山區高速公路滑坡深層位移監測及穩定性分析

羅 劍

(貴州交通巖土工程有限責任公司)

1 鉆孔測斜儀

鉆孔測斜儀的基本原理是將擺錘受重力影響是基礎測定，將垂線當做是基準的弧角變化，根據使用的方式進行劃分，被分為兩種測斜儀，一種是滑動式測斜儀，另一種是固定式側斜儀。

1.1 滑動式測斜儀

滑動式測斜儀的主要工作原理就是在鉆孔進行測斜管的埋置，另外，在其內部還必須要進行導槽的設置，把帶有傾角傳感器的活動探頭在測斜管內部從相下往下劃出來，然后再將鉆孔沿線傾角的變化情況進行記錄，按照傾角將每一個測點的側向位移計算出來。

1.2 固定式測斜儀

固定式斜測儀的工作原理是在鉆孔里面進行測斜管的埋置，還進行傾角傳感器的設置，在滑坡出現側向位移的時候，傳感器的傾角也會做出改變，然后綜合布設的具體距離進行各個點的相對位移的計算，但是，不可否認的是，相對而言，固定式斜測儀傳感器的價格比較高昂，儀器安裝要留有一定的間距，僅僅可以按照實際需求在鉆孔里面進行傳感器的安裝處理，并且其安裝的傳感器的數量也受到各個方面限制因素的影響，因此，在確定滑面位置的時候，極有可能會存在著較大的偏差。然而，這種測斜儀卻可以輕易的進行自動化的檢測處理，在測斜管變形較大的情況下，滑動式測斜儀探頭的自由移動會受到影響，使得不能夠正常使用，不能測量。相對而言，固定式測斜儀測量精度是比較理想的，通常情況下，量程是±10°，在滑坡的變形情況大于量程的時候，固定測斜儀就不能夠實現監測。

2 鉆孔測斜儀基本原理

測斜儀的工作原理就是在傳感器探頭和鉛垂形成傾角的時候，隨著重力的作用，傳感器倆面的敏感元件會有一個角度的擺動，借助于具備著極高靈敏度的微電子換能器就可以實現角度到線號的轉換，通過科學的處理，就可以較為直觀的在液晶顯示屏幕上顯示出被測點的水平位移量，在巖土體出現位移的時候，埋在巖土體里面的測斜管也會隨著土體出現位移，實際上，測斜管的位移也就是土體的位移。存放在測斜管內部的傳感器所測量處理的量是對于每一個測段上面測斜管的傾角，而該分段兩端點的水平偏差可由測得的傾角θ 用下式表示:

式中:Xi為第i 量測段的水平偏差值，mm;Li為第i 量測段的長度，通常取為0.5，1 m 等整數，m;θi為第i 量測段的傾角值，°。

在采用測斜儀進行觀測的時候，為了可以消除與減少儀器的零漂以及裝配的偏差等，應該在位移的的正方向以及測頭旋轉180°角之后的反方向各測讀一次數。對于伺服加速度計式測斜儀來說，其測斜是在探頭的內部加速度計測量重力失量g 在傳感器軸線垂直面上的分量大小來實現的，其位移增量Xi可以表示為

Xi=(│U1i│+2│U2i│)/2CgLi

公式當中U1i指的是第i 量測段正測的電壓輸出信號;U2i指的就是第i 量測段反測(相差180°)的電壓輸出信號;C指的是儀器參數;Li指的是第i 量測段的長度。如此一來，按照每一次觀測結果能夠繪制出鉆孔位移隨時間、孔深變化的關系曲線，進而能夠獲得巖土體深部發生位移的部位、方向等參數，從而為滑坡治理提供有效參數。

3 山區高速公路滑坡深層位移監測

在進行測斜管安裝的時候，為了能夠盡量的避免誤差的出現，確保測量的精確程度，應該積極的采取有效的措施，還必須要遵循相應的規則。

3.1 測斜管的安裝

在進行測斜管安裝的時候，需要注意的是，一定要確保底部安裝了護蓋，其連接的地方應該采用螺絲進行連接，連接之后才能夠進行密封處理，避免泥沙進入到測斜管里面，使得測斜管的凹槽被封堵起來，導致測量精度受到影響，要注意的是，對于頂部位置一定要有頂蓋，避免石砂落入到測斜管當中而使得測斜管被封堵，在測斜管的內部應該有兩對保持垂直的導槽，為了能夠提高監測的效率，應該保證導槽的方向和滑坡滑動保持一致。

