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 |
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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 |
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不均勻沉降 |
分層沉降儀 |
邊坡表面 |
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土體深部位移 |
測斜儀 |
關鍵部位的測斜管 |
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擋土墻的變形 |
測斜儀、裂縫計 |
傾斜或者有裂縫部位 |
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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 |
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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:
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 |
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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 |
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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 |
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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。