山區(qū)高速公路隧道洞口段邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測

周建強 袁崠洋 詹偉 彭飛

摘? 要：山區(qū)高速公路隧道洞口段邊坡工程，在隧道開挖爆破擾動、邊坡防護施工、自然降雨等綜合因素作用下，容易發(fā)生地質災害。針對此類問題，文章以杭紹臺前山隧道洞口段邊坡工程為依托，采用現(xiàn)場監(jiān)測的方法，系統(tǒng)的介紹了邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測的各項內容與監(jiān)測方法。監(jiān)測結果顯示邊坡各項指標變化均符合要求，表明邊坡防護合理。對于類似工程可采用相同的監(jiān)測方法。

關鍵詞：邊坡;山嶺隧道;穩(wěn)定性;監(jiān)測方法

中圖分類號：TU45? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）17-0129-03

Abstract： The slope engineering of tunnel entrance section of expressway in mountainous area is prone to geological disasters under the action of comprehensive factors such as blasting disturbance of tunnel excavation， slope protection construction， natural rainfall and so on. In order to solve this kind of problem， this paper systematically introduces the contents and methods of slope stability monitoring based on the slope engineering of Qianshan tunnel of Hangzhou-Shaoxing-Taizhou highway. The monitoring results show that all the indexes of the slope meet the requirements， indicating that the slope protection is reasonable. The same monitoring method can be used for similar projects.

Keywords： slope; mountain tunnel; stability; monitoring method

1 概述

隧道洞口段爆破開挖施工時所產(chǎn)生的震動波，會對洞口邊坡形成一定的沖擊[1]。此外，由于洞口段邊坡植被發(fā)育、巖土體風化程度高且較為破碎，加之降雨以及地下水等多方面因素的影響，易發(fā)生松弛張裂、崩塌、滑坡等工程地質災害。因此，對隧道洞口段邊坡穩(wěn)定性進行研究十分必要[2～4]。

數(shù)值模擬、理論計算、模擬實驗這三種方法在邊坡穩(wěn)定性研究中得到了較多的應用，但以上三種方法均建立在一定的假設基礎之上，無法真實的反映邊坡的實際情況?，F(xiàn)場原位監(jiān)測能夠較為真實的反映邊坡的實際情況，但是目前的監(jiān)測項目較為單一，以坡面垂直位移監(jiān)測為主。本文以杭紹臺高速前山隧道洞口邊坡工程為依托，對坡體垂直位移、水平位移、深部巖體位移、地下水位進行系統(tǒng)的現(xiàn)場監(jiān)測，為類似的工程監(jiān)測提供一定的參考。

2 工程地質概況

在建杭紹臺高速公路全長約162.3公里，設計速度100公里/小時。前山隧道出口段邊坡處于低山丘陵區(qū)，設計為五級邊坡，地形坡度約10°～30°。隧道洞口段軸線與坡面小角度相交，出口約有140m的淺埋段，爆破開挖對上部坡體將產(chǎn)生較大的影響。坡體表面植被茂密、巖體破碎，呈碎塊狀，地層以白堊紀西山頭組（Klx）的中酸性火山碎屑巖（凝灰?guī)r）為主。

3 邊坡現(xiàn)場監(jiān)測

隧道洞口段邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測項目包括：坡面垂直位移、水平位移、坡體深部位移、地下水位。

坡面垂直位移、水平位移監(jiān)測采用同一測點，共計布設6個測點;坡體深部位移、地下水位監(jiān)測采用同一測孔，孔深22m，共計布設2個測孔。坡面位移監(jiān)測基準點及后視點選在穩(wěn)定、遠離邊坡的位置。監(jiān)測基準點采用強制歸心水泥觀測墩，后視點及坡面監(jiān)測點選用15×30cm的圓柱體，使用C25混凝土現(xiàn)場澆筑并預埋觀測桿，待混凝土強度達到75%開始監(jiān)測。深部巖體位移監(jiān)測孔在正式監(jiān)測15天前安裝完畢，以連續(xù)三次無明顯差異的測試結果平均值作為初始值。

4 數(shù)據(jù)處理與分析

4.1 坡面垂直位移

坡面垂直位移反映了坡體在豎直方向上的位移情況，有累計垂直位移量和速率兩個參數(shù)。監(jiān)測結果見圖1、2所示，“+”表示下沉，“-”表示上升。

由圖1、2可知，監(jiān)測點1～6各點累計垂直位移最大值為7.4mm;垂直位移變化速率最大值為0.023mm/d。各點的日均變化最大值均為超過規(guī)范規(guī)定值[5]。呈現(xiàn)出逐漸收斂的趨勢，最終趨于平穩(wěn)。

4.2 坡面水平位移

坡面累計水平位移量和位移速率見圖3、圖4所示，“+”表示沿坡面向外，“-”表示沿坡面向里。

由圖3、4可知，監(jiān)測點1～6各點累計水平位移最大值為5.6mm;水平位移變化速率最大值分別為0.020mm/d。各點的日均變化最大值均未超過規(guī)范規(guī)定值。水平位移變化趨勢呈現(xiàn)出逐漸收斂的趨勢，最終趨于平穩(wěn)，基本保持不變。

4.3 坡體深部位移

探測坡體深部位移、證實和確定正在發(fā)生位移的構造特征，確定潛在滑動面深度，判斷主滑方向，定量分析評價邊（滑）坡的穩(wěn)定情況，評判邊（滑）坡加固效果。坡體深層位移變化監(jiān)測結果見圖5所示。

由圖5可知：邊坡整體沿坡面向外位移，坡頂位移量最大，當巖體深度增加，位移量逐漸的減小。邊坡整體位移變形是呈逐漸穩(wěn)定的趨勢，深部位移監(jiān)測后期未見明顯的變形活動情況，表明邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)。

4.4 坡體地下水位

通過觀測地下水位變化情況，能夠評判邊坡排水措施的有效性。坡體地下水位變化監(jiān)測結果見圖6?！?”表示水位下移，“-”表示水位上升。

由圖6可知：1號監(jiān)測孔地下水位累計下移0.45m。2號監(jiān)測孔地下水位累計下移0.32m。水位變化幅度較小，后期趨于穩(wěn)定，未見異常情況，表明邊坡的排水系統(tǒng)合理。

5 結束語

以杭紹臺高速公路前山隧道洞口段邊坡工程為依托，系統(tǒng)的介紹了此類邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測工作，包括坡面垂直位移、水平位移、坡體深部巖體位移、坡體地下水位變化情況。從監(jiān)測結果來看，各項指標均未超過規(guī)范限定值，表明邊坡穩(wěn)定支護合理。文中所提的隧道洞口段邊坡監(jiān)測方法可為該類工程監(jiān)測提供一定的借鑒。

參考文獻：

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[2]張翾，汪成兵，周寧，等.某黃土隧道洞口段邊坡坍塌機理分析[J].地下空間與工程學報，2015，11（S1）：307-311.

[3]鄭明新，胡國平.高鐵隧道洞口段邊坡蠕滑機理分析[J].華中科技大學學報（自然科學版），2018，46（07）：17-21.

[4]劉偉鵬，毛邦燕，侯偉龍.吉爾木隧道出口邊坡赤平投影穩(wěn)定性分析[J].鐵道工程學報，2018，35（10）：59-64.

[5]GB50330-2013.建筑邊坡工程技術規(guī)范[S].