某机场飞行区高填方变形监测设计初探

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5.1
优化方案监测点布置
监测点布置原则 （1）原地基沉降监测点布置综合考虑地表地质条件与高填方位置，一般布置于地表岩溶发育、
覆盖土层较厚及填方厚度超过 20m 的区域。 （2）分层沉降监测点布置于填方较厚区域， 一般布置于填方厚度超过 20m 的区域。 （3）表层沉降监测填筑体顶面沉降趋势及用于不均匀沉降评价，填方厚度超过 20m 区域的表 层沉降监测点间距一般为 50m，填方厚度 10～20m 区域的表层沉降监测点间距一般为 100m。为便于 资料分析，原地基沉降监测点和分层沉降监测点在相同位置布置，且在相应的位置布置表层沉降监 测点。 （4）边桩布置于边坡区域，用于监测边坡坡面水平位移，重点布置于填方厚度超过 20m 的高 边坡处，一般布置于边坡顶面填方厚度超过 20m 的区域，用于评价边坡稳定性。 （5）孔隙水压力与水位变化观测点布置于原地形冲沟软基处（主要指石乾沟）。 5.2 T1 标段 T1 标段位于机场东跑道北端，场区地貌总体以岩溶地貌为主，其次为构造剥蚀丘陵地貌和冲洪 积堆积地貌。地面标高在 2070～2100m 左右，相对高差 50m 左右，地面波状起伏，坡度平缓。 由于填筑层厚差异大，因此 T1 标段填方区原地基沉降、表层沉降、分层沉降、填土内部位移 以及边坡坡面位移是本区监测的重点。 根据详勘资料，该区域基岩完整较好，地下水位不是稳定的岩溶地下水位，孔隙潜水和上层滞 水无统一地下水位， 水量很小。 可不考虑地下水对工程建设的影响， 因此该区未布置孔隙水压力和水位变化监测点。 表层沉降：以机场跑道中心线为主要监测断面，沿中心线布置一排表层沉降监测点，其它区域 适当补充部分监测点，相邻监测点间距为 100m，共计 15 个表面沉降监测点。
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地质、水文条件
机场场地的工程地质条件和水文地质条件复杂，大部分地区为岩溶区，石芽、石柱、石脊、溶
沟、溶槽、溶洞及岩溶漏斗、落水洞、暗河等各种岩溶地区的不良地质现象发育，基岩上广泛分布 有红粘土及次生红粘土、 粘土等松软土。 建设场地跨越多个地貌单元， 地形起伏大， 最大高差约 210m， 多条断层从厂区穿过。场地为半挖半填场地，挖填工程量巨大，填方高度最高达 40 多米，填筑层厚 差异大，地基极不均匀，地基沉降与沉降差异、边坡稳定性等工程问题尤为突出。机场挖填分区见 图1 场区地下水类型包括土层孔隙潜水 ( 局部存在上层滞水 ) 和岩溶裂隙 ( 缝 ) 水，孔隙潜水水量 较小，无统一稳定的地下水位。不同区域岩溶水水位标高、埋深有一定差异，地势低洼地段埋 深 30m 左右，平原区埋深 40~50m。根据航站区附近长观孔水位观测结果，地下水对降雨反应
表 2 飞行区（T2、T3 标段）填方区变形监测点布置 序号 1 表层沉降 监测项目 监测装置 地表型沉降计 数量 T2 9 T3 32
6.4 T4 标段 T4 区位于东跑道南端，为溶蚀剥蚀准平原区，横山之东南侧，T4 区红粘土厚度差异较大。该区 位于跑道末端，边坡最大高度约 30m 左右，填土表层沉降、内部位移和边坡坡面位移是其监测重点。 表层沉降：在填土区中部布置 10 个表层沉降监测点。 坡面位移：在填土边坡上选择 5 个监测断面，每个断面布置 3～4 个测点，分别位于边坡坡脚、 马道、坡顶部位，共计 17 个坡面位移监测点。 填土内部位移和分层沉降：在填土边坡坡顶内侧布置一排测斜管，共计 9 组测斜管，管外按 2m 间距安装沉降环。
T10（1458万方）
T9(1181万方)
T8(884万方)
Байду номын сангаас 4
