引張線在杭金衢高速公路滑坡監測中應用范文
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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。滑坡所在區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計算機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、管理接收到的全部數據。
圖1引張線工作原理圖
Fig.1Worktheoryoftensionwire
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
圖3滑坡位移監測點布置圖
Fig.3Layoutofthelandslidedisplacementmonitoringpoint
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
圖7引張線D05→D06水平位移圖
Fig.7LeveldisplacementofthetensionwireD05→D06
圖8引張線D06→D07水平位移圖
Fig.8LeveldisplacementofthetensionwireD06→D07
圖9引張線D08→D09水平位移圖
Fig.9LeveldisplacementofthetensionwireD08→D09
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
圖10引張線D10→D11水平位移圖
Fig.10LeveldisplacementofthetensionwireD010→D11
圖11引張線D11→D12水平位移圖
Fig.11LeveldisplacementofthetensionwireD011→D12
圖12引張線D12→D13水平位移圖
Fig.12LeveldisplacementofthetensionwireD012→D13
Fig.12LeveldisplacementofthetensionwireD012→D13
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。可認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]浙江省交通規劃設計研究院.杭金衢高速公路K103滑坡處治設計（R）.2005年6月.（ZhejiangProvincialPlanDesign&ResearchInstituteofCommunications.TreatmentanddesignoftheK103landslideofHangzhou-Jinhua-QuzhouexpresswayinZhejiangprovince(R).2005.6.(inChineise)）.新晨