边坡自动化监测方案设计

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

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。

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。

•方案设计

根据以上现场情况，拟定自动化监测原则如下：

A．有利于大范围布设，布设容易，速度快，能尽快出数据；

B．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；

C．监测方式对基建、供电等外部条件要求较小；

三、方案实施

位移监测

3.1.2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。

3.1.3 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。

3.1.4监测示意图

3.1.6 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）

3.1.7 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。

边坡自动化监测设计思路与经验分享：

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。