柏火边坡监控方案及费用预算.doc

柏果至火铺公路改建扩建工程项目地质灾害抢险治理工程边坡监控方案及费用预算（K320+300、K8+620、K16+400、K18+800、K19+800）贵州工大土木工程试验检测股份有限公司二零一四年九月目 录一 概况11 工程概况12 监测目的23 监测内容34 监测依据3二 监测方法概述41 深层土体位移监测42 地表位移位移监测63锚索锚固力监测9三 监测技术措施121 监测点布置图122 监测精度183监测频率184 监测报警值18四、本工程预计监测工作量19五、信息反馈制度20六、费用预算20一 概况1 工程概况K320+300处滑坡：该处滑坡为柏果至火铺公路S212线K320+300处，位于盘江镇山脚树矿取内瓦斯柜旁。现状表现为：挡土墙墙身局部出现鼓胀开裂迹象，因挡墙地基的下陷、滑移已造成路肩挡墙与路面下沉，下沉量5-20cm，路面下陷横向宽度3-5cm，纵长约44米。路肩挡土墙高度5-8.7m。该边坡的安全等级为一级。加固措施采用抗滑桩将滑坡体与挡墙基础固定，其次采用毛石混凝土肋墙对挡土墙加固。 K8+620处滑坡：该处滑坡为柏果至火铺公路S212线K8+620处，位于盘江镇松山村旁。地灾表现为道路半幅路面开裂、下沉，下沉量5-15cm。路肩挡土墙高2m余，挡土墙见明显破坏，裂缝达3-5cm，且向边坡方向滑移30-50cm。该边坡安全等级为二级。加固措施采用抗滑桩加固滑坡体，并同时重修原挡土墙。 K16+400处滑坡：K16+400处道路北侧边坡因道路切坡形成陡坡，边坡坡脚原采用2.5m高挡土墙进行支挡。经长期水浸泡冲刷，该边坡已发生大范围滑塌破坏。该边坡安全等级为一级。该边坡安全等级为一级。加固措施为放坡卸载、坡面采用锚索格构+锚杆格构+框架粱进行支护。 K18+800处滑坡：该处位于芹菜垭口隧道进口处，边坡高38m余，沿线长30m范围内出现边坡滑塌迹象。挡墙多处出现开裂现象。该边坡安全等级为一级。加固措施为抗滑桩与锚索相结合的方式进行。 K19+800处滑坡：该处位于芹菜垭口隧道出口处，坡度陡峻，现坡面已大部滑塌破坏，坡顶30m范围内已出现多条平行裂缝，裂缝宽度0.1-0.5m，裂缝前缘土体沉降约0.1-0.3m。该边坡坡顶土体有向道路方向滑移破坏趋势，边坡处于暂时稳定状态。该边坡安全等级为一级。加固措施为桩板式挡土墙。 2 监测目的上述5个边坡是在道路的运营过程中出现了严重的病害现象，直接影响今后运营安全，须对边坡进行抢险加固。为了保证边坡施工安全、检验治理措施的可靠性，动态掌握该边坡的稳定性，按动态法设计、信息化施工的原则，须对该边坡进行监测。具体有以下几个目的：掌握上述5个边坡的变形和应力情况，以确保施工安全，为修改设计、指导施工提供依据；通过对边坡构筑物监测，评价边坡治理的效果；为公路建成后的安全运营提供保障。3 监测内容（1）地表巡视：定期进行边坡的巡视检查工作，检查内容包括边坡是否出现裂缝，以及裂缝的变化情况（裂缝的深度及宽度）、是否出现掉渣或者掉块现象，坡顶地表有无隆起或下陷，排、截水沟是否通畅，渗水量及水质是否正常等，并做好巡视记录。 （2）边坡位移监测：在边坡重点部位（含支护结构），布置监测断面，采用高精度全站仪同时观测地表土和施支护结构的水平位移为垂直位移。（3）表面裂缝监测（此项为出现裂缝后）：主要监测断裂面、裂隙和结构层的变化情况，通过在边坡裂缝表面安装埋设监测仪器或者埋设石膏饼等方式，来反映边坡裂缝的发展情况。（4）深层土体位移监测：通过在边坡内部深层安装埋设监测仪器，来反映边坡内部变形情况，主要采用测斜仪。（5）应力监测：主要是在典型部位锚杆、锚索上安装监测仪器，对锚杆、锚索的应力进行监测，反应锚杆及锚索的支护情况及支护效果。主要采用锚杆应力计及锚索测力计进行监测。