實時監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)在不穩(wěn)定斜坡治理工程中的應(yīng)用

汪健

摘要：通過對引起地質(zhì)災(zāi)害主要數(shù)據(jù)進(jìn)行實時監(jiān)測監(jiān)控、巡線員收集的數(shù)據(jù)，監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析等，了解地質(zhì)災(zāi)害安全狀態(tài)并做出預(yù)測，為科學(xué)決策提供依據(jù)。本文主要通過實時監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的實際應(yīng)用做出簡單介紹，希望為今后地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警提供些許指導(dǎo)意見。

關(guān)鍵詞：實時監(jiān)測；斜坡治理；預(yù)測預(yù)警

Application of real-time monitoring and monitoring system in unstable slope management project

Wang Jian

Anhui provincial geological environment monitoring station hefei 230001，China

Abstract： through the real-time monitoring and monitoring of the main data causing geological disasters， the data collected by the inspector， the analysis of monitoring data and so on.To understand the safety state of geological hazards and make prediction， which can provide basis for scientific decision-making.This paper mainly introduces the practical application of the real-time monitoring and monitoring system， hoping to provide some guidance for the future geological disaster monitoring and warning.

Key words： Real-time monitoring； Slope management； Prediction and early warning

1.引言

實時監(jiān)測技術(shù)主要通過采用監(jiān)測數(shù)據(jù)，主要功能分為數(shù)據(jù)接收、管理、成圖、報警；地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)滿足地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)管理中心和市局?jǐn)?shù)據(jù)中心以及總站數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)共享。地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測設(shè)備和監(jiān)測數(shù)據(jù)隨著監(jiān)測范圍的擴(kuò)大而越來越龐大，使用傳統(tǒng)的辦公形式進(jìn)行管理，工作量特別大，需要使用現(xiàn)代化的數(shù)據(jù)庫管理工具，能夠自動地查詢數(shù)據(jù)，便于管理。

2.自動化監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)備選型及工作流程

2.1自動化監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)備選型

（1）表面位移監(jiān)測設(shè)備——H5GNSS接收機(jī)

H5GNSS是一款技術(shù)先進(jìn)、簡單易用、可靠穩(wěn)定的監(jiān)測專業(yè)接收機(jī)。H5GNSS接收機(jī)靜態(tài)精度達(dá)到水平：±2.5mm+1ppmRMS，垂直：±5mm+1ppmRMS，并配合華測核心解算軟件，可以達(dá)到水平：±2mm+1ppmRMS，垂直：±4mm+1ppmRMS的精度指標(biāo)，能夠滿足滑坡體、沉降等變形監(jiān)測的需要。

（2）內(nèi)部位移監(jiān)測設(shè)備

根據(jù)項目實際需求，選用HC-CA-2.0型固定測斜儀，技術(shù)參數(shù)如表1所示。

2.2自動化監(jiān)測系統(tǒng)工作流程

（1）現(xiàn)場巡視員

巡視員應(yīng)定期對監(jiān)測區(qū)進(jìn)行人工巡視，第一時間了解現(xiàn)場相關(guān)數(shù)據(jù)及發(fā)生的情況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)隱患時要及時匯報調(diào)度室，調(diào)度室在收到隱患信息后要盡快分析并制定應(yīng)對措施，巡視員在接受調(diào)度室發(fā)出的巡視指令后，應(yīng)立即檢查異常情況的發(fā)展趨勢及對應(yīng)部位，并隨時向調(diào)度室匯報情況。

（2）現(xiàn)場值班

值班人員應(yīng)具備能夠?qū)崟r查看各監(jiān)測點實時數(shù)據(jù)的權(quán)限，及時了解地質(zhì)災(zāi)害發(fā)展情況。數(shù)據(jù)接收和處理中心通過各種專用軟件系統(tǒng)，對相關(guān)危險源做動態(tài)安全評估，在突發(fā)情況下，通過警燈、警號等多種渠道向上級主管部門發(fā)送危險源險情。