4.1
监测设计优化
优化方案的基本思路 （1）监测项目布置应目的明确，重点突出，测点布置应具有较好的代表性，力求反映填方区
变形分布和全貌。新机场变形监测的重点是高填方区地基沉降、表层沉降、分层沉降和差异沉降， 为填筑施工进度控制、道面铺设时机提供可靠依据。 （2）根据地质勘探和室内试验结果，除 T8、T9、T10 标段高填方边坡存在填筑体自身稳定性 问题和沿原地基土产生深层滑动的可能性外，其余填筑区在采取适当坡比，切实搞好坡面排水的前 提下，坡面能够维持自身稳定。因此，优化方案拟将监测重点放在高填方区，以边坡表面位移监测 为主，边坡内部位移监测为辅；以永久边坡监测为主，临时边坡监测为辅。 （3）地基沉降原设计采用深层沉降标进行监测，监测方法是“在填土前将深层沉降标钻孔埋设 在原地基中，测杆力求垂直，外加护管保护，测杆与护管随填方增高而接长，测杆接长时应测量接 长前后的高程” 。受施工干扰和安装工艺制约，实际施工过程中 “测杆垂直”很难作到，施工过程 中填土侧向位移、深层沉降标加长过程中的高程传递误差以及温度对测杆长度影响（特别是测杆较 长时影响更大）致使监测精度大大降低，而且施工难度大，保护困难。优化方案拟采取电磁式沉降 仪进行监测，在原地基面上钻孔安装测斜管，钻孔可深入地基以下 10m 左右，钻孔底部安装一个沉 降环，原地基面上安装一个沉降环，测斜管随填土加长，管外按一定高度间隔安装沉降环，结合管 口高程测量，这样就可以将原地基沉降、分层沉降和填土内部位移有效结合起来进行监测，监测形 式更加简洁，监测手段更加有效，不仅能够监测到填方的分层沉降、内部位移，而且能够监测到原 地基的分层沉降和内部位移，这是深层沉降标所不能达到的效果。 （4）前期监测试验过程中，监测设施在施工过程中时常出现被破环现象，一定程度上影响了监 测成果的的时效性和准确性。因此，优化方案在监测手段的设计上要尽可能减少与土石方填筑施工 之间的干扰，有利于适时、连续监测和监测成果快速分析反馈，有利于监测设施保护。 （5）为了直接监测填筑层面上沉降差异连续分布情况，再选择 1～2 个断面埋设剖面沉降仪并 实行自动化观测，以快速反馈监测成果达到指导填筑施工的目的。采用剖面沉降仪进行监测。剖面 沉降仪包括一个振弦式传感器（小量程），一根卷绕在便携式转盘上的通液管，一个带有水位观测 管的储液罐和一根从传感器到读数仪的通气电缆，其结构如图 2 所示。使用时转盘固定放置在坚固 地面的基础上，并且能够随传感器和通液管在沿着预埋导管拉动时自由转动，或者随着传感器移动 而转动。传感器可以精确测量预埋导管的任何测点与液面间的高度。预埋导管的末端有一个滑轮， 方便传感器沿导管滑动。基座应安装在稳定地基上，且放置转盘的高度应高于预埋导管任意一点的 高度。 剖面沉降仪可适时、连续监测到层面上任意一点的沉降量和累计沉降量，进而掌握填筑层沉降 分布、沉降差异和沉降速率。
5.3
T2、T3 标段 T2、T3 位于溶蚀剥蚀丘陵、槽谷区，为冲洪积地貌，地形较平坦，向西南方向缓倾。大部分区
域石芽裸露地表，地表发育漏斗、洼地和落水洞。局部区溶蚀作用，形成较深的洼地，分布厚度较 大的覆盖层。本区域除岩溶外，滑坡、泥石流、地面沉降等不良地质作用不发育，无地下采空区， 无活动断裂通过场地。填方厚度不大， 因此表层沉降是该区监测的重点。 根据详勘资料，该区域基岩完整较好，地下水埋藏较深超过 40m，对工程建设无影响，该区未 布置孔隙水压力和水位变化监测点。 表层沉降监测点以机场跑道中心线为主，其余部位补充适量测点，其中 T2 区布置 9 个测点，T3 区布置 32 个测点。
原地基沉降和分层沉降：在跑道最东端和该区域填方中部个各布置一组测斜管，管外按 2m 间 距安装沉降环。 坡面内部位移和分层沉降：在填土厚度较大的机场跑道东侧边坡坡顶内侧布置一排测斜管，共 计 4 组测斜管，测斜管外按 2m 间距安装沉降环。
