第14章邊坡工程監測主要內容概述監測內容與方法監測技術設計監測數據整理與分析邊坡監測實例14.1概述監測目的（1）掌握邊坡變形的大小和狀態，評價邊坡工程的穩定性；（2）為防治滑坡及可能的滑動和蠕動變形提供技術依據；（3）為進行有關位移反分析及數值模擬計算提供各種假設和參數；（4）不斷積累工程經驗，提高邊坡工程設計和施工的水平。14.2監測內容與方法

監測對象地表變形。包括邊坡地表的二維或三維位移、危巖陡壁裂縫等；地下變形。包括邊坡地下的二維或三維位移、危巖界面裂縫等；物理參數。包括應力應變和地聲變化等；水文變化。包括河或庫水位、地下水位、孔隙水壓力、泉流量、水溫等；環境因素。包括降雨量、地溫、地震等。表14.1邊坡工程施工監測的內容序號監測內容監測方法監測儀器和儀表1地表位移、裂縫前方交會法、視準線法、水準法、測距三角高程法等經緯儀、水準儀、全站儀、自動全站儀等近景攝影測量法陸攝經緯儀等測縫法游標卡尺、測縫儀、伸縮自記儀等GPS法GPS接收機等2地下位移、裂縫測斜法測斜儀、多點倒錘儀、傾斜計等沉降法下沉儀、收斂儀、水準儀等重錘法重錘、坐標儀、水平位錯計等測縫法三向測縫儀、位移計、伸長儀等3地聲量測法聲發射儀、地震儀等4應變應變計量測法管式應變計、位移計、滑動測微計等5地下水位水位自記儀法地下水位自記儀等孔隙水壓力壓力計量測法孔隙水壓力計等河、庫水位量測法水位標尺等泉流量量測法三角堰、量杯等6降雨量雨量計法雨量計、雨量報警器等地溫記錄儀法溫度記錄儀等地震地震儀法地震儀等監測方法我國目前的邊坡監測方法，已由過去利用人工皮尺等簡易工具的方法過渡到儀器儀表監測，并向自動化、高精度和遠程監測發展。主要監測方法有：簡易監測法、設站監測法、儀表監測法、遠程監測法等。簡易監測法采用簡易工具和裝置，監測和記錄邊坡地表的裂縫、鼓脹、沉降、坍塌以及地下水位、地溫等變化情況，同時記錄監測的時間和監測點的位置、變形形態等信息。在邊坡體關鍵裂縫處埋設騎縫式簡易監測樁；在房屋、擋土墻、漿砌塊石溝等建（構）筑物的裂縫處設置玻璃條、水泥砂漿片、紙片等；在陡坎、陡壁軟弱夾層出露處埋設簡易監測樁，采用標尺等長度量具進行測量；在巖石、陡壁裂縫處刻槽進行監測。圖14-1簡易監測工具和裝置（a）設樁監測（b）設片監測（c）設尺監測（d）刻槽監測設站監測法在變形區外穩定的控制點上安置監測儀器，對邊坡體上選埋的變形監測點進行定期監測，獲得監測點的變形信息。為了保證變形監測成果的正確可靠，控制點作為監測基準，其穩定性應該首先得到保證，因為邊坡的監測周期一般較長，因此應該定期地對控制網點進行觀測，分析和評判其穩定狀況。地表水平位移監測可以采用極坐標法、測角前方交會法、測邊前方交會法、邊角前方交會法、視準線法等方法。近景攝影測量法在地表水平位移監測中也有較多的應用；GPS已經在許多重要工程的變形監測中得到應用儀表監測法采用精密儀表監測邊坡地表及深層的位移、沉降及傾斜、裂縫相對變化、地聲、應力應變和環境因素等。按采用的儀表可分為機械式儀表監測法（簡稱機測法）和電子儀表監測法（簡稱電測法），兩種方法都具有儀器便于攜帶、監測精度高、測程可調、監測成果直觀等優點，適用于邊坡變形的中、長期監測。電測法一般采用二次儀表監測，將電子元件制作的傳感器埋設于邊坡變形部位，通過電子儀表測讀，并將電信號轉換成測讀數據。電測法技術先進，儀表靈敏度高，監測內容廣，但受環境的影響較大，因此，在選用電測儀表時要結合具體的監測環境，保證監測儀表的長期穩定性和監測成果的可靠性。地表和地下位移監測的儀器儀表主要有：多點位移計、收斂計、測縫計、沉降儀等。地下傾斜監測儀器主要有鉆孔傾斜儀（活動式和固定式）、傾斜計、T字形傾斜儀、桿式傾斜儀及倒垂線五種。地下應力監測儀器主要有壓應力計和錨索錨桿測力計等。環境因素監測儀器主要有雨量計、地下水位自記儀、孔隙水應力計、溫度記錄儀等，還有用于施工期間振動測量的測振儀器，由于儀器種類較多，一般根據實際監測工程的需要自制或選用。（a）多點鋼絲型（b）巖石錨桿型1-鉆孔，2-砂漿，3-巖石錨桿，4-鋼管，5-端蓋，6-黃銅塞，7-接頭，8-測微表圖14-2多點位移計示意圖圖14-3傾斜計示意圖

