變荷載影響下高邊坡巖體安全監測分析

【摘要】隨著我國經濟在快速的發展，社會在不斷的進步，水利工程施工受地形影響在高邊坡上布置拌合系統已為常態，料倉加載運行會影響邊坡巖體穩定，危及工程安全。文章以某二級電站工程為例，通過對比巖體變形監測和錨索應力監測研究料倉正常使用和加速運行2種情況下對高邊坡巖體的影響。研究結果表明，錨索在邊坡穩定中作用明顯，料倉進出料頻率增加對料倉范圍內巖體影響較小，而對皮帶支撐樁的巖體影響明顯并有變形增大的趨勢。通過監測分析可得出料倉加載過程中巖體的變形情況，為其治理提供依據。

【關鍵詞】高邊坡；穩定性；安全監測

隨著水利工程不斷建設發展，新建邊坡臨近既有邊坡的情況越來越普遍，因此分析新建邊坡建設的影響并提出合理的應對措施，是此類邊坡工程建設過程中亟需解決的問題。已有文獻更多地集中在研究邊坡開挖后的長期穩定性問題。但是，新建邊坡爆破施工易造成既有邊坡巖體原有的節理、裂隙進一步擴展，嚴重時還可能造成巖體沿已有結構面滑移，直接影響邊坡的整體穩定性。因此，分析爆破振動效應對邊坡的影響顯得尤為重要，這種情況表明了數值模擬的方法對于解決這類問題有很高的了可靠性，以及準確性。

1、關于高邊坡的穩定性的技術現狀的探討

在高邊坡建設過程中對其進行防護有著較為重要的意義，但是從目前來說推進穩定性的這個方面來看，要求同地質構造情況和地質特征的相關情況來分析和結合。當前處理高邊坡有著以下兩個方面的問題；首先是防護高邊坡應用的形式較為單一，由于地質情況總體較為復雜。其次則是高邊坡穩定性較差，比如說缺少對質條件做出深入的勘察，并且沒有掌握好地質構造情況來進行施工建設造成的，所以，要求提升高邊坡穩定性上應該做好防護工作，其防護形式要求表現出綜合性，可以推進進行實施防護，在諸多不同地質條件和附近環境來應該使用不同的形式做好防護工作，可以推進水利質量得到保證。

2、監測方法和措施

某二級電站位于某省境內，該電站在EL1560（高程） 平臺高程的高空， 配備了海拔1605米的筒倉， 以滿足施工需要。EL1560平臺的坡度分為三個區域。I和III區的挖掘工作相對完整。第二區（K4+700～K4+800） 的開挖表明， 巖體密集程度低， 巖體主要風化程度弱。它具有較強的風化作用， 裂縫相對發育， 邊坡基本穩定， 局部穩定性差。對二區的坡度進行分級， 從上到下開挖。坡率為1∶0.5，分設4級馬道于1635、1620、1605、1590m，高程筒倉位于1，6505米海拔平臺上。研究對稱邊坡滑面的確定，對該工程具有一定的參考意義。EL1560平臺斜坡設有六個監察路段，分別涉及K4+742、K4+778、K4+830、K4+880、K4+930和K4+960。

第二區有2個K4+742和K4+778 監測區。在筒倉底部共設置了9個setssc·36個多點位移計、14個錨動力計、6個錨樁應力計和16505米高程平臺。安排2個級工作基點和4個級監測點。具體布局如圖1所示。在攪拌系統試運行過程中對筒倉進行負載安全監測。對EL1560平臺邊坡6個監測段的17套多點位移儀、6套錨樁應力計和30個錨定測功機等63套監測儀器進行了連續測試。監測結果表明， 當筒倉荷載為最大允許荷載的80時，邊坡巖體的最大變形增量為0.42mm，錨索的最大荷載增量為16.49kN，錨桿樁的最大拉應力為16.49 kN。壓力表增加。面積為7.64 MPa，邊坡圍巖基本穩定?？梢钥闯觯珽L1560平臺高線混凝土攪拌系統的承載能力能滿足設計要求，工程設計假設和結構措施正確合理，能滿足生產過程中安全要求和操作。

3、水利工程整體穩定性的措施分析

3.1設計階段

對水利工程進行設計之時，要求做到對路基高邊坡整體的穩定性做好計算以及評價等工作，要求對設計路面的水文和地質環境來認真勘察，對設計路段的地質條件、水文條件等認真勘察。對其進行實地調查發現對水利路基高邊坡構成原因和構成的危害進行科學設計，進而提出合理的設計方案，如此就可以上保證高邊坡方案在技術和理論上的可行性以及合理性，推進水利工程高邊坡安全穩定性的提升。

