边坡信息化施工

由于工程地质条件的复杂，地质勘探工作存在较大的局限性，这就使各种工程措施的设计存在较多的不确定性，因此需要在施工中，根据地质情况的变化不断修改完善设计，根据施工过程中所获得的各种信息，对设计进行修正，对施工方案进行优化，即边坡信息化施工。边坡信息化施工就是将在施工过程中发现的工程地质条件、施工工艺存在的问题等信息及时反馈到设计、施工中，并据此对原设计进行修正，以保证设计和施工更符合现场实际情况，使病害治理工程更加合理。

7.3.1　信息化施工工作程序

信息化设计和施工方法是目前设计和施工中的一种先进技术，它充分利用目前先进的勘察、计算、监测和施工工艺等手段，利用从边坡的地质条件、施工方法等获取的信息，反馈并修正边坡设计，指导施工。具体做法是:在初步地质调查与围岩分类的基础上，采用工程类比与理论分析相结合的方法，进行预设计，初步选定高边坡加固与施工方案;然后在高边坡开挖和加固过程中进行边坡变形监测，作为判断边坡稳定性与加固设计合理性的依据;并且将施工监测获取的信息反馈于边坡设计与施工，确认支护参数与施工措施或进行必要地调整。其设计与施工程序如图7－3所示。

图7－3信息化施工流程图

信息化施工的关键是收集信息。信息的来源主要分两个阶段:一是勘察阶段，通过勘察信息确定初步设计方案和施工方法;二是施工阶段，收集施工期的进一步勘察、施工方法信息，进行反馈分析，必要时修正初步设计方案和施工方法，达到最优化的设计和施工方案。

7.3.2　信息化施工原理与过程

7.3.2.1　信息化施工原理

一般而言，岩土工程体系的信息可从以下四方面取得:①经验信息，这是工程技术人员设计与施工经验的总结;②观察信息，由地质调查、勘探等方法得到的信息;③理论信息，根据前两种信息采用理论计算、试验研究等方法所得到的信息;④施工信息，通过实际开挖和施工所获得的信息。由于工程岩土体的复杂性，从前三方面取得的信息是很不够的，更多的而且更可靠的信息来自施工，即施工信息。这里提到的信息化施工的目的就是主张从开挖施工过程中获取尽量多的信息，进行分析处理，用以指导施工。

7.3.2.2　信息化施工过程

实施信息化施工，应做三方面的工作，即获取施工信息、信息分析和处理。1)通过开挖坡面勘察以及现场监测等途径获取施工信息

(1)地质信息。在开挖时由专人记录岩土体开挖揭露的岩性、风化程度、节理裂隙特征、地下水、图片信息等，现场测定必要的力学指标。对开挖岩土体的及时勘察和编录是信息化施工的首要工作。对开挖后的岩体进行全面勘察，分析岩体的结构特征及对边坡稳定性的影响。同时重点边坡还应作现场取样进行室内测试，以进一步了解其岩性及结构面特征。

(2)开挖过程及天气状况。需详细记录并搜集施工进度、开挖过程、开挖方式以及对应的天气情况。

(3)监测信息。在边坡施工前监理监测网，并贯穿工程活动(施工、加固)的全过程，按设计与规范要求采集监测信息。

2)信息分析和处理

对获取的信息首先进行分类、整理，开展工程地质条件评价、监测信息分析、稳定性预测评价等工作，根据得出的结论为下一步开挖施工提供决策依据。

3)根据信息分析处理结果改变开挖方法和加固方法

边坡工程施工应根据信息分析处理结果改变开挖方法和加固方法。如边坡变形出现加剧或坡体出现裂缝应及时停止开挖，若开挖揭露地质条件比勘察资料好可考虑优化加固方案。

7.3.3　信息反馈与施工动态调整

7.3.3.1　　监测信息反馈分析

通常先根据现场情况对监测数据作初步分析，即现场考察仪器是否正常、测点是否损坏、测值有无人为错误等，目的是剔除已被证明为不可靠的测值和对边坡稳定状况作初步判断。监测数据集中后，可用多种分析方法进行分析，目的是研究监测信息反映的边坡状况。常规的分析方法主要用于位移信息的分析研究。

(1)位移－时间曲线分析法是常规分析法，具有直观、快捷的优点，在分析中注意曲线形态和曲线是否收敛。

(2)回归分析法。用于研究位移变化规律，预测以后的位移变化。曲线通常分指数型、对数型和双曲线型等。

(3)时间序列分析法。用于处理与时间有关的离散有序数列，以预测位移。

(4)灰色系统分析法。灰色理论将随机变量看作一定范围内变化的灰色量，它的基本思想是把无规则的原始数据序列进行累加，生成有规律数据序列，然后进行建模预测。

(5)综合损害度分析法。边坡在开挖、降雨及地震等不利情况下，有可能受到破坏，即强度减弱、稳定性低，其损害程度将因部位和时刻的不同而不同。因此，可根据位移量测值对损害度作出评价，为加固设计服务。

(6)综合加固度分析法。当边坡进行削坡、排水和加固时，稳定性将提高，因为位移曲线的变化是岩体加固的综合反映，所以用综合加固度来评价加固效果，并分析下一步的加固方向。

(7)位移时空综合分析法。由于大型边坡范围大、测点多，对不同部位的测点在同一时间的位移测值分布规律及不同时间空间位移变化的分析较全面，这有利于边坡整体变形破坏规律的研究。

(8)位移反分析法。根据实测的开挖前后的位移值反演岩体力学参数，提高岩体力学参数的准确程度。

7.3.3.2　施工动态调整

在施工过程中运用各种手段，如锚索钻孔、抗滑桩挖桩、深孔位移监测、坡面位移观测等手段收集有关地质及施工的信息，根据所收集的信息，及时了解边坡在施工中的变形情况，了解滑坡滑带以及可能对坡体稳定带来不利影响的软弱面的位置、工程特性等，据此修改设计，如调整锚索长度、锚索数量，调整锚固段深度和桩截面大小等，适当调整支挡工程类型和防护范围等，根据施工过程中反馈的信息，及时调整施工工艺和施工流程，及时控制施工大变形，如采用分级开挖，分级加固，对边坡采用临时加固等。

图7－4信息化施工技术框图