高边坡监测方案.docx
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高边坡监测方案
潮惠高速公路TJ11合同段
高边坡监测方案
中铁隧道集团有限公司
二O一四年三月
编制人：
刘云龙
复核人：
米糠德
审批人：
孙学斌
一、工程概况
潮惠高速TJ11标段位于广东省汕尾市陆河县境内，起于陆河县溪东村，经樟河村、田心村，止于陆河县蛏湖，起讫里程K123+000～K133+500，全长。
本合同段挖方高边坡共有27段，高填方路基共有23段，路堑高边坡监测内容及监测点设置位置见附表1，高填方路堤监测内容及监测点设置位置见附表2。
二、深挖方和高路堤路基定义
深挖方路基是指边坡高度H≥20m土质挖方路基及边坡高度H≥30.0m石质挖方路基。
按照工点设计要求进行稳定性分析和验算，确定路基横断面型式、边坡防护、支挡加固措施等，边坡处治后的稳定系数Fs≥。
《公路路基设计规范》定义填方边坡高度大于20m时，称为高填方路基。
但根据广东地区土石填料性质不良，降雨多，路基稳定性差的特点，定义填方边坡高度大于12m时，称为高填方路基。
三、高边坡监测的目的
公路高边坡是一种复杂的工程,不仅表现在边坡成因、岩性、原生构造与空间组合及其已有变形方面,而且在内外地质应力,特别是公路开挖、堆渣、排水等工程活动作用下，处在不断的风化、卸荷、构造解体与复杂的活动之中。
所以在高边坡防护施工中对边坡变形、应力及防护措施进行监测,对高边坡完善防护设计、保证工程安全具有十分重要的意义。
通过对高边坡的监测，能够及时了解边坡在施工期和运行期的工作性态、及时提出处理方案与措施。
做到信息化施工，以减少不必要的损失，保证施工期和运行期工程的安全。
此外，可验证设计和边坡治理效果。
四、监测实施流程
边坡监测工作与边坡施工需要反复交叉开展，为了使边坡监测工作与边坡施工作业协调一致，特制定如下作业流程见图1。
五、监测内容和方案实施
监测项目
根据设计图纸要求，确定本标段路堑高边坡监测项目见表3，高路堤监测项目见表4。
满足稳定标准
竣工
加固措施
继续监测
本级开挖完毕
本级加固防护
开挖完毕
动态跟踪监测
满足稳定标准
停挖或其他措施
不满足
不满足
图1路堑高边坡监测流程图
表3高边坡监测项目汇总表
序号
监测项目
测试元件
1
边坡变形地表位移
位移监测桩
2
抗滑桩位移
位移监测桩
3
深层水平位移
测斜管
4
锚索、锚杆应力监测
测力计
表4高填方路堤监测项目汇总表
序号
监测断面类型
监测项目组合
备注
1
基—Ⅰ
路肩沉降板（两侧）+路中沉降板
1、"基"表示基本监测断面,"特"表示特殊监测断面。
2、基本断面在整均可设置,特殊断面仅在局部路段设置。
3、当表示有两侧设置但际只需要单侧设置时，注实明具体位置（左、右幅）。
2
基—Ⅱ
路肩沉降板（两侧）+路中沉降板+位移边桩（两侧）
3
基—Ⅲ
路肩沉降板（两侧）+路中沉降板+侧斜管（单侧）+位移边桩（两侧）
4
基—Ⅳ
路肩沉降板（两侧）+路中沉降板+坡脚沉降板+侧斜管（单侧）+位移边桩（两侧）
5
特—Ⅰ
路肩沉降板（两侧）+路中沉降板+坡脚沉降板+侧斜管（单侧）+位移边桩（两侧）+孔隙水压力计
6
特—Ⅱ
路肩沉降板（两侧）+路中沉降板+坡脚沉降板+侧斜管（单侧）+位移边桩（两侧）+孔隙水压力计+分层沉降标
