2018年11月21日

我國南方因其獨特的地質構造環境,降雨量大及工程施工頻繁及不合理的礦產資源開發,形成了各種大規模高危邊坡。邊坡高差大、整體穩固性差的邊坡稱為高危邊坡,地質災害事故通常突然發生,造成惡性傷亡事故,具有事故突發性和高危性,為確保支撐模板係統穩固和安全,必須對支撐模版係統進行實時變形監測。


通常采用精密水準儀測量沉降,全站儀測量平麵位移,費時費力且精度不高,監測人員和儀器在邊坡上作業,安全無法保障。高危邊坡工程地質複雜,在布設變形監測點時要采用多種監測方式對滑坡體的變形現狀及趨勢進行綜合、全麵立體的監測,在建立地質災害防治體係時,需要對高危邊坡進行持續動態監測,及時獲取高危邊坡高精度變形數據,遠程傳輸並進行高危邊坡的實時監控。


1、GNSS實時監測技術。高危變形需要建立實時動態的高精度監測係統,利用GNSS實時動態監測差分技術進行坡體位移監測。將1台GNSS接收機固定穩固安置在遠離變形區域的位置作為基準站, 另外多台GNSS接收機安置在坡體位移點作為監測站, 基準站和監測站同時觀測共視衛星,並以載波相位作為觀測量,稱為單基站GNSS實時差分技術。


運用動態的載波相位差分技術。由於兩個同步觀測站觀測共視衛星會有較強的GNSS誤差相關性,可以利用單差、雙差和三差等形式,將兩站的觀測量組合進行消除或減弱誤差,其載波相位測量精度可以達到0.5~2.0 mm。


差分GNSS技術與數據傳輸技術的結合,建立在實時處理基準站和基準站觀測到的載波相位基礎上的,對數據傳輸部分的傳輸速率和數據可靠性要求較高。基準站及移動站同步對衛星進行觀測, 移動站通過短距離無線模塊將原始數據傳輸至位於參考站的數據采集模塊, 數據采集模塊則將多站數據通過網絡一並傳送至遠端監控中心, 然後進行實時計算。


2、多傳感器自動化監測技術。建立以GPS表麵位移、自動化機器人變形監測為主, 深層位移、地下水位、雨量計和裂縫計等多傳感器監測為輔的立體監測手段是本監測係統的核心根本。該係統由多傳感器、數據采集裝置、數據傳輸裝置、供電防雷係統、數據處理中心、應用終端等6部分組成。各傳感器采用數據線與數據采集、傳輸單元連接,通過GPRS無線網絡轉送到Internet,最終進入數據處理中心(應用終端進行數據存儲和處理),保證了信息傳遞的及時性和廣泛性。


3、測量機器人自動化監測技術。基於全站儀的自動變形監測技術,以自動搜索目標的全站儀為測量工具,並配備L型單棱鏡,采用自由設站、極坐標測量和邊角交會技術方法,測定各變形點的三維坐標,有文件管理、初始化設置、學習測量、自動測量及成果輸出等功能,同時對原始觀測數據進行實時改正,得到差分處理後的數據結果。


從單參考站GNSS實時監測、機器人自動化監測,到多種方式的多傳感器立體監測的監測成果及曲線圖分析可知,各項監測數據的變形都與邊坡雨量監測數據有很大的相關性,強降雨和暴雨期間各項監測數據變化都有一致性,數據顯示邊坡往邊坡底呈微小變形趨勢,但數據變形量不是很顯著,邊坡監測期間處於穩定狀態。利用機器人與單參考站GNSS實時監測,人工數據和自動化監測數據檢核差異不大,說明高危邊坡監測係統各監測項目數據可靠性強、精度滿足要求、傳輸穩定,可滿足高危邊坡監測的需要。


高危邊坡監測的自動化和智能化,解決了常規監測方法在邊坡上危險作業問題,有效地提高了作業效率,以更寬的視角及時指示變形部位以供排查隱患,確保坡體及周邊安全。基於多傳感器的高危邊坡變形監測預警係統可實現邊坡變形數據多維度分析,通過信息化自動傳輸手段進行邊坡安全智能監控管理,具有先進性、實用性,有較大的推廣價值。


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多傳感器係統自動化監測高危邊坡變形

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