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  • 引張線在杭金衢高速公路滑坡監測中的應用

    時間:2024-06-06 12:31:12 交通物流畢業論文 我要投稿
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    引張線在杭金衢高速公路滑坡監測中的應用

      論文關鍵詞:高速公路 滑坡 引張線 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,滑坡已經基本處于穩定狀態,但是根據計算該滑坡的安全系數仍然沒有達到設計要求的1.20。因此,加固措施完成以后,采用引張線來監測滑坡體的位移,建立無線傳輸實時遠程監控系統,為滑坡的變化發展提供預警預報,同時為滑坡的進一步治理提供決策依據。引張線監測系統建立以后,可實現不間斷的實時遠程監控,不到現場即可接收監測數據,通過分析處理及時掌握滑坡的發展動態,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挖高度45m,開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挖過程中,曾多次發生坡面裂縫和坍塌。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,上下錯動高達0.5~0.8m。同時,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。隨著春季降雨的增加有進一步加劇的趨勢,邊坡和路基變形破壞現象已經非常明顯,存在著整體穩定性問題,并已經威脅到高速公路的安全運營。

      2  引張線的工作機理

      引張線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桿和牽引鋼絲,數據傳輸系統由信號采集處理和發射裝置組成,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中不穩定點移動時,裝在穩定處的位移傳感器有轉動,轉動的角度與位移的多少成正比,信號經含有Microcontroller的“信號采集、處理及發射裝置”處理后,發送到“信號集中處理裝置”;信號集中處理裝置接收多個不穩定點的滑坡位移信號后,定時用移動通訊網(GSM)將信號發送到GSM能到達的任意遠處;在遠離滑坡點處的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 引張線工作原理圖

    Fig.1 Work theory of tension wire

      3  引張線的布置

      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根電線桿(或三腳架),引張線儀安裝在電線桿(或三腳架)上(見圖2),共12套儀器和1個固定端,布置圖見圖3。引張線儀測得的數據為兩點之間的相對位移,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。基線D02→D03和D03→D04正好跨過滑坡的后緣,D09→D10橫跨過抗滑樁。2006年3月完成了引張線儀的安裝。從2006年4月開始對引張線進行了不間斷的遠程監測,每小時采集一次數據。

      SHAPE  \* MERGEFORMAT 

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

      4  引張線監測數據分析

      4.1 滑坡后緣水平位移監測

    引張線D01→D02位于滑坡體的上部,D02→D03和D03→D04跨過滑坡的后緣。對滑坡體頂部的水平位移監測數據進行分析,得到圖4~圖6。

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

      圖4中引張線D01→D02的水平位移歷時曲線顯示,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D02→D03的水平位移歷時曲線顯示,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。圖6中引張線D03→D04的水平位移歷時曲線顯示,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D05→D06、D06→D07和D08→D09跨過滑坡體的中部。對滑坡體中部的水平位移監測數據進行分析,得到引張線的歷時位移曲線,見圖7~圖9。

      圖7中引張線D05→D06的水平位移歷時曲線顯示,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中引張線水平位移歷時曲線顯示,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D10→D11、D11→D12和D12→D13跨過滑坡體的前緣。對滑坡體前緣的水平位移監測數據進行分析,得到引張線的歷時位移曲線,見圖10~圖12。

      圖10~圖12中引張線的水平位移歷時曲線顯示,除了自然因素引起的驟然位移變化外,其他時間的位移數據變化很小?烧J為滑坡前緣也是基本穩定的。

      前面各引張線儀監測點在個別時間會出現位移(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生蠕變,以及在重力、風荷載作用產生了較大誤差。綜合分析,引張線D02→D03跨過滑坡體后緣的拉裂縫,滑坡體在18個月位移了約20mm,平均滑動速率為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

      通過引張線在杭金衢高速公路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。

      (2由引張線監測數據可知,監測數據會因為自然條件的影響而發生驟然變化,產生誤差,而剔除這些誤差以后得到的數據與現場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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