7
特—Ⅲ
路肩沉降板（两侧）+路中沉降板+坡脚沉降板+侧斜管（单侧）+位移边桩（两侧）+孔隙水压力计+分层沉降标+静土压力盒
测点布设及监测内容
高填方路堤施工内容
高填方路堤监测断面布置图见图2。
图2高填方路堤监测断面布置图
监测项目均应在填土前埋设完毕。
观测频率视不同时期、填土高度和监测资料分析结果而定。
原则上按表4控制。
填方路基观测频率表4
阶段
观测频率
填土期
每日观测1～2次
填土间歇期
每日1次
预压期第1个月
隔日观测1次
预压期第2个月～第3个月
每周1次
预压期第4个月至卸载
每半月观测1次
卸载期
每日1次
上路面期
每周1次
上路面结束至项目竣工验收
每季度观测1次
高填土段应设置测斜管,孔压应根据实际工程情况设置:
1、沉降板
⑴沉降板采用钢板；测杆宜为钢管,与沉降板焊接为一体；套管为塑料管,必须有足够的刚度和强度。
沉降板大样图见图3。
图3沉降板大样图
⑵随着填土的增高,测杆与套管也相应接高,每节长度不宜超过50cm。
接高后的测杆顶面应略高于套管上口,套管上口应加盖封住管口,盖顶高出碾压面高度50cm。
⑶埋设时,板底应平整,其下铺设60cm*60cm*20cm砂垫层。
测杆垂直偏差率应不大于%。
2、分层沉降标采用钻孔埋设,钻孔直径与沉降管匹配（比沉降管略大，一般采用φ90）。
钻孔垂直偏差率应不大于%。
埋设后波纹管（φ70）露出地面15~20cm,并用水泥混凝土固定。
导管外露30~50cm,并随填土增高,接出导管并外加保护管。
3、测斜管采用塑料管（规格70，外径：
Φ70，内径：
Φ59，导槽宽：
，导槽深：
2，管长：
2m或4m，壁厚偏差：
≤14%，导管扭角：
≤°/m）。
其弯曲性能应适应被测土体的位移情况。
测斜管内纵向的十字导槽应润滑顺直,管端接口密合。
测斜管埋设于路堤边坡坡趾处。
埋设时,应采用钻机导孔,导孔的垂直偏差率不大于%。
测斜管底部应穿透软土层进入下卧硬土层中100cm,管内的十字导槽必须对准路基的纵横方向。
测斜管应高出地面50cm,并注意加盖保护。
4、位移边桩埋设在路堤两侧趾部,其中一根位于坡脚处,另一根位于排水沟外侧。
边桩采用10cm*10cm钢筋砼预制方桩,混凝土采用C25砼。
在边桩顶部应预埋不易损坏的金属测头。
边桩采用打入法埋设。
5、孔隙水压力计宜采用钻孔埋设法,埋设时,应采用一孔单只孔压计埋设方式,并应注意封孔。
孔压计从砂垫层底部开始埋设,每隔2m埋设一只。
埋设后应将电缆外引至观测箱中,并注意保护好。
6、孔隙水压力测点和分层沉降标测点的间距分别为2m和1m。
分层沉降标、孔隙水压力计应布置在整个软土深度范围内。
7、沉降和位移观测采用S1和S3水准仪,S1水准仪采用二等水准测量,用于观测工作基桩和校核基准标高；S3水准仪用于三等水准测量,用于观测沉降和位移。
观测精度为。
边桩位移大样图见图4。
图4边桩位移大样图
高边坡路基监测施工内容
高边坡路基监测断面布置图见图5。
图5高边坡路基监测断面布置图
1、边坡变形、地表位移监测工作可由施工单位完成,位移监测桩由施工单位现场制作;其他监测项目应由专业监测单位承担,监测元件由监测单位准备。
2、边坡变形监测主要进行坡体位移随时间、开挖进程和降雨的变化规律,观测内容,方法、时间、工作量等如下:
（1）监测内容:
边坡变形,观测裂缝发展情况.
