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引張線(xiàn)在杭金衢高速公路滑坡監測中的應用
論文關(guān)鍵詞：高速公路 滑坡 引張線(xiàn) 監測
論文摘要：杭金衢高速公路K103滑坡在采取了一系列的加固措施以后，滑坡已經(jīng)基本處于穩定狀態(tài)，但是根據計算該滑坡的安全系數仍然沒(méi)有達到設計要求的1.20。因此，加固措施完成以后，采用引張線(xiàn)來(lái)監測滑坡體的位移，建立無(wú)線(xiàn)傳輸實(shí)時(shí)遠程監控系統，為滑坡的變化發(fā)展提供預警預報，同時(shí)為滑坡的進(jìn)一步治理提供決策依據。引張線(xiàn)監測系統建立以后，可實(shí)現不間斷的實(shí)時(shí)遠程監控，不到現場(chǎng)即可接收監測數據，通過(guò)分析處理及時(shí)掌握滑坡的發(fā)展動(dòng)態(tài)，做出預警預報。
1 工程概況
杭金衢高速公路K103滑坡位于義烏市后宅街道三里店村，向南距義烏出口約2千米�；滤趨^域的原始地形自然坡率一般為20~35°。高速公路路塹邊坡最大開(kāi)挖高度45m，開(kāi)挖邊坡坡度一般小于45°。
滑坡區巖體破碎，在高速公路建設期路塹開(kāi)挖過(guò)程中，曾多次發(fā)生坡面裂縫和坍塌。2005年2月，路塹邊坡和坡腳擋墻出現加速變形，邊坡有整體變形滑動(dòng)跡象。在坡體后緣及兩側出現大量裂縫，最大裂縫寬度近1m，上下錯動(dòng)高達0.5~0.8m。同時(shí)，公路擋墻出現裂縫和錯位，路邊排水邊溝向坡內傾斜，路面出現裂縫和隆起。隨著(zhù)春季降雨的增加有進(jìn)一步加劇的趨勢，邊坡和路基變形破壞現象已經(jīng)非常明顯，存在著(zhù)整體穩定性問(wèn)題，并已經(jīng)威脅到高速公路的安全運營(yíng)。
2 引張線(xiàn)的工作機理
引張線(xiàn)監測系統由數據采集系統、數據傳輸系統和數據接收系統組成。數據采集系統包括電線(xiàn)桿和牽引鋼絲，數據傳輸系統由信號采集處理和發(fā)射裝置組成，數據接收系統包括遠端的和信號集中處理裝置，如圖1所示。
當圖1中不穩定點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，裝在穩定處的位移傳感器有轉動(dòng)，轉動(dòng)的角度與位移的多少成正比，信號經(jīng)含有Microcontroller的“信號采集、處理及發(fā)射裝置”處理后，發(fā)送到“信號集中處理裝置”；信號集中處理裝置接收多個(gè)不穩定點(diǎn)的滑坡位移信號后，定時(shí)用移動(dòng)通訊網(wǎng)（GSM）將信號發(fā)送到GSM能到達的任意遠處；在遠離滑坡點(diǎn)處的GSM接收裝置將收到的數據給上位計算機，上位計算機的軟件將處理、接收到的全部數據。
圖1 引張線(xiàn)工作原理圖
Fig.1 Work theory of tension wire
3 引張線(xiàn)的布置
杭金衢高速公路K103滑坡的監測中，在滑坡體上選擇了一條典型剖面，沿該典型剖面固定埋設13根電線(xiàn)桿（或三腳架），引張線(xiàn)儀安裝在電線(xiàn)桿（或三腳架）上（見(jiàn)圖2），共12套儀器和1個(gè)固定端，布置圖見(jiàn)圖3。引張線(xiàn)儀測得的數據為兩點(diǎn)之間的相對位移，D01安裝在穩定的基巖上，不存在位移，D01與D02之間的距離變化可認為是D02相對于D01的位移�；�(xiàn)D02→D03和D03→D04正好跨過(guò)滑坡的后緣，D09→D10橫跨過(guò)抗滑樁。2006年3月完成了引張線(xiàn)儀的安裝。從2006年4月開(kāi)始對引張線(xiàn)進(jìn)行了不間斷的遠程監測，每小時(shí)采集一次數據。
