成員單位

邊坡健康監測

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    修建鐵路、公路等工程過程中,有邊坡滑移災害的隱患。例如一些鐵路、公路,因修建時大力爆破、強行開挖,邊坡失去支撐而未進行監測預警和及時治理,對交通和人身安全形成危害。

       邊坡滑動區域的沉降量與傾角位移量是邊坡穩定性的重要檢測指標,我們將沉降和傾角監測作為邊坡長期監測的手段,對邊坡的安全性進行判斷和預警。 我們將在現場安裝TH-STC監測系統,該系統通過測點自動采集現場數據,經現場網關上傳至云端,可實現遠程監測與分析。

邊坡方案概述
邊坡監測內容
測點分布示意圖

     邊坡出現滑移時,相應區域的位移與傾角會產生變化,因此,要判斷邊坡在施工開挖以及形成邊坡后是否穩定,既經濟又較為可靠的辦法是:在可能出現滑坡、崩塌的位置上布設等高沉降監測點進行長時間的沉降變形監測,同時在沉降測點上附著傾斜測點,測量測點的傾角變化。考慮到自動化長期監測的需求,本次監測考慮使用壓差式沉降儀進行監測,監測數據自動采集并遠傳,配合遠程數據管理平臺,工程技術人員可于辦公室內實時了解被測邊坡的安全穩定狀況。

監測內容

監測參數

監測方式

部位

環境監測

溫度

溫度傳感器、應變計等

結構附近或結構內部

雨量

雨量計

邊坡空曠處

變形監測

表面沉降

沉降儀

邊坡關鍵位置

表面相對變形

拉線位移傳感器

邊坡表面

不均勻沉降

分層沉降儀

邊坡表面

土體深部位移

測斜儀

關鍵部位的測斜管

擋土墻的變形

測斜儀、裂縫計

傾斜或者有裂縫部位

應力/應變監測

擋土墻混凝土表面應變

表面式應變計

擋土墻重要部位

土體壓力

土壓力盒

土體內

孔隙水壓力

孔隙水壓計

土體內

 

    考慮登高布設測線,每條測線各布設若干個測點和1個基準點,并設置采集遠傳系統一套,測點布設于等高的測線上,基準點及遠傳系統布設于邊坡側面較為穩定的基巖上,系統供電考慮使用邊坡附近一處監控攝像頭的220v交流電。測點的布設圖:

?上一個:橋梁監測
項目案例

浙江申嘉湖邊坡監測項目

        · 項目時間:2017年9月

        · 項目地點:浙江湖州至安吉申嘉湖西延邊坡

        · 監測范圍:申嘉湖西延沿線七個邊坡,長度:112m-270m,高度:30-52m

        · 項目概述:本次監測共涉及七處邊坡,均為申嘉湖高速公路湖州鹿山至安吉孝源段的路塹高邊坡,監測時間自交工驗收完成開始至竣工驗收完成后終止。由于采用長期遠程監測系統,該系統在高速公路運行之后仍可進行長期遠程在線監測。

        · 項目測點分布圖:

        · 項目現場圖片:

        · 同感云平臺監測數據

單點-沉降變化歷時曲線圖

單點-Y角度變化歷時曲線圖

監測方法對比

監測類型

監測方法

優點

不足

地表形變監測

GPS

全天候觀測,測量三維坐標,不依賴通訊網絡,

易于實現監測系統的自動化

監測系統的成本相對較高,監測精度相對較低

全自動全站儀

監測成本較低、精度較高

設備不易保護,現場需具備通視條件

三維激光掃描

可實時自動化監測,用于大范圍監測

監測精度較低,表面有大量的植被覆蓋時,

無法測量到地形表面

干涉合成孔徑雷達(InSARS)

可穿過云層、地表植被等進行高分辨率成像。

用于大范圍監測

重返周期長、空間分辨率不高;

受云、天氣、植被等影響較大,精度較差

淺表形變監測

光纖傳感技術

可實時監測,采樣頻率高

測量精度受溫度影響較大,調制解調器成本較高。埋設與保護難度較大

同禾方案

長期實時監測、易于埋設且多參數校核,

監測精度高,成本低

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深部形變監測

固定式測斜儀

監測精度高

儀器和安裝成本高,在高陡邊坡中不易鉆孔安裝,不適用于大范圍監測

時域反射測試技術(TDR)

測試速度快

成本高,復雜環境下不易安裝。

信號解析準確度存疑

 

        · 2018年1月2日起監測區域開始出現連續降雨并伴有霜凍天氣,當日出現了3個測點沉降速率超過5mm/d報警值,監測平臺開始發出報警。

        · 1月2日至1月10日,日變量超限的測點數量增至9個,日變量增到8mm/d,系統持續發出報警。

        · 1月11日7點,4個測點沉降速率達到10-20mm/h,且累計沉降值超出50mm的報警值,邊坡處于加速下滑狀態,“同感云平臺”發出了一級預警,邊坡隨時可能發生滑塌,提示施工和業主單位對坡腳下方進行圍擋并禁止人員車輛進入。

        · 1月11日17時開始,邊坡4個測點沉降速率超過100mm/h。

        · 1月12日00時04分,邊坡已經滑塌。

        · 此次邊坡滑塌事件,“同感云平臺”根據監測數據,及時向施工單位及業主單位發出預警,并根據數據變化,升級預警等級,使相關單位及時對邊坡滑塌采取預警防護措施。

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