（2）工作方法:
采用全站仪监测各固定点的坐标、高程,利用直尺量测裂缝宽度变化情况.可参考公路测试的BM点。
（3）工作程序:
在深挖路堑边坡（土质边坡>20m,岩质边坡>30m）范围内,从挖方边坡最高处开始设观测断面,并沿路线方向每隔40m间距向两侧布置观测断面,于断面边坡坡口线外2m处埋设位移监测桩。
开挖过程中,在对应边坡平台位置埋设固定桩,直至边坡坡脚。
（4）工作频率:
边坡施工期间,每15天观测一次固定桩位移,雨季7天观测1次,遇强降雨及突发性暴雨应每天1次观测,边坡施工完成后至道路通车1年半时间内,每1个月观测1次,若变形明显加大,应持续监测。
（5）工作量:
对于一个观测点,若边坡施工期为1年,则总的观测次数约为120次（估算值）。
3、位移监测桩采用C15混凝土预制,尺寸为中间埋深钢钉测头。
4、位移监测桩的布设可根据实际地形和施工情况作适当调整。
5、位移监测桩应埋设牢固,测斜管深度应大于潜在滑动面10m。
6、每根锚索、锚杆测力计及每个抗滑桩的位移桩埋设数量不少于2个。
7、测试元件和设备应满足各监测项目的精度要求,并具有较好的稳定性能。
8、监测周期应与施工和降雨相联系,雨季和边坡开挖时应加密监测,竣工后可减少观测密度,监测时间为竣工后1~2年。
9、监测数据应及时整理和分析,监测结果用于指导施工;
10、施工中应注意保护位移监测桩及其它监测元件,避免被施工机具破坏,影响观测结果。
六、监控量测数据的分析、预测
监控量测资料均由计算机进行处理与管理，当取得各种监测资料后，及时进行处理分析，绘制相应图表，对监测数据进行回归分析，预测最终位移值，预测边坡的安全性，确定工程技术措施。
每一测点的监测结果要根据其位移变化速率和管理基准等综合判断结构的安全状况，并编写周、月汇总报表，及时反馈指导施工，调整施工参数，达到安全、快速、高效施工之目的。
监测数据的整理分析及反馈的方法和内容通常包括监测资料的采集、整理、分析、反馈及评判决策等方面。
（1）数据整理
每次观测后应立即对原始观测数据进行校核和整理，包括原始观测值的检验、物理量的计算、填表制图，异常值的剔除、初步分析和整编等，并将检验过的数据输入计算机的数据库管理系统。
（2）数据分析
采用比较法、作图法和数学、物理模型，分析各监测物理量值大小、变化规律、发展趋势，以便对工程的安全状态和应采取的措施进行评估决策。
绘制测点时间位移曲线散点图和距离位移曲线散点图，如果位移的变化随时间而渐趋稳定，说明该处地层处于稳定状态，支护系统是有效、可靠的，如图中的正常曲线。
图6的反常曲线中，出现了反弯点，这说明位移出现反常的急骤增长现象，表明支护体系已呈不稳定状态，应立即采取相应的施工措施进行处理。
在取得足够的数据后，还应根据散点图的数据分布状况，选择合适的函数，对监测结果进行回归分析，以预测该测点可能出现的最大位移值，预测边坡的安全状况。
图6时间-位移曲线和距离-位移曲线
七、提交的监测成果资料
在工程监测过程中，实时对监测结果进行整理，按监理工程师的要求以周报或日报的形式送达有关各方（业主、设计、监理）。
工程结束时，提交完整的监测总报告。
主要包括日（周、月）报、巡查报告、专题报告以及监测总报告。
（1）日报
在遇到沉降或其它观测值变化速率加快（到达5%控制值/天），或者遇到自然灾害如暴雨、台风、地震等情况时，为使相关各方能及时掌握各监测对象实时状态，将以监测日报的形式报送。
日报重点集中反应近日受关注程度较高的部分监测对象，主要包括边坡附近、变形异常地段的变化值及其变化速率，并根据工况提出有效控制变形发展的建议。
（2）月（周）报
监测成果以周报、月报的形式提交监测管理单位，月（周）报中的表格形式按照相应的规范表格制作，报告中具体包括以下几方面的内容：
①监测项目及测点布置。
包括本月（周）所开展监测项目及随施工进展进行测点布置的情况，提出下月（周）计划。
②施工进度。
当月（周）工程施工进展及周边临近工程施工情况（施工内容、方法、进度等），以及监测工作进展情况（监测点变更情况和理由，监测频率变动情况的说明，监测工作存在的问题等）。
③监测值的时程变化曲线。
通过监测数据，绘制监测结果时程变化曲线，并根据曲线发展趋势进行理论分析。
④根据实际情况，作出相应监测项目的预报分析。
根据监测曲线及理论分析结果，再结合实际情况对变形较大的点作出当月（周）的综合分析，指出“变化趋势”，根据工况和地质条件分析产生较大变形的原因，作出该点变形对周围环境的影响是否安全的评价及预报。
⑤指出达到或超过报警值的测点位置，并初步分析其原因。