4 监测依据(1) 柏果至火铺公路改建扩建工程项目地质灾害抢险治理工程施工图；(2) 岩土工程监测规范(YS5229-96)；(3) 工程测量规范(GB50026-2007)；(4) 建筑变形测量规范(JGJ8-2007）；(5) 建筑基坑工程监测技术规范(GB50497-2009)；(6) 建筑边坡工程技术规范(GB50330-2002)；(7) 公路路基设计规范(JTG D30-2004)；(8) 工程勘察设计收费标准（2002年修订版）二 监测方法概述1 深层土体位移监测1.1 监测目的在边坡一个或多个纵向断面上布置监测孔，监测孔内安装专用测斜管，通过深孔测斜仪测试测斜管在边坡侧向的水平位移，绘出孔深与水平位移的关系曲线，可以直接地反映出潜在滑动面的深度位置，并通过数据处理分析较准确地了解和掌握坡体松动变形的深度与坡体变形的趋势，及时掌握坡体的变形稳定情况，以便出现险情时为边坡处理提供科学依据。1.2 深孔测斜仪的工作原理深部位移观测主要采用活动式钻孔测斜仪对岩土体深层的变位情况进行长期观测。该监测系统主要由以下四部分组成：（1）棒式测斜仪探头（探测器）；（2）便携式数据采集仪；（3）数据传输电缆；（4）内置导向槽测斜管(专用)。基准线（数据采集仪传输电缆 探测器图31 测斜仪工作原理图A+A-B+B-边坡走向边坡走向靠山侧坡面侧测试原理如下图所示： 测斜仪的测头以其轮沿着测斜导管的导槽沉降或提升。测头的传感器可以探测到导管在每一深度处的倾斜角度，输出一个电压信号，在测度仪上显示出来，测头测出的信号是以测斜管导槽的方向基准，在某一深度处，测头上下导轮标准间距L的倾斜角的函数，该信号可换算成水平位移。利用测斜仪定期读取测斜管的变形，整理得到位移孔深曲线及位移时间曲线图，以此反映监测孔附近坡体内构造单元（层）的相对位移情况。1.3 埋设质量控制：埋设测斜管时应符合下列要求：(1) 埋设前应检查测斜管质量，测斜管连接时应保证上、下管段的导槽相互对准，顺畅，各段接头及管底应保证密封；(2) 测斜管埋设时应保持竖直，防止发生上浮、断裂、扭转；测斜管一对导槽的方向应与所需测量的位移方向保持一致；(3) 当采用钻孔法埋设时，测斜管与钻孔之间的空隙应填充密实。1.4 观测基准值确定：测斜管安装完成后，十五天后进行第一次量测，并取前3次数据的平均值作为基准值。观测方法：(1) 将电缆测头从箱中取出，把电缆测头和测杆槽口对齐连接，然后拧紧紧固螺丝，然后再把电缆和读数计连接；(2) 将测头导轮卡置在测斜管的导槽内，将测头放入测斜管中，拉拽电缆，使测头滑至管另一端（管底）并停放10分钟，以便在管内温度稳定；(3) 将测头拉至最近深度标志为测读起点，每0.5m测一个数，利用电缆标志测读，使测头升至测斜管顶端为止。每次测读时都应将电缆标志对准，以防读数不准确；(4) 将测头旋转180，重新放入测斜管中，重复上述步骤在相同的标志测读。1.5 成果整理和计算所有量测数据于24小时以内进行校对、整理、计算，并简单绘出时间与位移的观测曲线。遇有异常读数时，及时分析原因，并采取补救措施，确保测读值准确无误。1.6 绘制有关曲线及图件(1) 绘制累积位移深度关系曲线图；深层土体位移监测成果图如图32所示：此段边坡在距桩顶8m13m的地方存在一个潜在滑动面。图32 深层土体位移深度位移曲线图示意图2 地表位移位移监测2.1 变形监测网设计为更好的、全面的完成好各监测项目的工作内容，在认真熟悉、系统了解各单项工程监测目的、测点布置、技术要求及场区地形特征的基础上，遵循如下原则进行变形监测网及各部位变形监测方案设计：(1) 变形监测网布网应考虑工程监测的整体需要，精度指标选择以满足监测要求。(2) 受现场地形、地质条件影响，网形设计时应作多种方案比较，通过精度、灵敏度、可靠性等技术指标，进行设计优化；(3) 积极采用目前较为成熟的先进技术、仪器设备和作业手段，以较少外业观测工作量、简便有效的作业方法，实现各项目内容的安全监测；(4) 各监测部位工作基点设置应具有针对性、便于日常监测、能够及时准确反映变形体的变形；(5) 对主要技术指标进行估计论证，提出具体要求，指导观测作业的具体实施，确保观测成果的可靠性与真实性。