（3）控制中心

控制中心服務(wù)器應(yīng)保證保證24小時工作，及時對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將數(shù)據(jù)發(fā)布到WEB客戶端，實時顯示各監(jiān)測系統(tǒng)的運行情況，掌握各滑坡體的安全動態(tài)，并進(jìn)行報警。

（4）負(fù)責(zé)滑坡監(jiān)測的公司、領(lǐng)導(dǎo)及監(jiān)管部門

不受地域限制隨時掌握地質(zhì)災(zāi)害情況。隨時掌控危險源動態(tài)及地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測的運行情況?？赏ㄟ^綜合監(jiān)管系統(tǒng)全面、及時、準(zhǔn)確了解各項監(jiān)測情況，在突發(fā)情況下，迅速調(diào)閱第一手資料，及時指揮應(yīng)急處置與救援。

3.系統(tǒng)實現(xiàn)的主要功能

系統(tǒng)具有穩(wěn)定可靠的采集、顯示、存儲、數(shù)據(jù)通信、管理、系統(tǒng)自檢和報警功能；系統(tǒng)具有遠(yuǎn)程控制功能，可通過串口利用網(wǎng)絡(luò)對監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行遙控監(jiān)測，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集軟件上的所有功能，并對數(shù)據(jù)采集軟件中的歷史數(shù)據(jù)有訪問權(quán)限的進(jìn)行提取；系統(tǒng)可監(jiān)測滑坡體的狀態(tài)變化，在發(fā)現(xiàn)不正?，F(xiàn)象時及時分析原因，采取措施，防止事故發(fā)生，以保證周圍人民生命財產(chǎn)安全；系統(tǒng)可定期進(jìn)行觀測數(shù)據(jù)的整編，為以后的設(shè)計、施工、管理提供資料；系統(tǒng)可隨時對觀測資料進(jìn)行分析。監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)有自動預(yù)、報警功能，當(dāng)監(jiān)測參數(shù)有向危險狀態(tài)演變時，系統(tǒng)將發(fā)出預(yù)警信息。當(dāng)監(jiān)測參數(shù)超過預(yù)設(shè)警戒值時，系統(tǒng)將發(fā)出報警信息。從而有效預(yù)防事故，為有關(guān)部門提供數(shù)據(jù)支持。

4.應(yīng)用實例——湯口鎮(zhèn)湯口村西段燈草神不穩(wěn)定斜坡

4.1地形地貌

邊坡坡向傾東，為一人工邊坡，切坡前原始坡面亦向東，切坡后坡角約45°～60°，其中坡腳較陡，坡腰較緩，坡肩較陡，坡頂種植茶園。主邊坡長約50m，邊坡正立面呈弧形，弧頂與弧弦高差約82m，總體坡角約45°；次邊坡坡向傾南，坡長約20m，坡高約10m，坡角約55°。

4.2場地工程地質(zhì)巖組

場地共有四個工程巖組，分別為：含塊石碎石粘土巖組、土狀-碎塊狀凝灰質(zhì)粉砂巖巖組、碎裂-碎塊狀鑲嵌凝灰質(zhì)粉砂巖夾沉凝灰?guī)r巖組、中厚層狀凝灰質(zhì)粉砂巖夾薄層狀沉凝灰?guī)r巖組。

（1）含塊石碎石粘土巖組：土黃、褐黃色，稍濕，可塑，塊石含量及粒徑極不均勻，含量在12%～20%，大小在20cm～ 200cm之間，碎石大小在0.5cm～20cm之間，含量在10%～ 15%之間，發(fā)育有透鏡狀層理，成因為坡積-坡洪積成因，厚度在2cm～12cm不等。