3.2施工階段

在施工過程中與之相關的施工技術人員你要求對水利的具體情況進行勘察。接著對其勘察的數據做好整理和分析工作。依據現場的具體情況來對設計方案的合理性和可行性進行核對。在施工階段中與之相關的施工技術人員要求對水利的具體情況進行勘察，接著對數據及時分析和整理，依據現場的具體情況來核對設計方案的可行性和合理性，進而可以保證施工質量以及邊坡的穩定性。此外在進行具體施工中，要求同高邊工程的防護措施進行參考，選擇合理的支護形式，此種使用方式不僅可以實現路基邊坡整體穩定性的提高，也可以實現高邊坡防護能力的提升，也可以在一定程度上保證其自然美觀性。那么就要求在具體施工中，作為施工單位應該同設計單位之間進行第一時間的交流和合作。而對其監測的數據應該第一時間進行整理和分析，在其出現問題時，可以第一時間發現并且使用合理措施來處理，實現高邊坡穩定性提升。水利工程所在的地區巖性復雜性高，也會實現高邊坡防護能力獲得提升，也可以推進邊坡的自然美觀性。所以也要求在進行施工中，施工單位和設計單位要求第一時間做好溝通交流，對其監測的數據做好整理和分析，在問題出現時可以發現問題，并且采用合理措施來解決，實現水利施工質量提升，確保其穩定性。在水利工程中其所在的地區較為復雜，一般包括有志留系、泥盆系以及第四紀層等，從實際中可以看出，在這些區中巖性總體較差，所以應該對此地區要求全面評價此地區高邊坡穩定性，制定出最為有效高邊坡防滑加固措施。在對高邊坡治理設計中選擇安全系數為1.15，那么潛滑面推力是：R1=1.15×（430.8+4292.7+12673.8+1675.5）-（536.6+6455.0+12648.0+1674）=620.12（kN/m）。抗滑樁的設計參數是：樁身斷面：2.0m×3.0m（矩形），計算寬度：3.0m，樁長：20m，樁體埋深：12m，樁間距：6m，比例系數：mv=10000kN/m3，地基系數：A=1200000kN/m3，并且其樁身混凝土強度為C25，滑坡推力的分布也是依照三角形來分布。依據樁身和樁周巖體土體剛度之間的不同，來對樁身內力之時把樁的滑面位置劃分為上下兩個部分來計算，滑面之上則是根據在錨索力和滑坡推力的影響下對懸臂樁進行計算。在高邊坡設計中，應該深入到該地區地質勘測工作中，獲得巖層角度、高度、破碎情況以及高邊坡巖性等會對穩定性造成影響的因素進行分析，在進行了深入的調研以后可以看出楔形體滑動、傾倒破壞等是造成高邊坡破壞最為重要的形式。

4、施工放樣坐標選擇

為了降低測量數據操作的復雜性，現場檢查非常方便?？刂泣c坐標為A （351979.956，327732.213），O （3520034.841，327273.054），O點壩相對坐標為（0，0），現場測量前按要求檢查測量儀器。儀器的精度和檢驗人員的專業素質必須符合施工要求。測量基準時，嚴格執行“三級檢驗”制度。根據測試協調成都勘察設計研究所提供的數據，提供了測試點滿足要求時，現場施工控制網和加密控制點設置。根據現場施工條件，為了滿足現場施工監控和過程控制，分別在左岸。坡面EL1990馬路、EL1960馬路、EL1885馬路，利用設計提供的二次控制網絡進行復合加密排列，布局滿足施工精度和現場施工要求?，F場測量前，按要求檢查測量儀器。儀器的精度和檢驗人員的專業素質必須符合施工要求?；鶞庶c的測量應嚴格執行“三級檢驗”制度。根據成都勘察設計院提供的坐標數據，在測量點滿足要求時，布置現場施工控制網絡和加密控制點。根據現場施工條件，為滿足現場施工監視和過程控制，設計提供的二次控制網絡對左岸邊坡的EL1990、EL1960、EL1885組合線分別加密。該位置滿足施工精度和現場施工要求。

5、錨噴支護計量結算

根據土木工程施工原則和施工規范的要求，在路基開挖前，施工單位應共同監督和業主對原始地形和原始斷面進行測量。根據地形的變化，約20米的部分被設定為增加或減少?？梢詫?米的部分添加到具有大的局部形狀變化的位置。挖掘區域乘以基于兩個區域的平均面積的間距。由于kam屏幕的復雜性，一流水電站左岸邊坡地質，斷層，開挖邊坡滑坡現象較為嚴重，如果按照5 ma段發射器進行，工作量大，按計算該段保護量為實際噴射量的80%，不能反映實際情況，因為噴射保護變送器按部分計算不符合要求。根據之前的調查總結，使用無棱鏡全站儀測量收入，每隔2米是一個部分，南部測繪軟件用于計算3d中的面積。所計算工程量與實際吻合，滿足規范要求。

結語：

本文通過對拌合系統料倉所在高邊坡巖體監測，可以得出以下結論：（1）料倉加速運行期間，巖體變形很小且趨于穩定，錨索荷載趨于穩定，可以認為料倉邊坡巖體基本穩定，能夠滿足生產運行安全的要求。（2）料倉進出料頻率增加使錨索測力計荷載緩慢增長，然而，箱底部多點位移計的變化較小，表明斜坡錨索具有明顯的支撐效果，但仍需要施工方嚴格的觀察和檢查。（3）筒倉進出的頻率對帶式輸送機的支撐樁有很大的影響，導致帶式輸送機支撐樁周圍的巖體變形繼續緩慢增長，應力 錨索通常會緩慢增加。 因此，本文建議在滿足施工條件的情況下，垃圾箱應適當減少進料，全量排放，有利于邊坡的穩定性和工程施工的安全性。

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作者簡介：

練偉東，廣東水電二局股份有限公司，廣東增城。