倒垂線結構示意圖

圖14-5水壓計埋設示意圖

遠程監測法利用電子儀表或GPS進行邊坡的變形監測，能實現變形監測的全天候和連續化，實現變形監測數據的自動采集、存儲、顯示、打印，實現變形監測數據處理的自動化。遠程監測也還存在一些問題需要研究和解決，如儀器儀表在野外惡劣環境下的穩定性和保護方法、傳感器的質量、數據通訊和傳輸的方法及其可靠性、儀器儀表的費用投入等。14.3監測技術設計技術設計前的準備工作（1）通過個人接觸和會議等形式，與建設單位、設計單位、施工單位、監理單位進行溝通和協調，聽取他們對邊坡監測的意見和要求。（2）收集與邊坡工程有關的資料，如施工區地形圖、工程地質勘察報告、邊坡工程設計圖、邊坡變形控制指標、邊坡工程施工組織設計等，并組織監測人員進行認真分析和研究。（3）現場踏勘和調查，掌握監測區的地形和地質特征，分析危巖可能的崩滑位置和邊坡可能的滑動方向，根據監測內容考慮監測點的布置和確定監測方法等系列問題。監測內容和方法的確定

監測內容主要取決于工程的設計要求、地質條件、規模大小以及主管單位的要求等；通過對邊坡地質背景與工況的深入了解，初步確定邊坡變形的范圍、方向和深度；本著少而精的原則，既要兼顧整體，更要突出重點，地表和地下監測相結合，幾何量和有關物理參數監測相結合。在監測儀器的選擇方面，從經濟因素和監測成果的可靠度方面考慮，一般以光學、機械和電子設備為先后順序，考慮光學、機械和電子設備相互結合。在確定具體的監測技術和精度要求時，應結合邊坡工程的監測項目、設計要求、監測方法、監測部位等要素，參考現有的有關技術規范和規程。

表14.2前方交會法進行滑坡、高邊坡監測的技術要求方法測角前方交會測邊前方交會邊角前方交會點位中誤差(mm)測角中誤差（″）交會邊長（m）交會角（?）測距中誤差（mm）交會邊長（m）交會角（?）測角中誤差（″）測距中誤差(mm)交會邊長（m）交會角（?）±3±1.0±1.8≤20030-120±2≤50070-110±1.8±2≤50040-14060-120±5±1.8±2.5≤25060-120±3≤50060-120±2.5±3≤70040-140注：要求有多余觀測。表14.3滑坡、高邊坡變形監測的精度監測對象監測項目位移量中誤差（mm）備注平面高程施工期外部變形滑坡監測±5±5相對于工作基點高邊坡穩定監測±3~5±5相對于工作基點裂縫±3±相對于觀測線建筑物永久變形滑坡監測±0.5~3±3相對于工作基點高邊坡穩定監測±0.5~3±3相對于工作基點裂縫±1相對于觀測線外部變形監測點的選埋首先應確定邊坡體變形監測的范圍，在該范圍中確定邊坡體的主要滑動方向，按變形范圍和主要滑動方向確定測線，再按測線選擇測點的位置。測線可以采用十字形或放射形等。十字形主要適用于變形范圍和主滑方向比較明確的邊坡；放射形主要適用于變形范圍和主滑方向不十分明確的邊坡。滑坡監測點宜均勻地布設在滑動量較大、滑動速度較快的軸線方向和滑坡前沿區，滑坡范圍內和范圍外較為穩定的部位也應布設少量的監測點。高邊坡穩定監測點宜呈斷面形式均勻地布設在不同的高程面上。裂縫監測點應選擇有一定代表性的位置，布設在裂縫的兩側。（a）十字形布設（b）放射形布設○測站×照準點●監測點圖14-6測線布設示意圖監測期限和頻率不同的邊坡工程，由于邊坡類型、規模、所處階段以及邊坡變形速率等不同，其監測期限和頻率不盡相同。施工階段的邊坡監測貫穿邊坡施工的全過程，即從邊坡開挖或爆破前進行第一次監測，直到整個邊坡結構施工和表面處理完成，還要視變形情況適當延長，邊坡規模越大，施工時間越長，監測期限就越長。監測頻率受施工進度、滑坡的活躍程度及季節變化等多種因素影響；巖石邊坡在施工初期及大規模爆破階段，一般以監測爆破振動為主，該階段的監測頻率一般結合爆破工程而定。在爆破完成后，以地表和地下位移監測為主，初測時一般1天監測1次或2天監測1次；施工階段3~7天監測1次；運營階段，當變形及變形速率在控制的允許范圍之內時，一般以每一個水文年為一周期，雨季可半個月或1個月監測1次，旱季可2個月左右監測1次；對于變形量增大和變形速率加快的邊坡，或遇到暴雨、地震、解凍等情況時，應加大監測頻率，必要時1天監測1次。預警值和報警制度預警值的確定原則上是參照現行規范和規程的規定值、設計預估值和經驗類比值，從變形總量和變形速率兩方面加以控制，但現行規范和規程的規定值很少。每次監測時，密切觀察滑前出現的征兆，監測后應及時整理有關數據，繪制監測點的滑動曲線，當發現變形異常時，應結合其它監測資料進行綜合分析，必要時及時報警。報警可以采用在監測報表上做報警記號、口頭報警、書面報告報警相結合的形式。14.4監測數據整理與分析監測數據整理邊坡工程監測內容較多，監測前應根據不同的監測內容，設計各種不同的外業記錄表格；記錄表格的設計以記錄和數據處理的方便為原則；監測人員應在表格中記錄監測中出現的或觀察到的異常情況；為表明原始成果的真實性，記錄表格中的原始數據不得隨意更改，必須更改時，應加以說明。外業觀測完成后，應及時分類整理和檢查外業觀測資料，進行觀測值的平均值等有關計算。外業觀測成果應盡快進行計算處理，求得未知數的最或是值及其變形量、變形速率等，編制監測日報表或當期的監測技術報告，并盡快提交有關部門。日報表中不但要體現當期的監測結果，還要體現當期與以往相關成果的關系，方便其他單位或人員更直觀地理解和把握。表14.4邊坡表層水平位移監測報表首期觀測時間：..