（2）土狀-碎塊狀凝灰質(zhì)粉砂巖巖組：土黃、灰紫、棕色、灰白，土狀-碎塊狀結(jié)構(gòu)，這是凝灰質(zhì)粉砂巖和沉凝灰?guī)r風(fēng)化作用所形成的，局部具砂狀結(jié)構(gòu)，呈松散，稍密-密實狀態(tài)，它與下伏強(qiáng)風(fēng)化巖層呈逐漸過渡狀態(tài)，厚度在3m～10m不等。

（3）碎裂-碎塊狀鑲嵌凝灰質(zhì)粉砂巖夾沉凝灰?guī)r巖組：灰、灰白、灰黃色，少量青灰色，具碎裂、碎塊狀鑲嵌結(jié)構(gòu)，夾層狀構(gòu)造，在裂隙之間有黃色泥夾層充填，發(fā)育有四組以上的節(jié)理裂隙，單塊巖石強(qiáng)度在5MPaMPa～15MPa，厚度不清。

（4）中厚層狀凝灰質(zhì)粉砂巖夾薄層狀沉凝灰?guī)r巖組：青灰、灰白色，中厚層狀凝灰質(zhì)粉砂巖，節(jié)理裂隙呈閉合狀態(tài)，所夾薄層厚度不清。

4.3邊坡變形特征

滑坡從10月28日左側(cè)緣裂縫張開，到29日后緣逐漸形成，并向上快速牽引到500m高程，然后到11月2日右側(cè)緣裂縫形成，并向北擴(kuò)張。剪出位置于10月28日同時形成，并經(jīng)歷了從張開、閉合、隆起又張開的過程，剪出口位于4級臺階的下1.5m附近，跨有可能向下發(fā)展。在滑體土方卸裝后，滑坡后緣裂縫又向上發(fā)展至515.00m高程?；w平面形態(tài)呈舌形，滑體底寬85m，后緣寬27m，滑坡長108m，滑體面積7800m2。

（1）滑體的物質(zhì)組成：由塊石、碎石粘土層巖組，土狀-碎狀，凝灰質(zhì)粉砂巖夾薄層沉凝灰?guī)r巖組和碎裂-碎塊狀鑲嵌凝灰質(zhì)粉砂巖夾薄層沉凝灰?guī)r巖組所組成，滑體厚度在12m～15m之間。

（2）滑床：為中厚層狀凝灰質(zhì)粉砂巖，滑帶土為層間泥夾層或者F2斷層帶中泥夾層。

（3）滑坡類型：為工程類滑坡，是由于下部切坡所造成的順外傾結(jié)構(gòu)面所引發(fā)的牽引式滑坡。

5.實時監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)在不穩(wěn)定斜坡監(jiān)測方案

5.1監(jiān)測方案1

根據(jù)現(xiàn)場踏勘與主管單位、設(shè)計單位及相關(guān)配合單位充分溝通了解并結(jié)合滑坡體現(xiàn)狀，本監(jiān)測方案注重監(jiān)測全面性，將隱患點全部實現(xiàn)在線監(jiān)測。其中，共布設(shè)3個監(jiān)測剖面，3個監(jiān)測橫斷面，以及對邊坡下游受影響的房屋實現(xiàn)在線監(jiān)測，具體點位布設(shè)如下：

（1）表面位移監(jiān)測：本系統(tǒng)表面位移監(jiān)測采用GNSS設(shè)備，其能實現(xiàn)的精度可達(dá)到毫米級，是目前最先進(jìn)的表面位移監(jiān)測設(shè)備。其中由于最底部格構(gòu)已經(jīng)發(fā)生形變，且有2個錨索明顯受力擠壓，造成錨索向外部彈出，而上部的錨索卻未明顯發(fā)現(xiàn)受力，因此在第二級格構(gòu)平臺上布設(shè)2個表面位移監(jiān)測點用以監(jiān)測格構(gòu)變形；在標(biāo)高+486m平臺上布設(shè)2個表面位移監(jiān)測點，用以監(jiān)測上部土體擠壓力對下游的影響；在標(biāo)高+505m平臺上布設(shè)2個表面位移監(jiān)測點，用以監(jiān)測上部土體擠壓力對下游的影響；由于下游錨索受力，未進(jìn)行治理的區(qū)域其主滑方向發(fā)生改變，剪出口可能發(fā)生偏移到下游錨索一側(cè)，因此在未治理部分中部及上部2個位移各布設(shè)1個表面位移監(jiān)測點，實現(xiàn)對新影像區(qū)滑坡的表面位移監(jiān)測；根據(jù)下游房屋現(xiàn)階段受力情況，因此在下游賓館樓頂靠近山體的一側(cè)布設(shè)1個表面位移監(jiān)測，實現(xiàn)對房屋的沉降及位移監(jiān)測。另外表面位移基準(zhǔn)站建設(shè)于管委會樓頂，在本監(jiān)測布設(shè)圖上未體現(xiàn)。

