理论教育 山区高速公路施工安全预警技术研究成果

山区高速公路施工安全预警技术研究成果

时间:2023-08-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:监测成果可对边坡稳定性进行连续的评估,及时发现稳定性异常的迹象,进行险情预测预报,确保工程安全。

山区高速公路施工安全预警技术研究成果

边坡的失稳破坏,都有一个从渐变到突变的发展过程,很少在破坏前不显示出即将破坏的各种征兆:如变形量超过控制指标、变形加剧、坡体裂缝增大等。这些征兆,有些很难凭人的直觉和观察发现,如果能安装必要的精密仪器对坡体的变形进行监测,则可能在出现变形破坏的征兆时捕捉到坡体稳定性的异常信息,并对这些信息进行分析研究,在坡体最终破坏前对其进行处理,或及时预报滑坡险情,避免人员和设备的损失,这就是工程边坡安全监测的基本原理。

水利水电工程比较,在我国的公路建设过程中,对监测工作的重视程度是远远不够的,目前尚无一定的监测规范和完善的监测技术要求。我国已修建的山区高等级公路中,几乎是“无路不坍、无路不垮”,特别是在雨季,公路的坍方、滑坡更为普遍。由于我国现阶段公路工程勘察设计的特点,许多地质问题特别是边坡的地质问题在勘察和设计阶段很难暴露出来,一旦施工,众多的滑坡、崩塌得以暴露,这些灾害有时会严重影响施工的安全和进度,造成巨大的损失。因此对山区高等级公路边坡正确认识和防治,已成为我国高等级公路建设中的重大地质工程技术问题。为解决这一地质工程问题,在山区公路工程的设计和施工过程中,重视监测技术的应用和监测信息反馈,可一定程度弥补勘察的不足,避免地质灾害的发生或减轻地质灾害带来的损失。

开挖边坡监测工作的目的根据具体的工程规模、性质、要求的不同会有一定差异,大体上可分为如下几个方面。

1.边坡稳定性评估与安全预警的需要

通过监测掌握边坡在空间上和时间上的位移动态,结合地质条件分析其位移机制和稳定性,确定其是否处于预计的稳定状态。监测成果可对边坡稳定性进行连续的评估,及时发现稳定性异常的迹象,进行险情预测预报,确保工程安全。另外,监测成果也可为工程竣工安全鉴定提供必需的、第一手的资料。边坡开挖将改变坡体的应力状态,局部岩体存在失稳的可能,且局部失稳也有可能转化为对边坡整体稳定性的威胁,开挖边坡的监测不仅是边坡本身安全的需要,也是对已出现的变形拉裂体和潜在不稳定岩体整体稳定性评估的需要。当坡体变形出现异常信息时,通过监测可掌握坡体的变形特征及规律,结合地质条件分析坡体位移的边界条件、规模、滑动方向、失稳方式等,预测预报坡体的变形发展趋势和灾害发生时间与危害程度,可及时采取防灾措施,避免或减少工程和人员设备损失。监测作为预报信息获取的一种有效手段,可为工程施工过程中的科学决策提供有力的技术支持。监测工作不仅能为工程施工期的坡体稳定性分析提供定量的数据,也可为工程运行期的安全及运行管理提供技术支持。

2.信息化设计的需要(www.daowen.com)

根据监测信息及时调整和修改边坡的支护设计,这一点对保施高速公路工程具有实际的应用价值。边坡的支护设计是工程设计的重要组成部分,对支护方式和支护工作量仍有许多可探讨的地方。在边坡支护设计中可考虑基本支护量和预留支护量,监测工作可与开挖和基本支护工作同时进行,监测信息的及时反馈、分析和风险评估可用来确定预留工作量是否有必要施工,从而使边坡支护设计达到经济合理与工程安全的统一,即最优化设计。

3.评价与指导施工

通过分析观测的效应量(如位移)与施工原因量(如施工爆破震动、开挖台阶高度、开挖顺序、开挖方式、工序与进度等)和自然原因量(如降雨、水位、地震等)之间的关系,监测成果可用来指导施工,避免由于施工不当造成边坡失稳;同时监测成果还有助于分析工程事故的原因和责任,评价施工的合理性与施工方法的适应性。在工程的施工中,应重视开挖与支护的顺序,支护工作应紧跟开挖面及时进行,必要时应对支护体的工作状态进行监测(如锚杆应力、锚索荷载监测等),将坡体变形监测与支护体的工作状态监测结合,并使监测信息与施工单位共享,可推进信息化施工的实现。全过程的跟踪监测,可对施工过程中出现的险情及时提供预警,指导施工单位合理采用和调整施工工艺与步骤。监测成果还可评价支护结构的有效性和工作状态,便于选择更合理的支护手段。

4.改进分析研究方法

根据观测成果反演分析有关坡体的各种特性参数,建立符合实际的边坡稳定分析计算模型和支护设计模型,并对边坡的长期稳定性及未来性态做出及时、有效的预测;积累工程实际资料,提高边坡设计的技术水平。此项监测目的实现必须紧密结合汤屯高速公路高边坡的稳定性研究,由相关专家指导并在地质、设计人员的配合下随工程进展逐步完成。

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