滬蓉西高速公路高填石路堤沉降監(jiān)測分析

吳澤軍，孔文斌

(1.廣州鐵路(集團)公司石長復線指揮部，湖南長沙 410007;2.廣州鐵路(集團)公司建設管理處，廣東廣州 510088)

1 工程概況

湖北滬蓉西高速公路是國家“7918”高速公路規(guī)劃網(wǎng)和湖北省高速公路規(guī)劃“五縱三橫一環(huán)”的重要組成部分。高填石路堤位于滬蓉西高速公路朱家?guī)r特長隧道與夾活巖特長隧道之間，處于構造溶蝕～浸蝕中低山地區(qū)，巖溶地貌發(fā)育。地表坡度在30°～75°之間，屬于典型的山嶺區(qū)，見圖1。其中坡長約130 m，寬度為64.4 m，最大邊坡填筑高度約72 m，最大中心高度約52 m，填方數(shù)量約37萬m3，是居亞洲第一、世界第二的高填方路基［1］。為了充分利用隧道開挖產(chǎn)生的石質棄渣的優(yōu)良性能，并減少棄渣對沿線生態(tài)環(huán)境的破壞和誘發(fā)地質災害安全隱患，最終決定采用兩座隧道的棄渣填筑路堤。

2 高填石路堤沉降監(jiān)測方法

選取路堤填筑高度大、斷面寬、地面坡度變化復雜的典型斷面ZK51+725作為監(jiān)測斷面。施工期間，沿路堤ZK51+725斷面豎直方向選取兩個部位，埋設套有沉降磁環(huán)的沉降管，具體如圖2所示。各個磁環(huán)以6 m間距呈豎直向由下至上逐一布置，編號順序由下至上依次為Ⅰ1～Ⅰ4和Ⅱ1～Ⅱ9。根據(jù)填筑情況，各磁環(huán)的高度需調(diào)整適當，其初始高程分別為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。

圖1 高填石路堤地形、地貌

施工填筑時應防止沉降管的人為損害，同時應盡量保證磁環(huán)的平整、平穩(wěn)。具體做法為，在沉降管周圍先用粒徑較細的填料覆蓋包裹，然后對周圍填料進行人工夯實。這樣可以準確地反映周圍土體的實際變形情況，使得沉降管的觀測數(shù)據(jù)更為準確。路堤竣工后，在路堤表面埋設附有混凝土標志的監(jiān)測點(測點為圖2中標示的測點1)，用以監(jiān)測路堤表面的沉降變形情況。

在路堤正常運營期間，為了研究路堤長期變形規(guī)律，在ZK51+725路肩外和邊坡中部布置深層水平位移觀測孔(編號CXLJ，CXBP共計2個)。在路基頂面布置沉降觀測點(編號 CJ1，CJ2，CJ3，CJ4，CJ5，CJ6，CJ7，CJ8，CJ9)和邊坡中部平臺布置沉降觀測點(CJ10，CJ11，CJ12)共計12個。在路肩外側布置裂縫觀測點(編號LF1，LF2，LF3)，在邊坡中部布置裂縫觀測點(編號LF4，LF5，LF6)和路基邊坡底部的擋墻頂部布置裂縫觀測點(編號LF7，LF8，LF9)，在路基內(nèi)側排水溝擋墻頂部布置裂縫觀測點(編號LF10，LF11，LF12)共計12個。在朱家?guī)r隧道出口和邊坡中部附近基巖上布置水準點(BM1，BM3)2個。運營期間監(jiān)測設施布置示意如圖3。

3 沉降監(jiān)測成果分析

監(jiān)測結果詳見圖4～圖8。

圖2 沉降管布置示意(單位:mm;高程單位:m)

沉降監(jiān)測點CJ2～CJ9由于路堤表面應急處理中心建設施工丟失，沉降觀測無法進行，表中計算值沒有考慮本月變化值。同時考慮整個沉降值較小，最大值沒有超過2 mm，故不再埋設新(或恢復)沉降監(jiān)測標志。測點沉降曲線見圖8。

1)由圖4可以看出，沉降速率在初期增加緩慢，而后速率逐漸加快，最后趨于穩(wěn)定。圖4沉降管中的Ⅱ1是接近地基的測點，沉降量10 mm左右，說明沉降來源于路堤本身的壓縮變形而地基沒有變形，地基具有足夠的強度和穩(wěn)定性。因此，在良好的地基上填筑路堤時，路堤的沉降變形可以只需考慮路堤自身施工期的瞬時沉降和工后蠕變沉降。

2)由圖5、圖8可以看出，工后路堤經(jīng)過長達兩年的監(jiān)測，路面沉降速率趨于穩(wěn)定，沉降主要為蠕變沉降，其沉降曲線符合衰減蠕變曲線。

3)由圖6、圖7可以看出，路堤在橫斷面方向發(fā)生不均勻沉降，沉降隨深度增加逐漸減少，呈S形曲線，其中孔頂累計位移為最大值，每月累計位移增加不明顯，且每月累計位移監(jiān)測曲線整體變化趨勢相同。路堤不存在明顯的變形，路基整體變形基本上趨于穩(wěn)定。

4)沉降出現(xiàn)輕微波動，后期沉降波動趨勢變緩，表明路基沒有顯著沉降發(fā)生，沉降基本趨于穩(wěn)定趨勢，表明路堤施工質量良好。其中個別點位監(jiān)測值的波動可能由測量誤差和外界對監(jiān)測點的影響造成。

5)由LF1～LF12共12監(jiān)測點所測裂縫寬度變化值均為0。可以看出，裂縫寬度監(jiān)測無變化，裂縫沒有明顯發(fā)展。其中LF3、LF4點原有裂縫寬度不為零，其余監(jiān)測點初始裂縫寬度皆為零。

圖3 運營期監(jiān)測設施布置

圖4 沉降管Ⅱ1，Ⅱ3，Ⅱ5，Ⅱ7測點沉降—時間曲線

圖5 沉降管地面監(jiān)測點1沉降—時間曲線

圖6 CXLJ累計水平位移趨勢

4 結語

本文針對典型斷面ZK51+725進行了施工期間的沉降觀測及工后長期穩(wěn)定性監(jiān)測，分析了高填石路堤的沉降變形影響因素和沉降變形規(guī)律。通過分析得知，現(xiàn)場沉降監(jiān)測為路堤沉降變形的變化分析研究提供了詳實可靠的原始數(shù)據(jù)依據(jù)，使得高填石路堤沉降分析更為確切，同時印證了前期路堤設計斷面尺寸合理，填筑方案切實可行。

圖7 CXBP累計水平位移趨勢

圖8 沉降測點曲線

［1］馮夏庭．智能巖石力學導論［M］．北京:科學出版社，2000．

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