邊坡的穩(wěn)定一直是重要的安全問(wèn)題之一,隨著建設(shè)發(fā)展以及氣候異常,邊坡極易面臨變形失衡風(fēng)險(xiǎn),給國(guó)家的財(cái)產(chǎn)和人民的人身安全帶來(lái)很大的危害,而合理的邊坡自動(dòng)化安全監(jiān)測(cè)技術(shù)是邊坡防范和治理的關(guān)鍵因素。
而邊坡監(jiān)測(cè)是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程,選用傳統(tǒng)測(cè)量方法進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)時(shí),平面位移和豎直位移需各自處理,且監(jiān)測(cè)的點(diǎn)位與時(shí)間也可能不一致,進(jìn)而增強(qiáng)了工作量,加大了變形分析的難度,不僅耗時(shí)費(fèi)力,也難以達(dá)到理想的預(yù)測(cè)效果。
使用多種技術(shù)手段,不僅避免了傳統(tǒng)測(cè)量中觀測(cè)過(guò)渡點(diǎn)和轉(zhuǎn)點(diǎn)的重復(fù)勘察的情況出現(xiàn),緩解了勞動(dòng)強(qiáng)度,更提升了觀測(cè)精度,且不受天氣因素影響,還可以充分獲得有效信息。今天小編將和大家一起探究一下多樣化的邊坡安全監(jiān)測(cè)方式。
一、多元化監(jiān)測(cè)方式守護(hù)邊坡安全
1、簡(jiǎn)單觀測(cè)法
通過(guò)人工直接觀測(cè)邊坡中地表縫隙、路面發(fā)脹、沉降、塌陷、建筑物變形及地下水變化、地溫變化等現(xiàn)象。此法對(duì)于正在發(fā)生病害的邊坡進(jìn)行觀測(cè)比較合適,也可結(jié)合儀器監(jiān)測(cè)資料進(jìn)行綜合分析,用以初步判斷滑坡體所處的變形階段及中短期滾動(dòng)趨勢(shì)。
2、設(shè)站觀測(cè)法
在充分了解現(xiàn)場(chǎng)的工程地質(zhì)背景的基礎(chǔ)上,在邊坡上開設(shè)變形觀測(cè)點(diǎn)。在變形區(qū)影響范圍以外平穩(wěn)地點(diǎn),設(shè)定固定觀測(cè)站,使用檢測(cè)儀器定期測(cè)量變形區(qū)內(nèi)網(wǎng)點(diǎn)的三維位移變化的一種監(jiān)測(cè)方法。這種方法遠(yuǎn)離變形區(qū),且無(wú)主觀成份,比簡(jiǎn)單觀測(cè)法客觀、精密,觀測(cè)范圍比較大,選點(diǎn)方便。
3、儀表觀測(cè)法
用精密儀表對(duì)變形陡坡進(jìn)行地表及深層的位移、傾斜動(dòng)態(tài),縫隙等物理參數(shù)與環(huán)境影響因素進(jìn)行監(jiān)測(cè)。使用此方法監(jiān)測(cè)的內(nèi)容豐富、精度高、測(cè)程可調(diào),儀器方便攜帶,可防止惡劣環(huán)境對(duì)測(cè)試儀表的損害,觀測(cè)成果直觀,可靠度高,適用于陡坡變形的中、長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。
4、邊坡自動(dòng)化遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)法
隨著空間技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展,各種先進(jìn)的自動(dòng)遙測(cè)系統(tǒng)相繼問(wèn)世,為邊坡工程尤其是邊坡坍塌和滑坡的自動(dòng)化持續(xù)監(jiān)測(cè)造就了有利條件。邊坡自動(dòng)化遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)自動(dòng)化水平高,可全天持續(xù)觀測(cè),省時(shí)、省力且安全,是當(dāng)前和今后階段邊坡監(jiān)測(cè)的一個(gè)主要發(fā)展方向。
二、北斗助力守護(hù)邊坡安全
作為全球性三大地質(zhì)災(zāi)害之一的邊坡失穩(wěn)塌陷和滑坡,嚴(yán)重危害國(guó)家財(cái)產(chǎn)和人民的人身安全。全面的認(rèn)知邊坡,從而達(dá)到有效的預(yù)防、治理邊坡,而邊坡監(jiān)測(cè)是認(rèn)識(shí)和治理邊坡的關(guān)鍵,利用科學(xué)合理的監(jiān)測(cè)是邊坡整治的可靠技術(shù)保障。
通過(guò)邊坡自動(dòng)化安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)邊坡的位移、應(yīng)力、地下水等進(jìn)行監(jiān)測(cè),預(yù)測(cè)邊坡失穩(wěn)的概率和滑坡的危險(xiǎn)性,為預(yù)防滑坡及可能的滾動(dòng)和蠕動(dòng)變形提供技術(shù)依據(jù),預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)今后邊坡的位移、變形的發(fā)展方向。