SHAPE \* MERGEFORMAT
4 引張線(xiàn)監測數據分析
4.1 滑坡后緣水平位移監測引張線(xiàn)D01→D02位于滑坡體的上部，D02→D03和D03→D04跨過(guò)滑坡的后緣。對滑坡體頂部的水平位移監測數據進(jìn)行分析，得到圖4～圖6。
圖4中引張線(xiàn)D01→D02的水平位移歷時(shí)曲線(xiàn)顯示，監測數據在±15mm范圍內變化，可認為滑坡后壁是穩定的。圖5中引張線(xiàn)D02→D03的水平位移歷時(shí)曲線(xiàn)顯示，監測數據初始變化較大，位移漸漸趨于收斂，故可認為滑坡體的后緣在降雨作用下仍有緩慢的滑動(dòng)。圖6中引張線(xiàn)D03→D04的水平位移歷時(shí)曲線(xiàn)顯示，監測數據在±10mm范圍內變化，可認為滑坡后部是基本穩定的。
4.2滑坡中部水平位移監測SHAPE \* MERGEFORMAT
引張線(xiàn)D05→D06、D06→D07和D08→D09跨過(guò)滑坡體的中部。對滑坡體中部的水平位移監測數據進(jìn)行分析，得到引張線(xiàn)的歷時(shí)位移曲線(xiàn)，見(jiàn)圖7～圖9。
圖7中引張線(xiàn)D05→D06的水平位移歷時(shí)曲線(xiàn)顯示，該處的水平位移在2007年的雨季約有10mm的蠕滑，此后位于趨于平緩。圖8和圖9中引張線(xiàn)水平位移歷時(shí)曲線(xiàn)顯示，監測數據初始變化較大，此后位移漸漸趨于收斂，可認為滑坡體的中部目前是穩定的。
4.3滑坡前緣水平位移監測SHAPE \* MERGEFORMAT
引張線(xiàn)D10→D11、D11→D12和D12→D13跨過(guò)滑坡體的前緣。對滑坡體前緣的水平位移監測數據進(jìn)行分析，得到引張線(xiàn)的歷時(shí)位移曲線(xiàn)，見(jiàn)圖10～圖12。
圖10～圖12中引張線(xiàn)的水平位移歷時(shí)曲線(xiàn)顯示，除了自然因素引起的驟然位移變化外，其他時(shí)間的位移數據變化很小�？烧J為滑坡前緣也是基本穩定的。
前面各引張線(xiàn)儀監測點(diǎn)在個(gè)別時(shí)間會(huì )出現位移（沿滑坡方向）的驟然變化，這主要是因為鋼絲在拉力作用下發(fā)生蠕變，以及在重力、風(fēng)荷載作用產(chǎn)生了較大誤差。綜合分析，引張線(xiàn)D02→D03跨過(guò)滑坡體后緣的拉裂縫，滑坡體在18個(gè)月位移了約20mm，平均滑動(dòng)速率為1.11mm/M，因為滑坡體后緣為松散的土體，滑坡體在降雨的情況下仍有較小的位移。而滑坡體的其他部位基本是穩定的。
5 結 語(yǔ)
通過(guò)引張線(xiàn)在杭金衢高速公路K103滑坡中的應用分析，可得到如下結論：
�。�1）由監測分析可知，滑坡體后緣為松散的土體，在強降雨作用下仍有緩慢的蠕變。而滑坡體的其他部位基本處于穩定狀態(tài)。
�。�2由引張線(xiàn)監測數據可知，監測數據會(huì )因為自然條件的影響而發(fā)生驟然變化，產(chǎn)生誤差，而剔除這些誤差以后得到的數據與現場(chǎng)的巡視得到的結果相一致，所以監測數據是有效的。
參考文獻(References)：
[1] 浙江省規劃設計研究院. 杭金衢高速公路K103滑坡處治設計（R）. 2005年6月.（Zhejiang Provincial Plan Design & Research Institute of Communications.Treatment and design of the K103 landslide of Hangzhou-Jinhua-Quzhou expressway in Zhejiang province(R).2005.6.(in Chineise)）.
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