序号 1 2 3 行区（T1 标段）填方区变形监测点布置 监测项目 监测装置 表层沉降 地表型沉降计 原地基沉降和分层沉降 测斜仪（管） 填土内部位移和分层沉降 测斜仪（管） 表1 数量 15 2 4
迅速，枯水期和丰水期水位变化幅度约 5~8m。
3
监测目的及项目
（1）监测高填方施工过程中及工后原地基和填筑体的沉降和差异沉降。 （2）监测高填方施工过程中及工后原地基孔隙水压力及水位变化情况。 （3）监测高填方边坡水平位移及填筑体的 局部稳定性与整体稳定性。 （4）监测高填方施工过程中填筑体内部不同深度岩土体的沉降变形过程。 （5）根据监测结果评价高填方区域原地基填筑体总沉降趋势，为填筑速率及道面铺设时间提供
依据。 （6）根据监测结果分析高填方地基的变形性状及机理，为预测、判断本工程道面工后沉降及差 异沉降提供依据。
T7（622万方）
T6（883万方）
挖方区 T5（991万方）
挖方区 T3（900万方） T4（792万方） 挖方区 T2（756万方） T1(774万方)
图1
机场场地挖填区平面图
根据《民用机场飞行区土（石）方与道面基础施工技术规范》（MH5014-2002），结合工程实际 水文地质条件，为满足机场施工期和运行期监测需要，为填筑施工进度控制、道面铺设时机提供可 靠依据，设计提出了详细的监测方案，设计监测点位布置见表 1。 表1
序号 1 3 4 5 6 7 监测项目 表层沉降 原地基沉降和分层沉 降 填土内部位移和分层 沉降 边坡坡面位移 孔隙水压力 水位变化
飞行区高填方区变形监测点汇总表
监测装置 地表型沉降计 测斜仪（管） 测斜仪（管） 位移边桩 孔隙水压力计 水位观测孔 T1 15 2 4 0 0 0 T2 9 0 0 0 0 0 T3 32 0 0 0 0 0 T4 10 0 9 17 0 0 数量 T5 T6 56 0 2 0 0 0 0 0 8 30 0 0 T7 22 2 0 0 0 0 T8 28 2 3 14 5 5 T9 23 2 1 7 1 1 T10 18 3 4 25 0 0 合计 213 13 29 93 6 6
Safty monitoring of high in-site road slope of Shuangjiangkou Hydropower Station
PENG ChengJun (Gezhouba Group Testing Company Limited.,YiChang,443002,Chain) Abstract:Shuangjiangkou right bank low line in-site traffic road is in the main lines of communication, the side slope stability plays an influential role of the people personal safety and property,and guarantee engineering construction to carry on smoothly. For the optimization design, the basis of construction and the examination and appraisal, Grasping and monitoring the adjacent formation change tendency and the supports and protections stress condition promptly is necessary. Key words: high slop safty monitoring stability of slope displacement.