（2）內(nèi)部位移及地下水監(jiān)測：沿著治理工程主滑方向，結(jié)合實際施工情況，在滑坡中部及上部布設(shè)表面位移監(jiān)測點附近布設(shè)2套內(nèi)部位移及地下水監(jiān)測站，以監(jiān)測土體內(nèi)部擠壓力和土體滲入水的情況；在新發(fā)生的影響區(qū)中部布設(shè)1個內(nèi)部位移及地下水監(jiān)測站，與表面位移監(jiān)測數(shù)據(jù)實現(xiàn)同步監(jiān)測作用。

（3）裂縫監(jiān)測：在滑坡體后緣位移存在一條接近貫穿的牽引式表面裂縫，因此在此位置布設(shè)1個表面裂縫監(jiān)測站，具體點位布設(shè)如圖1所示。

紅色：表面位移監(jiān)測點，黃色：內(nèi)部位移和地下水監(jiān)測點，紫色：裂縫監(jiān)測測點。

5.2監(jiān)測方案2

沿著主滑方向分別在滑坡體高位、中部及格構(gòu)平臺上各布設(shè)1個表面位移監(jiān)測點，在主滑方向中部和上部各布設(shè)1個內(nèi)部位移及地下水監(jiān)測點，在新擴(kuò)大的影響區(qū)中部布設(shè)1個表面位移監(jiān)測點和內(nèi)部位移及地下水監(jiān)測點，在受影響的房屋樓頂布設(shè)1個表面位移監(jiān)測點，在滑坡體后緣布設(shè)1個表面裂縫監(jiān)測點，另外表面位移基準(zhǔn)站建設(shè)于管委會樓頂，在本監(jiān)測布設(shè)圖上未體現(xiàn)。具體點位布設(shè)如圖2所示。

紅色：表面位移監(jiān)測點，黃色：內(nèi)部位移和地下水監(jiān)測點，紫色：裂縫監(jiān)測測點。

湯口鎮(zhèn)湯口村西段燈草神不穩(wěn)定斜坡治理過程中選用方案1及方案2結(jié)合方式進(jìn)行，結(jié)果證明，研究區(qū)內(nèi)滑床主要表現(xiàn)為中厚層狀凝灰質(zhì)粉砂巖，滑帶土為層間泥夾層或者F2斷層帶中泥夾層?；骂愋蜑楣こ填惢拢怯捎谙虏壳衅滤斐傻捻樛鈨A結(jié)構(gòu)面所引發(fā)的牽引式滑坡。

6.結(jié)論

采用實時監(jiān)測技術(shù)采用監(jiān)測數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，用以對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行接收、管理、成圖、報警；地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)滿足地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)管理中心和市局?jǐn)?shù)據(jù)中心以及總站數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)共享。通過對地質(zhì)災(zāi)害主要危險數(shù)據(jù)進(jìn)行實時監(jiān)測監(jiān)控，通過監(jiān)測數(shù)據(jù)的智能分析。實時了解地質(zhì)災(zāi)害安全狀態(tài)并做出預(yù)測預(yù)警，為科學(xué)決策提供依據(jù)。

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