对各项监测数据进行统计，指出累积值较大并达到或超过报警值测点，并结合施工情况对其原因进行重点分析，预测施工中是否存在危险，提出可行性建议。
⑥监测成果表汇总。
要求按规定的格式分项归类、汇总，各测点的监测数据要按监测日期顺序准确填报，表格中观测、制表、校核、审核者必须签名，确保表中内容正确真实。
⑦监测测点布设图。
初始月（周）报必须附有现场监测测点布设图，图上监测点号必须与监测成果表中的点号相对应并一致，如有新增点或变更点，应在新增或变更当月（周）报中及时更新并附图。
（3）专题报告
异常情况或重点项目的监测专题分析报告等。
（4）监测总报告
监测工作结束后，需进行整个项目的总结工作，并最终形成监测总报告。
监测总报告应包括以下几部分内容：
①工程概况及监测目的；
②监测项目及测点布置；
③采用的仪器型号、规格及标定资料；
④数据采集和观测方法
⑤监测资料的分析处理；
⑥监测值全时程变化曲线；
⑦监测结果评述。
上述报告等监测成果资料按照要求及时提交给业主和监测管理单位。
八、监测管理体系和保证措施
监测管理体系
针对本工程监测项目的特点建立专业组织机构，由我单位7～9人组成监控量测及信息反馈小组，成员由多年从事地下工程施工及监测经验的技术人员组成，监测分为三个监测小组，各设一名专项负责人，在组长的领导下负责日常监测工作及资料整理工作。
监测组织机构见图7。
监测组组织机构图
图7施工监测组织机构图
监测管理体系保证措施
为保证量测数据的真实可靠及连续性，特制定以下各项质量保证措施：
（1）监测组与监理工程师密切配合工作，及时向监理工程师报告情况和问题，并提供相关切实、可靠的数据和记录。
（2）测点布置力求合理，应能反映出施工过程中结构的实际变形和应力情况及对周围环境的影响程度。
（3）测试元件及监测仪器必须是正规厂家的合格产品,测试元件要有合格证，监测仪器要定期校核、标定。
（4）测点埋设应达到设计要求的质量。
并做到位置准确，安全稳固，设立醒目的保护标志。
（5）监测工作由多年从事监测工作及有类似工程监测经验的工程师负责，小组其它成员也是有监测工作经历的工程师或测工，并保证监测人员的相对固定，保证数据资料的连续性。
（6）监测数据应及时整理分析，一般情况下，应每周报一次，特殊情况下，每天报送一次。
监测报告应包括阶段变形值、变形速率、累计值，并绘制沉降槽曲线、历时曲线等，作必要的回规分析，及对监测结果进行评价。
（7）监测数据均现场检查、室内复核后方可上报；如发现监测数据异常，应立即复测，并检查监测仪器、方法及计算过程，确认无误后，立即上报给甲方、监理及单位主管，以便采取措施。
（8）各监测项目在监测过程中必须严格遵守相应的测试实施细则。
（9）雨季是施工的不利情况，地下渗水比较严重。
因此雨季在保证正常的监测频率的情况下，加强量测频率，同时，应根据监测结果，加强一些不利区域的监测，以保证整个工程始终处于监控状态。
附表1路堑高边坡监测内容及监测点设置位置汇总表
序号
起讫桩号
监测断面桩号
监测内容
监测位置
监测项目
沉降板
位移边桩
位移桩
位移钉
测斜管
（块）
（根）
C25砼（m3）
（处）
（个）
管长（m）
（个）
1
K123+～K123+
K123+040,K123+020
高填路基稳定沉降
右侧
位移边桩、位移桩、测斜管
6
7
2
2
K123+～K123+
K123+200
高填路基稳定沉降
右侧
位移边桩、位移桩、测斜管
2
2
1
3
K123+530～123+700
K123+620
高填路基稳定沉降
右侧
位移边桩、位移桩
4
5
4
K123+～K123+
K123+780
高填路基稳定沉降
右侧
位移边桩、位移桩、测斜管
4
5
1
5
K123+～K124+
K123+980
高填路基稳定沉降
左右侧
沉降板、位移边桩、位移桩
2
2
7
6
K124+～K124+
124+320
高填路基稳定沉降
右侧
位移边桩、位移桩、测斜管
2
3
1
7
K126+～K126+
K126+880
高填路基稳定沉降
右侧
位移边桩、位移桩、测斜管
2
3
1
8
K127+～K127+
K127+100
高填路基稳定沉降
右侧
位移边桩、位移桩、测斜管
4
4
1
9
K127+～K127+
K127+
高填路基稳定沉降
右侧
沉降板、位移边桩、位移桩、测斜管
2
4
5
1
10
K127+～K127+
K127+530,K127+560
高填路基稳定沉降
左右侧
沉降板、位移边桩、位移桩、测斜管
2
8
10
2
11
K128+230～K128+380
K128+
高填路基稳定沉降
左侧
位移边桩、位移桩