應該注意的一點是，在進行測斜管填埋以及鉆孔壁之間空隙利用材料按照巖土體不同而利用各種各樣的填充物，在土體當中建議利用細沙進行填充處理，對于堅硬的巖體建議采用水泥砂漿進行填充處理，在填充結束以后，需要經過一段時間的等待，通常情況下，是一周左右的時間，直到測斜管與其四周的土體融合在一起之后才能夠進行測量處理。

測斜管的材質不同，其扭轉角也是存在著區別的，通常情況下，扭轉角最大的為塑料管，然后是PVC 管，而扭轉角最小的為鋁合金管，為了能夠降低扭轉角對監測結果造成不利的影響，在具備著充足資金的狀況之下，建議利用鋁合金管。如果利用塑料管或者是PVC 管的話，在使用之前，一定要利用測扭儀進行測斜管的檢測，對于是處于輕微性扭轉的測斜管的檢測結果做出相應的調整，對于扭轉情況比較嚴重的塑料管還應該再一次的埋設或者是增加設置鉆孔，盡可能的降低導向鈕鉆所造成的不利影響。

3.2 測量

在每一次開始測量之前，應該把側頭放入到測斜管的底部，經過5 min 時間的等待以后，才可以進行測量，保證側頭的溫度和圍巖的溫度相同，防止溫差干擾的出現。在進行測量的時候，需要直到讀數趨于穩定之后才能夠進行參數的讀取，導線上面的標尺一定要經過固定，而且要保證每一次的提拉測量是相同的點，避免造成每一次測量Li 不同，導致偏差的出現。所以，要保證測量由同一的人員負責進行。

4 山區高速公路滑坡穩定性分析

滑坡實際上就是斜坡順著連通的剪切破壞面所形成的滑移地質現象，滑坡給當地人民的生產與生活都造成了非常嚴重的影響，在嚴重的情況下，甚至對造成大災難的發生，為了能夠第一時間發現隱患，第一時間采取有效措施將隱患消除，必須要對有滑坡可能性的巖土體進行監測。

這一次利用了BQBF－698B 型鉆孔測斜儀進行了滑坡變形監測，為了能夠清晰的了解到滑坡體每一個位置的滑動特點，以及監測效率以及安裝所需要投入的資金，文章這一次監測一共選用了2 條測線，進行了5 個檢測孔的設置，從而進行滑動速率以及滑動面的定位處理，測線1 位置滑坡所造成的屋面變形情況非常惡劣的部位，分別位于滑坡前緣、滑坡腹部以及滑坡后緣分別進行測斜孔的布置。分別為(JC－01、JC－02、JC－03)。

在2012年的上半年，對布設的5 個檢測孔進行了多次的測量，對測斜所得到的結果進行了分析與研究，最終生成了累加位移和孔深曲線圖。

5 結 論

滑動方向預判不準確，得到的監測結果將與事實相差甚遠。

圖1 累計位移與深度曲線圖(測線1)

圖2 累計位移與深度曲線圖(測線2)

測線1 當中的檢測孔JC－01、JC－02、JC－03 有著較為突出的滑動面，依次在深度13～15 m、12～15 m 以及13～16 m，測線2 當中的檢測孔JC－11 以及JC－12 并沒有顯示出過于突出的滑動面，但是，該地處于滑坡帶的邊緣，在時間的推移下，或者是因為施工、降水等各個方面因素的限制，極有可能發生薄弱面形成滑動的現象，在這一次監測利用是為定性埋設測斜管，僅僅支隊其中某一個方向的方式進行了監測，其檢測的結果和鉆孔、坑深是相同的，所以，能夠判定，這種方式可以提高監測的效率，比較適合使用在滑坡體滑動方向。

6 結束語

滑坡的深度位移監測可以實時掌握滑坡所處的變化階段及穩定狀態，對失穩的滑坡做出相關的預測預報。為監測人員提供滑坡的變形數據，追蹤滑坡的變化進程，實時掌握滑坡滑坡的特征資料和演化過程，對后續的滑坡研究提供有效的依據。

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