2.2 监测仪器本监测项目采用徕卡测量机器人TM30型全站仪进行监测。2.3 监测原理及注意事项按相关规范规定的方法和技术要求执行。根据基准点和表面监测点位置及要求的观测方法进行设计论证，提出具体观测方案。地面位移变形观测采用徕卡TM30型全站仪，精度1。在边坡坡顶、平台，支挡结构等位置布设观测点建立观测网进行长期观测。设立坐标系确定观测基点，采用前方交汇法并结合坐标定位测量法进行观测。按照国家大地测量三等规范要求进行观测，依照规范要求在每个场区内相对不动体位置建立长期观测基点，建立坐标系，设置测量导线。坐标法示意图如图33所示。图33 地面位移观测示意图基点A平行边坡体被观测体体点观测点基点BZYX观测点 注意事项：(1) 选择有经验的、熟练的外业观测员进行各项工作；(2) 注意选择观测天气和有利观测时机，禁止在大风、雨、雾天气下观测，作业时注意要求清晰度高、呈像稳定，确保外业观测质量准确、可靠；(3) 观测开始前仪器进行一定时间的晾置，使仪器温度与外界环境保持一致。观测过程中，测站、镜站采取遮阳措施，避免阳光的直接照射；(4) 要求严格整平仪器，使仪器竖轴倾斜传感器的自动补偿系统发挥作用，达到补偿目的；(5) 所有设备、附件必须配套使用；(6) 使用数字化水准仪进行水准观测时，必须清楚主要功能设置内容的意义。仪器望远镜调焦要清晰，呈像稳定，竖丝尽量切准水准尺条码，保证铟钢水准尺的表面不产生阴影；(7) 各项观测记录现场作业情况，对出现的问题进行及时的分析处理，并提出处理意见。2.4 外业观测根据方案选定仪器设备，拟订观测方案及要求。首期观测进行连续两次独立观测，合格之后取其均值作为首期观测成果，观测前、后对仪器进行一次全面检验。水平角观测：(1) 水平角观测采用高精度测量机器人进行；(2) 注意选择观测天气和有利观测时机，禁止在大风、雨、雾天气下观测，作业时注意要求清晰度高、呈像稳定，确保外业观测质量准确、可靠；(3) 观测开始前仪器进行一定时间的晾置，使仪器温度与外界环境保持一致。观测过程中，测站、镜站采取遮阳措施，避免阳光的直接照射；(4) 严格整平仪器，使仪器竖轴倾斜传感器的自动补偿系统发挥作用，达到补偿目的；(5) 观测时，调好仪器望远镜的焦距和照准目标位置，同一测回内要保持不变。观测过程中，气泡中心位置不偏离整置中心一格，当气泡位置接近限值时，在测回间重新置平仪器；(6) 各期观测仪器使用以及每一测站各照准点使用标志均与首期观测保持一致。边长观测：(1) 按照测距的精度要求，选定相应标称测距精度的仪器。边长观测目标采用与仪器配套的观测标志；(2) 观测时选择气象条件稳定的时段，雨天、潮湿天及其他不利天气禁止观测；(3) 观测边长超限时，除单一时段单向观测明显的孤值外，须重测该边长的所有观测值；(4) 每次观测时，测前、测后分别在仪器站和棱镜站读取温度、气压。2.5 成果整理和计算所有量测数据于24小时以内进行校对、整理、计算，并简单绘出时间与位移的观测曲线。遇有异常读数时，及时分析原因，并采取补救措施，确保测读值准确无误。2.6 绘制有关曲线及图件(1) 绘制累积位移S时间（T）曲线图；(2) 绘制变化速率V时间（T）曲线图；其成果示意图如图34所示：图3-4 位移监测成果示意图3锚索锚固力监测3.1监测目的锚索测力计是用于岩土工程的荷载或集中力监测的传感器，用来监测预应力锚索的加固效果和运行工作状态，对锚固荷载的大小和变化进行监测。3.2 安装、观测流程安装、观测流程：根据设计要求锚具订购测力计钻孔锚索施工仪器安装锚索分级张拉施工按要求进行观测。3.3 安装埋设仪器安装：测力计的安装包括安装测力计和监测锚索的张拉锁定，即测力计安装后加载的过程。具体步骤如下：(1) 待需观测的锚索埋入孔内, 在锚索内锚段及锚索孔孔口支承墩达到设计强度后,张拉前,先将测力计安装在孔口垫板上。