三、邊坡自動(dòng)化安全監(jiān)測(cè)的內(nèi)容
邊坡自動(dòng)化安全監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包含巡查巡查、變形監(jiān)測(cè)、應(yīng)力監(jiān)測(cè)、振動(dòng)監(jiān)測(cè)和水文監(jiān)測(cè),其中除了巡查巡查需要人工,其他項(xiàng)目均可使用遠(yuǎn)程在線監(jiān)控的方式。
1、邊坡自動(dòng)化安全監(jiān)測(cè)——水文氣象監(jiān)測(cè)
水文監(jiān)測(cè)包含降水監(jiān)測(cè)、地表水監(jiān)測(cè)和地下水監(jiān)測(cè)。長(zhǎng)期降水等自然因素會(huì)加大滑坡發(fā)生概率,如尾礦壩,會(huì)因?yàn)閹?kù)水位超出安全線發(fā)生潰壩事故,所以需要對(duì)水文進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
以露天礦山為例,根據(jù)相關(guān)《安全管理規(guī)范》要求,安全監(jiān)測(cè)等級(jí)為一、二、三級(jí)的采場(chǎng)邊坡的露天礦山公司,應(yīng)建立雨量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
2、邊坡自動(dòng)化安全監(jiān)測(cè)——變形監(jiān)測(cè)
變形監(jiān)測(cè)是安全管理規(guī)范中要求必須進(jìn)行的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。變形監(jiān)測(cè)包含地表水平位移和豎直位移,縫隙、移位,邊坡深層變形,支護(hù)結(jié)構(gòu)變形。需要選用測(cè)斜儀、應(yīng)力計(jì)等儀器對(duì)以上項(xiàng)目進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
根據(jù)有關(guān)《安全管理規(guī)范》,邊坡表層位移監(jiān)測(cè)包含表層水平位移和表面豎直位移監(jiān)測(cè),選用非接觸式位移監(jiān)測(cè)時(shí),應(yīng)覆蓋需監(jiān)測(cè)的邊坡分區(qū)、邊坡內(nèi)部位移(包含內(nèi)部水平位移、內(nèi)部豎直位移);邊坡裂縫監(jiān)測(cè);當(dāng)邊坡表層長(zhǎng)度超出5m,總寬大于1m,深層大于2m時(shí),選用縫隙計(jì)或位移計(jì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
3、邊坡自動(dòng)化安全監(jiān)測(cè)——應(yīng)力監(jiān)測(cè)
應(yīng)力監(jiān)測(cè)包含邊坡應(yīng)力和支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測(cè)。通過(guò)監(jiān)測(cè)巖層的應(yīng)力變化來(lái)實(shí)現(xiàn)地壓監(jiān)測(cè)的在線監(jiān)控及預(yù)警。
根據(jù)邊坡自動(dòng)化安全監(jiān)測(cè)點(diǎn)地質(zhì)構(gòu)造,結(jié)合巖土力學(xué)知識(shí)選定多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn);在每個(gè)選定位置打孔的孔底和管口錨固一根或是多根鋼絞線,形成一個(gè)覆蓋全面的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò);當(dāng)孔底處的巖層應(yīng)力改變時(shí),鋼絞線的受力必定會(huì)改變;多功能傳感器會(huì)把鋼絞線受力數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)測(cè)中心,當(dāng)達(dá)到警戒值時(shí)主動(dòng)預(yù)警。
四、邊坡自動(dòng)化安全監(jiān)測(cè)類型
1、邊坡自動(dòng)化安全監(jiān)測(cè)——山體滑坡安全監(jiān)測(cè)
(1)監(jiān)測(cè)原理
運(yùn)用全球衛(wèi)星導(dǎo)航衛(wèi)星定位(GNSS)技術(shù)、傳感技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等技術(shù),對(duì)變形(含地表變形、深層變形、地表縫隙、建(構(gòu))筑物變形)、應(yīng)力應(yīng)變、孕災(zāi)環(huán)境(地下水水位、孔隙水壓力、土體含水量及降水量)等信息進(jìn)行監(jiān)測(cè),并把數(shù)據(jù)收集、傳送、展現(xiàn)等融合為一整套信息化系統(tǒng),提供全方位的監(jiān)測(cè)解決方案。
