论文部分内容阅读
【摘要】：边坡工程由于岩石特性的不均匀性，地质构造的复杂性，力学作用和机理复杂影响因素具有很强的不确定性和复杂性，边坡的变形失稳机理复杂。在此基础上的边坡初步设计和治理措施往往存在不能完全把握边坡的工作性态和安全状况，另外边坡工程施工是一个的动态的过程，加之边界条件不同程度的非均质和各向异性，对于这种非确定的、动态变化的边坡变形失稳的判断和预报需要依赖于有效的边坡变形监控、监测数据的及时分析、处理，从而做到动态设计、信息化施工及时有效的防治。
【关键词】：安全监测；边坡评价
一、边坡安全监测系统设计思路
边坡监测系统需充分考虑工程的实际特点，合理设置监测相关项目，科学布置监测断面和点位，既要保证监测点的代表性，又要体现其特殊性，确保系统能有效、准确地反映边坡的位移、沉降和变形情况，监测边坡结构物、防护结构的安全性及防护效果，监测边坡的渗流及地下水变化。
要求边坡监测系统能够实时的反应出异常迹象，对出现异常现象的点位及时预警并实时、有效的反馈预警信息。
边坡监测系统要具备实时性强、可靠性高、操作简易等特点。
二、结合某水利工程的边坡安全监测工程进行评价分析
工程概况：该水电站位于四川省甘孜州境内，工程枢纽建筑物由土心墙堆石坝、泄洪放空建筑物、引水发电建筑物等永久建筑物以及导流建筑物等临时建筑物组成。枢纽布置方案总体布置为：土心墙堆石坝（与围堰结合）+右岸引水发电系统+左岸洞式溢洪道+左岸深孔泄洪洞+左岸“漩流竖井”非常泄洪洞（由后期导流洞改建）+左岸放空洞（兼后期导流洞）+左岸后期导流洞+右岸初期导流洞（在出口段与尾水洞结合）。坝体与上、下游挡水圍堰结合。
（一）右岸开挖边坡安全监测设计布置
根据右岸坝肩边坡的地形、地质条件及加固支护情况，选择坝轴线和最大坡高位置，布置 3 个监测断面。在每个剖面不同高程，根据工程布置和支护措施监测布置振弦式多点位移计、振弦式锚索测力计、振弦式锚杆应力计和表面变形监测点。沿开口线布设表面变形监测点，监测边坡的浅表层变形稳定性。
变形监测，边坡变形监测包括表面变形观测和内部变形观测，其中，表面变形观测采用布设外部变形测点进行观测，通过综合类比国内其它类似工程及右岸坝肩边坡的规模，在2875 m 高程以上边坡布设外部变形测点。边坡内部变形监测主要采用多点位移计进行，其中 2875m 高程以上边坡布置 1 个观测断面，2 套五点式多点位移计。 2875m 高程以下边坡布置 3 个观测断面，6 套四点式多点位移计。
支护应力，结合边坡采取的支护措施，边坡支护应力监测主要包括单点式锚杆应力计和锚索测力计（四弦）两种仪器。单点式锚杆应力计布设于 L=6m 的锚杆上，共计布置锚杆应力计 2 套。锚索测力计量程与支护锚索吨位一致，锚索测力计数量为 5 套。
（二）电站进水口及开关站边坡安全监测设计布置
根据进水口及开关站边坡的地形、地质条件及支护情况，进水口及开关站边坡布置3 个监测断面，分别位于进水口边坡正坡及侧坡、开关站边坡中线位置，监测项目主要包括边坡变形监测、支护应力监测等项目。
变形监测，进水口边坡及开关站边坡变形观测，布设 10 个观测断面，布设表面变形观测墩 23 个，多点位移计 31 套。
支护应力，结合边坡拟采取的支护措施，边坡支护应力监测主要包括光栅式单点式锚杆应力计和光栅式锚索测力计（四弦）两种仪器。锚杆应力计布设于Φ28 L=6m 的锚杆上，共计布置约 14 套锚杆应力计。锚索测力计根据锚索吨位保持一致，共布设 12 个观测断面，
锚索测力计 112 套。
（三）主要监测成果
右岸坝肩边坡：边坡外部变形观测中X方向为南北方向（上下游方向）水平变形，以向南（向下游）变形为正；Y方向为东西方向（横河向）水平变形，以向东（向河床）变形为正；Z方向为铅垂方向沉降变形，以向下的沉降变形为正，反之为负。内部多点位移计变形以向坡外为正，反之为负。锚杆（锚索）支护应力（荷载）以受拉为正，反之为负。各监测部位三维变形均呈波动走势。右坝肩2875以上边坡监测锚索支护荷载在971.78KN～1157.08KN之间，锚索锚固力基本呈损失状态，锚固力损失率在1.65%～9.25%之间，锚索锚固力实测值基本都在其设计吨位附近，锚固力变化较小且趋于平稳。