(2) 监测锚索张拉前，在监测锚索孔孔口，将测力计安装在孔口垫板上。(3) 安装张拉机具和锚具，同时对测力计的位置进行效验，测力计、孔口垫板和锚孔三者同轴，合格后，开始预紧和张拉。(4) 监测锚索在与其有影响的其他工作锚索张拉之前进行张拉加荷。张拉程序一般与工作锚索的张拉程序相同。(5) 测力计安装就位后，加荷张拉前，需准确得初始值和环境温度。反复测读，三次读数差小于1%FS，取其平均值作为基准值。(6) 基准值确定后，分级加荷张拉，逐级进行张拉监测。一般每级荷载测读一次最后一级荷载进行稳定监测，以5分钟测一次，连续三次读数差小于1%FS为稳定。张拉荷载稳定后，及时测读锁定荷载。张拉结束之后，根据荷载变化速率确定监测时间间隔，进行锁定后的稳定监测。其安装埋设示意图如图3-5所示：图35 锚索测力计安装埋设示意图质量控制：(1) 仪器安装过程中，每道工序都严格按照“施工-检查-校正-审核-施工”的程序进行。每一程序都有详细的记录；(2) 仪器安装，由熟练技术人员操作，专职高级技术人员进行技术把关和质量控制；(3) 定期对设备进行标定、检修，确保稳定，消除仪器物理特性变化产生的误差；(4) 严格执行监测技术操作规范；3.4 观测基准值确定：测力计安装就位后，加荷张拉前，准确得初始值和环境温度。反复测读，三次读数差小于1%FS，取其平均值作为基准值。观测方法：(1) 用相应的频率计来测读锚索计的频率或模数。(2) 将频率计的多芯测头与锚索计的引出电缆对接。(3) 打开频率计电源开关ON(开)。(4) 待显示数稳定后，记录仪器读数及温度。(5) 测量完后，关闭频率计电源，断开频率计与锚索计电缆的连接。3.5 成果整理和计算所有量测数据于24小时以内进行校对、整理、计算，并简单绘出时间与位移的观测曲线。遇有异常读数时，及时分析原因，并采取补救措施，确保测读值准确无误。3.6 绘制有关曲线及图件(1) 绘制测力计荷载与张拉千斤顶出力关系曲线；(2) 根据锁定前后的观测值，计算荷载锁定损失；(3) 绘制测力计荷载与时间关系曲线；22三 监测技术措施1 监测点布置图K320+300监测点平面布置图 K8+620监测点平面布置图K16+400位移监测点布置图K16+400锚索锚固力监测点布置图K18+800监测点布置图 K19+800监测点布置图2 监测精度基准网所有平面基准点均选设在影响范围以外且便于长期保存的稳定位置。鉴于条件限制，可共选定3个基准点，其中2个可以直接作为工作基点来使用。观测点水平位移的监测按极坐标测量的观测方法，采用徕卡TS30全站仪，在工作点上设站，以另一工作点或基准点为后视方向，对监测点进行水平角和距离测量，通过解算确定观测点的坐标。具体观测时按工程测量规范（GB 50026-2007）中二等精度要求进行水平位移监测。变形监测点的点位中误差3mm。本监测工程所采用的监测方法及监测精度见下表所示：表4.1 本监测工程的监测方法及精度序号监测项目监测方法仪器名称监测精度1水平位移坐标法、交会法徕卡TS301mm2垂直位移三角高程测量、几何水准测量徕卡TS30/徕卡DNA031mm3应力应变应力计锚索测力计等不低于0.5%F.S4深层土体位移测斜仪频率仪不低于0.5%F.S5地表裂缝石膏饼、游标卡尺游标卡尺1mm3监测频率本监测工程监测周期只包含施工期监测，其监测期限为6个月，自进场之日起开始算。根据现行国家标准结合现场实际拟定监测频率。具体按照建筑基坑工程监测技术规范（GB 50497-2009）中监测频率有关规定执行。表4.2监测频率监测项目施工期频率地表水平位移1次/13d地表垂直位移1次/13d应力监测1次/3d7d深层土体位移1次/3d7d支护结构水平位移1次/3d7d支护结构垂直位移1次/3d7d说明：若出现异常（数据突变、大暴雨、爆破振动、抢工施工）等情况是应适当加大监测频率4 监测报警值监测报警指标一般以累积变化量和变化速率两个指标控制，累计变化量的报警指标一般不宜超过设计限值。