(2)主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目:地表變形監(jiān)測(cè)、深層變形監(jiān)測(cè)、地表裂縫監(jiān)測(cè)、滑坡微震監(jiān)測(cè)、應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)、孔隙水壓力監(jiān)測(cè)、土壤含水率監(jiān)測(cè)、降雨量監(jiān)測(cè)。
2、邊坡自動(dòng)化安全監(jiān)測(cè)——路基邊坡安全監(jiān)測(cè)
(1)方案介紹
近年來(lái),邊坡安全事故頻發(fā),為及時(shí)掌握邊坡實(shí)況,對(duì)突發(fā)事故進(jìn)行提前預(yù)警,對(duì)邊坡安全監(jiān)測(cè)已經(jīng)刻不容緩。邊坡在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可對(duì)邊坡表層位移、土體內(nèi)部位移、降水量、土壤水分、水位變化等進(jìn)行持續(xù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),對(duì)災(zāi)害發(fā)生前的整體穩(wěn)定性做出判斷,迅速作出預(yù)警預(yù)報(bào)。
(2)主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目
-環(huán)境監(jiān)測(cè):降水量、土壤含水率
-變形監(jiān)測(cè):表層/土體內(nèi)部位移、地表相對(duì)位移、地裂縫
-擋墻監(jiān)測(cè):傾向壓力、傾斜監(jiān)測(cè)
-地下水監(jiān)測(cè):孔隙水壓力監(jiān)測(cè)
-支護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè):錨索軸力、錨索應(yīng)力、抗滑樁傾斜
-視頻監(jiān)測(cè):攝像機(jī)
3、邊坡自動(dòng)化安全監(jiān)測(cè)——露天礦邊坡安全監(jiān)測(cè)
(1)方案介紹
露天礦邊坡安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可幫助企業(yè)及安監(jiān)有關(guān)部門快速掌握礦區(qū)安全技術(shù)指標(biāo)的最新動(dòng)態(tài);協(xié)助巡檢人員及時(shí)掌握露天礦不穩(wěn)定邊坡的情況和安全現(xiàn)狀;有利于安全監(jiān)管部門迅速捕獲該地不穩(wěn)定區(qū)域的特點(diǎn)信息,為邊坡不穩(wěn)定區(qū)域的正確分析、評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)及治理提供可靠數(shù)據(jù)與科學(xué)論證;協(xié)助有關(guān)單位根據(jù)邊坡沉積各個(gè)階段的變形狀況建立理論模型。
(2)主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目:表層位移監(jiān)測(cè)、內(nèi)部水準(zhǔn)及豎直位移監(jiān)測(cè)、采動(dòng)應(yīng)力監(jiān)測(cè)、質(zhì)點(diǎn)速率監(jiān)測(cè)、滲透壓力監(jiān)測(cè)、地下水位監(jiān)測(cè)、降雨量監(jiān)測(cè)、視頻監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)(粉塵、噪音、煙塵、水質(zhì)、土壤質(zhì)量、爆破等)。
4、邊坡自動(dòng)化安全監(jiān)測(cè)——水庫(kù)邊坡安全監(jiān)測(cè)
(1)監(jiān)測(cè)原理
根據(jù)邊坡監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的特點(diǎn)和多年的項(xiàng)目實(shí)施經(jīng)驗(yàn),建立水庫(kù)邊坡云端一體化方案,總體選用太陽(yáng)能供電,云端傳送、低功耗設(shè)計(jì),簡(jiǎn)單化安裝方式,對(duì)邊坡進(jìn)行立體全天候的監(jiān)測(cè)。主要用到的設(shè)備有:GNSS監(jiān)測(cè)站、拉線式位移計(jì)、測(cè)斜儀、雨量計(jì)、傾角計(jì)、錨索計(jì)、土壓力計(jì)、滲壓計(jì)等。
(2)主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目:邊坡表層三維變形、邊坡內(nèi)部分層變形、地下水位監(jiān)測(cè)、雨量監(jiān)測(cè)、坍塌監(jiān)測(cè)、裂縫監(jiān)測(cè)、錨索應(yīng)力監(jiān)測(cè)、土壓力監(jiān)測(cè)。