开关站边坡：开关站边坡各外观测点实测上下游方向累积位移在5.4mm～12.2mm之间，左右岸方向累积位移在-11.6mm～14.6mm之间，累积沉降量在7.6mm～20.5mm之间，总体变形较平缓，各向位移未出现明显变形。开关站边坡共布置了8套多点位移计，先期采用光栅式传感器进行试用，观测成果误差较大，其监测成果基本不反映坡体真实情况。据此增加布置了两套振弦式多点位移计，但基本在边坡开挖支护快完时才安装埋设，投入观测较晚，其观测成果基本反映的边坡岩体开挖支护完成后随时间的保护情况，监测到的坡体变形在0.75mm以内，变形已趋于平缓。
电站进水口边坡：电站进水口边坡各外观测点实测上下游方向（X向）累积位移在-3.1mm～24.8mm之间，左右岸方向累积位移在-6.5mm～11.9mm之间，累积沉降量在-5.0mm～22.4mm范围，三向位移总体累计位移值不大，近期基本无变化，位移走势趋于平缓。电站进水口边坡2875m高程以上多点位移计坡面各测点实测位移量在2.14mm以内，累计变形量值较小，各部位变形随时间基本趋于平缓。
（四）边坡安全监测分析评价
右岸坝肩边坡监测成果表明，边坡变形整体较小，锚索荷载变化基本趋于平稳，支护完成后锚杆应力基本在设计范围内，边坡处于相对稳定状态。
开关站边坡监测成果表明，边坡变形整体较小，部分锚索锚固力在支护前期损失较为明显，锚索荷载变化已基本趋于平稳，边坡处于相对稳定状态。
进水口边坡监测成果表明，除个别测点前期受爆破开挖影响造成变形量较大外，总体上边坡累计位移量较小。
根据本工程特点，将边坡开挖分为若干个区域同时进行开挖和支护，并根据施工道路特性以及岸坡地形、地貌情况，合理布置施工道路、通道以满足开挖的渣料尽可能从工作面直接出渣。按《水电水利工程边坡设计规范》，各建筑物工程边坡根据荷载效应组合或运行工况，采用极限平衡方法的下限解法进行边坡稳定分析。
总结：
通过仪器监测两岸边坡及相关设施，可对建筑物外表及内部大范围对象进行定期或不定期的直观检查和仪器探查，从而对边坡工程的安全稳定性进行评价。同时，边坡安全监测资料可以准确地反映降雨和开挖施工对边坡部位变形形式的影响，对指导边坡开挖安全施工能够起到重要作用。
参考文献：
[1]卢阳.谈我国建设工程安全生产管理问题与对策研究[J].山西建筑. 2012（30）.
[2]余建强，周晓冬.我国建筑工程安全标准体系的现状分析[J].工程管理学报. 2010（03）.
【关键词】：安全监测；边坡评价
一、边坡安全监测系统设计思路
边坡监测系统需充分考虑工程的实际特点，合理设置监测相关项目，科学布置监测断面和点位，既要保证监测点的代表性，又要体现其特殊性，确保系统能有效、准确地反映边坡的位移、沉降和变形情况，监测边坡结构物、防护结构的安全性及防护效果，监测边坡的渗流及地下水变化。
要求边坡监测系统能够实时的反应出异常迹象，对出现异常现象的点位及时预警并实时、有效的反馈预警信息。
边坡监测系统要具备实时性强、可靠性高、操作简易等特点。
二、结合某水利工程的边坡安全监测工程进行评价分析
工程概况：该水电站位于四川省甘孜州境内，工程枢纽建筑物由土心墙堆石坝、泄洪放空建筑物、引水发电建筑物等永久建筑物以及导流建筑物等临时建筑物组成。枢纽布置方案总体布置为：土心墙堆石坝（与围堰结合）+右岸引水发电系统+左岸洞式溢洪道+左岸深孔泄洪洞+左岸“漩流竖井”非常泄洪洞（由后期导流洞改建）+左岸放空洞（兼后期导流洞）+左岸后期导流洞+右岸初期导流洞（在出口段与尾水洞结合）。坝体与上、下游挡水圍堰结合。
（一）右岸开挖边坡安全监测设计布置
根据右岸坝肩边坡的地形、地质条件及加固支护情况，选择坝轴线和最大坡高位置，布置 3 个监测断面。在每个剖面不同高程，根据工程布置和支护措施监测布置振弦式多点位移计、振弦式锚索测力计、振弦式锚杆应力计和表面变形监测点。沿开口线布设表面变形监测点，监测边坡的浅表层变形稳定性。
变形监测，边坡变形监测包括表面变形观测和内部变形观测，其中，表面变形观测采用布设外部变形测点进行观测，通过综合类比国内其它类似工程及右岸坝肩边坡的规模，在2875 m 高程以上边坡布设外部变形测点。边坡内部变形监测主要采用多点位移计进行，其中 2875m 高程以上边坡布置 1 个观测断面，2 套五点式多点位移计。 2875m 高程以下边坡布置 3 个观测断面，6 套四点式多点位移计。
