較好實(shí)現(xiàn)自動化觀測的儀器設(shè)備,以減免后期改造和不必要的監(jiān)測成果銜接問題;在進(jìn)行國際招標(biāo)的工程中,監(jiān)測儀器的選型應(yīng)考慮國際通行標(biāo)準(zhǔn)。4高邊坡監(jiān)控級別及監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)4.1邊坡監(jiān)控等級的劃分一般地,邊坡的安全監(jiān)控等級可根據(jù)邊坡的安全等級、工程類比經(jīng)驗(yàn)、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[17]。因其影響因素眾多,目前尚難以把邊坡的安全監(jiān)控等級與邊坡穩(wěn)定的安全等級進(jìn)行一一對應(yīng),根據(jù)邊坡穩(wěn)定安全等級的差別,僅能在監(jiān)測斷面、監(jiān)測項(xiàng)目、監(jiān)測儀器選型、監(jiān)測頻次和資料反饋實(shí)時(shí)程度等方面有所體現(xiàn)。根據(jù)上述因素,參照類似監(jiān)測規(guī)程規(guī)范,可將邊坡工程的安全監(jiān)控等級劃分為如下五級,各監(jiān)測項(xiàng)目、監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)可與監(jiān)控等級一一對應(yīng)[17]。一級監(jiān)控等級的性質(zhì)為紅色警戒狀態(tài),對應(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)行撤離。二級監(jiān)控等級的性質(zhì)為橙色預(yù)警狀態(tài),對應(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。三級監(jiān)控等級的性質(zhì)為黃色常規(guī)狀態(tài),對應(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。四級監(jiān)控等級的性質(zhì)為藍(lán)色基本穩(wěn)定狀態(tài),對于邊坡基本穩(wěn)定,尚未實(shí)施的工程措施可適當(dāng)滯后實(shí)施或局部簡省,處于運(yùn)行期則可正常運(yùn)行。五級監(jiān)控等級的性質(zhì)為綠色穩(wěn)定狀態(tài),對應(yīng)于邊坡已穩(wěn)定,尚未實(shí)施的工程措施可進(jìn)行簡省,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)控級別原則邊坡監(jiān)控級別的選擇可遵循如下原則[19:(1) 在施工前期無監(jiān)測成果的情況下,主要考慮邊坡的規(guī)模和安全等級等因素來確定。邊坡開工初期,原則上可按二、二級監(jiān)控級別控制實(shí)施,其中一、二級邊坡有動態(tài)設(shè)計(jì)要求的可取二級監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn),二級以下邊坡可取二級監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)。對“強(qiáng)開挖、弱支護(hù)”邊坡可降低1級監(jiān)控,“弱開挖強(qiáng)支護(hù)”邊坡宜提升1級進(jìn)行監(jiān)控。(2) 在施工初期已取得一定監(jiān)測成果的情況下,主要根據(jù)監(jiān)測成果和揭示的地質(zhì)條件綜合動態(tài)判斷。對于有整體深層失穩(wěn)跡象的邊坡原則上可按一、二級監(jiān)控級別控制實(shí)施,其中永久和大型臨建邊坡可取一級監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn),對于其它臨時(shí)邊坡可取二級監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn);對于局部失穩(wěn)邊坡可取二級監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn),其中除永久和大型臨建邊坡以外部分邊坡可降低1級監(jiān)控。若有異常和特殊情況,則應(yīng)動態(tài)提升監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)并采取相應(yīng)對策。(3) 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)入五級監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)正常進(jìn)行。若有異常和特殊情況,則應(yīng)動態(tài)提升監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)并采取相應(yīng)對策。由于邊坡工程的復(fù)雜性,各監(jiān)控級別的特征判識很難采用統(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)驗(yàn)進(jìn)行綜合判斷。(1) 當(dāng)邊坡位移?時(shí)間曲線出現(xiàn)拐點(diǎn)、深層和表面變形方向與地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征逐步趨向統(tǒng)一、支護(hù)措施監(jiān)測效應(yīng)量出現(xiàn)較大增長、坡表出現(xiàn)裂縫等現(xiàn)象時(shí),可作為一至二級監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)的判識,進(jìn)入預(yù)警和警戒監(jiān)控狀態(tài)。(2) 當(dāng)邊坡監(jiān)測效應(yīng)量?時(shí)間曲線變化平緩、無四級以上不利地質(zhì)結(jié)構(gòu)面存在、開挖爆破滿足相關(guān)技術(shù)要求、支護(hù)措

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