4
3
12
K128+～K128+
K128+460
高填路基稳定沉降
右侧
位移边桩、位移桩、测斜管
4
5
1
13
K128+～K129+
K129+020
高填路基稳定沉降
右侧
位移边桩、位移桩、位移钉
2
2
7
14
K130+380～K130+440
K130+397
高填路基稳定沉降
左侧
位移边桩、位移桩
4
4
15
K130+～K130+
K130+640
高填路基稳定沉降
左侧
沉降板、位移边桩、位移桩、测斜管
1
4
4
1
16
K131+～K131+
K131+160
高填路基稳定沉降
左侧
沉降板、位移边桩、位移桩、测斜管
2
4
6
1
17
K131+～K131+
K131+298
高填路基稳定沉降
左侧
位移边桩、位移桩、测斜管
4
4
1
18
K131+～K131+
K131+
高填路基稳定沉降
左侧
位移边桩、位移桩、测斜管
4
5
1
19
K131+～K131+
K131+
高填路基稳定沉降
左右侧
沉降板、位移边桩、位移桩、测斜管
3
4
7
2
20
K131+～K131+
K131+900
高填路基稳定沉降
左侧
位移边桩、位移桩、测斜管
4
5
1
21
K132+770～K132+800
K132+780
高填路基稳定沉降
右侧
位移边桩、位移桩
2
3
22
K132+～K132+
K132+
高填路基稳定沉降
左侧
沉降板、位移边桩、位移桩、测斜管
3
4
4
1
23
K132+～K132+
K132+960
高填路基稳定沉降
左侧
位移边桩、位移桩、测斜管
4
4
1
24
K133++
K133+040
高填路基稳定沉降
左侧
位移边桩、位移桩、位移钉
2
2
11
25
K133+～K133+
K133+400
高填路基稳定沉降
右侧
位移边桩、位移桩、测斜管
4
4
1
26
K124+680～K124+835
K124+700、K124+750、K124+800
高填路基稳定沉降
道路两侧
沉降板、位移边桩、测斜管
9
6
6
27
CK0+365～CK0+432
CK0+400
高填路基稳定沉降
道路两侧
沉降板、位移边桩、测斜管
3
2
2
附表2高填方路堤监测内容及监测点设置位置汇总表
序号
起讫桩号
监测断面桩号
监测内容
监测位置
监测项目
沉降板
位移边桩
位移桩
位移钉
测斜管
锚索测力计
（块）
（根）
C25砼（m3）
（处）
（个）
管长（m）
（个）
（个）
1
K123+～K123+
K123+
高边坡稳定变形
左侧
位移监测点、测斜管
6
1
2
K124+～K124+
K124+180
高边坡稳定变形
右侧
位移监测点、测斜管
5
1
3
K124+～K124+
K124+240
高边坡稳定变形
左侧
位移监测点、测斜管
5
1
4
K124+～K124+
K124+340
高边坡稳定变形
左侧
位移监测点、测斜管
4
1
5
K126+～K127+
K126+980
高边坡稳定变形
左侧
位移监测点、测斜管
5
1
6
K127+～K127+
K127+680
高边坡稳定变形
左侧
位移监测点、测斜管
4
1
7
K127+～K128+
K128+100
高边坡稳定变形
右侧
位移监测点、测斜管
5
1
8
K128+～K128+
K128+160
高边坡稳定变形
左侧
位移监测点、测斜管
5
1
9
K129+～K129+
K129+120
高边坡稳定变形
左侧
位移监测点、测斜管
4
1
10
K129+～K129+
K129+280
高边坡稳定变形
左侧
位移监测点、测斜管
5
1
11
K130+～K130+
K130+520
高边坡稳定变形
右侧
位移监测点、测斜管
7
2
12
K130+～K131+
K130+980
高边坡稳定变形
右侧
位移监测点、测斜管
6
1
13
K131+～K131+
K131+400
高边坡稳定变形
右侧
位移监测点、测斜管
5
1
14
K132+～K132+
K132+420
高边坡稳定变形
右侧
位移监测点、测斜管
4
1
15
K132+～K132+
K132+540
高边坡稳定变形
左侧
位移监测点、测斜管
4
1
16
K124+400～K124+568
K124+460、K124+500
高边坡稳定变形
左侧
位移监测点、测斜管
9
4
17
K124+406～K124+664
K124+460
高边坡稳定变形
右侧
位移监测点、测斜管
6
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