支护应力，结合边坡采取的支护措施，边坡支护应力监测主要包括单点式锚杆应力计和锚索测力计（四弦）两种仪器。单点式锚杆应力计布设于 L=6m 的锚杆上，共计布置锚杆应力计 2 套。锚索测力计量程与支护锚索吨位一致，锚索测力计数量为 5 套。
（二）电站进水口及开关站边坡安全监测设计布置
根据进水口及开关站边坡的地形、地质条件及支护情况，进水口及开关站边坡布置3 个监测断面，分别位于进水口边坡正坡及侧坡、开关站边坡中线位置，监测项目主要包括边坡变形监测、支护应力监测等项目。
变形监测，进水口边坡及开关站边坡变形观测，布设 10 个观测断面，布设表面变形观测墩 23 个，多点位移计 31 套。
支护应力，结合边坡拟采取的支护措施，边坡支护应力监测主要包括光栅式单点式锚杆应力计和光栅式锚索测力计（四弦）两种仪器。锚杆应力计布设于Φ28 L=6m 的锚杆上，共计布置约 14 套锚杆应力计。锚索测力计根据锚索吨位保持一致，共布设 12 个观测断面，
锚索测力计 112 套。
（三）主要监测成果
右岸坝肩边坡：边坡外部变形观测中X方向为南北方向（上下游方向）水平变形，以向南（向下游）变形为正；Y方向为东西方向（横河向）水平变形，以向东（向河床）变形为正；Z方向为铅垂方向沉降变形，以向下的沉降变形为正，反之为负。内部多点位移计变形以向坡外为正，反之为负。锚杆（锚索）支护应力（荷载）以受拉为正，反之为负。各监测部位三维变形均呈波动走势。右坝肩2875以上边坡监测锚索支护荷载在971.78KN～1157.08KN之间，锚索锚固力基本呈损失状态，锚固力损失率在1.65%～9.25%之间，锚索锚固力实测值基本都在其设计吨位附近，锚固力变化较小且趋于平稳。
开关站边坡：开关站边坡各外观测点实测上下游方向累积位移在5.4mm～12.2mm之间，左右岸方向累积位移在-11.6mm～14.6mm之间，累积沉降量在7.6mm～20.5mm之间，总体变形较平缓，各向位移未出现明显变形。开关站边坡共布置了8套多点位移计，先期采用光栅式传感器进行试用，观测成果误差较大，其监测成果基本不反映坡体真实情况。据此增加布置了两套振弦式多点位移计，但基本在边坡开挖支护快完时才安装埋设，投入观测较晚，其观测成果基本反映的边坡岩体开挖支护完成后随时间的保护情况，监测到的坡体变形在0.75mm以内，变形已趋于平缓。
电站进水口边坡：电站进水口边坡各外观测点实测上下游方向（X向）累积位移在-3.1mm～24.8mm之间，左右岸方向累积位移在-6.5mm～11.9mm之间，累积沉降量在-5.0mm～22.4mm范围，三向位移总体累计位移值不大，近期基本无变化，位移走势趋于平缓。电站进水口边坡2875m高程以上多点位移计坡面各测点实测位移量在2.14mm以内，累计变形量值较小，各部位变形随时间基本趋于平缓。
（四）边坡安全监测分析评价
右岸坝肩边坡监测成果表明，边坡变形整体较小，锚索荷载变化基本趋于平稳，支护完成后锚杆应力基本在设计范围内，边坡处于相对稳定状态。
开关站边坡监测成果表明，边坡变形整体较小，部分锚索锚固力在支护前期损失较为明显，锚索荷载变化已基本趋于平稳，边坡处于相对稳定状态。
进水口边坡监测成果表明，除个别测点前期受爆破开挖影响造成变形量较大外，总体上边坡累计位移量较小。
根据本工程特点，将边坡开挖分为若干个区域同时进行开挖和支护，并根据施工道路特性以及岸坡地形、地貌情况，合理布置施工道路、通道以满足开挖的渣料尽可能从工作面直接出渣。按《水电水利工程边坡设计规范》，各建筑物工程边坡根据荷载效应组合或运行工况，采用极限平衡方法的下限解法进行边坡稳定分析。
总结：
通过仪器监测两岸边坡及相关设施，可对建筑物外表及内部大范围对象进行定期或不定期的直观检查和仪器探查，从而对边坡工程的安全稳定性进行评价。同时，边坡安全监测资料可以准确地反映降雨和开挖施工对边坡部位变形形式的影响，对指导边坡开挖安全施工能够起到重要作用。
参考文献：
[1]卢阳.谈我国建设工程安全生产管理问题与对策研究[J].山西建筑. 2012（30）.
[2]余建强，周晓冬.我国建筑工程安全标准体系的现状分析[J].工程管理学报. 2010（03）.