根据现行国家标准建筑基坑工程监测技术规范 (GB50497-2009)中表8.0.4 规定的基坑及支护结构监测报警值拟定本工程项目报警值。表4.3 本项目边坡监测报警值项 目变化速率累积值地表水平位移监测35mm/d，且连续3d累计4050mm地表垂直位移监测23mm/d，且连续3d累计2530mm支护结构水平位移监测23mm/d，且连续3d累计2030mm支护结构垂直位移监测23mm/d，且连续3d累计2030mm深层土体位移23mm/d，且连续3d累计3040mm应力应变（60%70%）f当监测数据异常时，应分析其原因，必要时进行复测；当监测数据达到报警值时，在分析原因的同时，应预测其变化趋势，并加大监测频率，必要时跟踪监测。四、本工程预计监测工作量地表巡视可根据现场施工情况、坡体地表变形情况对边坡体稳定性进行阐述，当地表出现裂缝时可使用测缝计测量表面裂缝的变化情况。其它项目监测工作量如下。地表位移监测工作量边坡监测项目地表点/个监测频率监测次数/次监测工作量/点.次备注K32+300水平位移221次/13d601320监测周期6个月竖向位移221次/13d601320K8+620水平位移131次/13d60780竖向位移131次/13d60780K16+400水平位移601次/13d603600竖向位移601次/13d603600K18+800水平位移251次/13d601500竖向位移251次/13d601500K19+800水平位移301次/13d601800竖向位移301次/13d601800若出现异常（数据突变、大暴雨、爆破振动、抢工施工）等情况是应适当加大监测频率深部位移监测工作量边坡孔号孔深（m）监测频率监测次数/次备注K16+400SBJCK1401次/3d7d45监测周期6个月SBJCK2401次/3d7d45SBJCK3381次/3d7d45SBJCK4381次/3d7d45K18+800SBJCK1291次/3d7d45SBJCK2201次/3d7d45K19+800SBJCK1701次/3d7d45SBJCK2701次/3d7d45SBJCK3701次/3d7d45SBJCK4461次/3d7d45若出现异常（数据突变、大暴雨、爆破振动、抢工施工）等情况是应适当加大监测频率锚索锚固力监测工作量边坡监测项目监测点/个监测频率监测次数/次监测工作量/点.次备注K16+400锚索锚固力171次/3d7d45765监测周期6个月五、信息反馈制度1) 监测简报施工期一般每月一次不定期提供简报。将监测对象的情况，出现的问题，工作意见或建议及时提供给业主、监理和施工单位，特殊情况下加密。2) 如有险情出现时应及时电话通知有关部门并提供预警报告。六、费用预算 本项目按工程勘察设计收费标准（2002年修订版）“岩土工程设计与检测监测”计算监测费用总额为4130833.9元，由乙方包干使用。柏果至火铺公路改建扩建工程项目地质灾害抢险治理工程边坡监控费用预算清单工作项目计费 单位收费基价（元）实物工作量实物工作费（元） (A)技术工作费（元） (B)监测费（元） (A)+(B)双向监测/复杂数量观测 次数深层侧向位移监测（C）孔深D20米23.0 200.0 45 207000.0 45540.0 252540.0 20D4029.0 165.0 45 215325.0 47371.5 262696.5 40D6034.0 66.0 45 100980.0 22215.6 123195.6 D6041.0 0 0 0.0 0.0 0.0 本项小计638432.1 土建和材料（E）钻孔孔深(米)覆盖层（类）基岩（类）覆盖层(米)基岩(米) D10米301 1.0 301.0 207 1.5 310.5 98.0 2.0 30119.0 0.0 30119.0 1