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标题: 前沿技术 | 边坡自动化监测方案设计 ——从深圳滑坡现场... [打印本页]

作者: 木各格    时间: 2017-12-29 13:11
标题: 前沿技术 | 边坡自动化监测方案设计 ——从深圳滑坡现场...
前沿技术 | 边坡自动化监测方案设计 ——从深圳滑坡现场抢险自动化监测谈起
来源:大铁检测  

编前语

从深圳滑坡现场抢险自动化监测谈起,2015年12月20日,深圳光明新区渣场土体滑坡造成重大损失,抢险救灾目前仍在进行中。政府和相关机构、单位纷纷行动起来,为灾区贡献力量。

人工边坡作为重大风险源,使社会公众印象深刻。对人工边坡未滑残留体的监测工作必须及时展开,以避免二次灾害发生。

一、现场概况

经对滑坡残留体现场综合踏勘,主要情况如下:
1、滑坡残留体范围大,西、南、东滑坡面总长近1.2公里;

2、环形山本体外的未垮塌的堆积体普遍存在变形裂缝,稳定性差;

3、原垮塌体上部靠近原始山体的现场处于断电状态,通讯网络较差;

4、挖掘抢险工作面多,交通困难,不利于大型设备进场。


图1  红坳受纳场东侧残留体顶部裂缝


图3  红坳受纳场东侧残留陡砍

二、方案设计

根据以上现场情况,拟定自动化监测原则如下

1、有利于大范围布设,布设容易,速度快,能尽快出数据;

2、以位移监测为主,雨量、视频为辅;整体反应未滑堆积体位移情况;

3、监测方式对基建、供电等外部条件要求较小;
三、方案实施

3.1位移监测
(1)位移监测设备
本方案采用徕卡自动测量型全站仪(测量机器人)作为三维位移监测的数据采集设备。该型设备性能稳定、出色,在地铁隧道、水电大坝、矿山边坡等要求较高的安全监测中有广泛应用。

图5 测量机器人

(2)坐标轴设计
以东西方向为Y轴、南北方向为X轴建立坐标系。因为没有本地基准点引测,根据现场方位简略判断方向并兼顾滑坡主滑方向,以滑坡主滑方向为北方向确定现场监测坐标系。

(3)监测示意图
图6  位移监测示意图

图7  现场调查场地概貌

图8  通视效果好
(4)监测点布设
按沿东、西、南三个方向按断面布设,每个断面根据现场情况设置2-3个棱镜,控制点固定在山上岩石稳定区域中,综合反应断面变形情况以及裂缝变化情况。(略:控制点与监测点布置图)
(5)监测频率
每周期观测时间在30分钟内完成,每小时观测1次,每次2测回,每测回分盘左盘右观测。在下雨或滑坡有加速下沉等特殊情况下,增加监测频率。


3.2 视频实时监控

在加强对滑坡位移监测的同时,对残留体区域进行影像监控,远程观察残留体实时动向。其夜间可视距离>300m,白天可视距离>500m。

3.3 降雨量实时监测

结合实地踏勘结果和雨量计安装点位选择规范,并考虑到安装调试难度、后期维护难度等因素,本方案选择放置于位移观测房附近,便于集中管理和维护,同时位于主要监测区域内,属于山体汇水范围内。
监测人员现场安装调试雨量计
小编总结
表面位移监测方式的选择

在线自动化位移监测常规三种手段:以北斗为代表的GNSS方式、以测量机器人为代表的光电测量方式、以小变形量、相对位移为主的位移传感器方式。

GNSS方式对天气环境不敏感,适于长期监测。但对供电、通讯及基建等要求较多,对于应急抢险监测时间急、任务紧、监测点多的现实条件不适于采用;

位移传感器方式以相对位移为主,需要根据现场定制生产适用于大变形量、基准位置较难选择的情况。安装周期较长,且对于变形区域范围大的情况不适合,前期不作考虑。

以测量机器人为代表的光电测量方式,对现场基建、供电、通讯等条件要求较少,易于快速安装启用,最快可一天内开始自动化数据采集。

且监测点成本低、安装简单、适于大范围布设。同时监测精度高,可全面体现垮塌体位移情况。本方案决定采用测量机器人方式进行监测。

雨量和边坡水位监测

根据现场经验,边坡雨量监测很有必要。雨水压力的推动是边坡位移的重要来源。

局部测得雨量与天气预报的大范围区域雨量差值较大,最大差值可达两倍。局部降雨量的大小对于边坡土体的沉降和位移影响显著。
深部位移监测

深部位移监测可以了解土体深层的位移情况,是表面位移的重要补充。也可做为关键监测项目纳入设计考虑。

但当前的技术手段成本较高是其大规模应用的主要障碍。未来新方法新工艺的成熟应用相信将会逐步解决这一问题,使深部位移监测成为边坡监测中的常项。
作者简介

周浩  深圳大铁检测装备公司总经理,测绘工程师,从事测绘及监测相关工作16年。曾供职于原国电贵阳设计院,参与多个水电大坝的变形监测工作。2010年起组织实施全国各地近百个矿山尾矿库、边坡、桥梁、大坝等大型结构体的自动化变形监测项目设计、实施。







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