上期觀測時間：..

本期觀測時間：..測點部位X方向Y方向備注樁號馬道本次位移（mm）位移速率（mm/d）累積位移（mm）本次位移（mm）位移速率（mm/d）累積位移（mm）TP/B1GP44+786122TP/B2GP44+836122注：1.本次位移=上期坐標-本期坐標；位移速率=本次位移/間隔天數；累積位移=首期坐標-本期坐標。2.位移X方向向下游為“+”，Y方向向臨時船閘中心方向為“+”。3.位移速率預警值為mm/d，累積位移為mm，“紅色”表示超過預警值。圖14-7地表位移矢量圖總結報告內容（1）工程概況；（2）監測內容和控制指標；（3）監測點布置與埋設方法；（4）監測儀器儀表、監測方法；（5）數據處理方法、監測精度；（6）監測周期與頻率；（7）各項監測成果匯總表；（8）結合各項監測結果和有關圖件進行變形分析；（9）結論與建議。監測結果分析

總結階段性的累積位移、平均位移速率，指出超過累積位移和位移速率預警值的監測點點名、部位和時段；繪制位移矢量圖和位移隨時間、深度、水位等的變化曲線，根據位移矢量圖描述累積位移的方向，根據變化曲線描述位移的變化過程和變化趨勢；描述位移與影響因素之間的關系，總結出一定的特點和規律，得出一定的結論，提出一些對施工具有一定指導意義的建議和意見。結合監測資料進行有關反分析和對數值計算方法進行驗證；建立回歸分析模型或其它數學模型對變形進行超前預報。14.5邊坡監測實例

工程概況某大型水利樞紐工程由大壩、水電站和通航建筑物等組成，具有防洪、發電和航運等綜合功能。大壩為混凝土重力壩，發電廠房安裝有多臺水輪發電機組，通航建筑主要為永久船閘、升船機及臨時船閘。永久船閘為雙線連續五級船閘，可通行萬噸級船隊，升船機及臨時船閘為單線一級垂直升船機和船閘，可通行3000噸級輪船。升船機及臨時船閘兩側為人工開挖的高邊坡，高邊坡為花崗斑巖，在高邊坡的臨空面上有眾多的楔形體，這些楔形體的穩定性取決于相應結構面的產狀，不利結構面的組合所形成的楔形體是邊坡局部失穩的一大隱患。升船機北側最大開挖邊坡高140m，臨時船閘南側最大開挖邊坡高86m，其邊坡規模是少見的。對于這種深開挖和大面積卸荷的人工巖石高邊坡，其穩定性是所有相關工程技術人員關心的重點問題。監測內容表層巖體水平位移和垂直位移；深層水平位移和垂直位移；馬道上出露的斷層和裂縫；