实时监测监控系统在不稳定斜坡治理工程中的应用

2020-03-01汪健

西部资源 2020年3期

关键词：实时监测

汪健

摘要：通过对引起地质灾害主要数据进行实时监测监控、巡线员收集的数据，监测数据的分析等，了解地质灾害安全状态并做出预测，为科学决策提供依据。本文主要通过实时监测监控系统的实际应用做出简单介绍，希望为今后地质灾害监测预警提供些许指导意见。

关键词：实时监测；斜坡治理；预测预警

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

实时监测技术主要通过采用监测数据，主要功能分为数据接收、管理、成图、报警；地质灾害监测数据管理系统满足地质灾害数据管理中心和市局数据中心以及总站数据中心的数据共享。地质灾害监测设备和监测数据随着监测范围的扩大而越来越庞大，使用传统的办公形式进行管理，工作量特别大，需要使用现代化的数据库管理工具，能够自动地查询数据，便于管理。

2.自动化监测系统设备选型及工作流程

2.1自动化监测系统设备选型

（1）表面位移监测设备——H5GNSS接收机

H5GNSS是一款技术先进、简单易用、可靠稳定的监测专业接收机。H5GNSS接收机静态精度达到水平：±2.5mm+1ppmRMS，垂直：±5mm+1ppmRMS，并配合华测核心解算软件，可以达到水平：±2mm+1ppmRMS，垂直：±4mm+1ppmRMS的精度指标，能够满足滑坡体、沉降等变形监测的需要。

（2）内部位移监测设备

根据项目实际需求，选用HC-CA-2.0型固定测斜仪，技术参数如表1所示。

2.2自动化监测系统工作流程

（1）现场巡视员

巡视员应定期对监测区进行人工巡视，第一时间了解现场相关数据及发生的情况，当发现隐患时要及时汇报调度室，调度室在收到隐患信息后要尽快分析并制定应对措施，巡视员在接受调度室发出的巡视指令后，应立即检查异常情况的发展趋势及对应部位，并随时向调度室汇报情况。

（2）现场值班

值班人员应具备能够实时查看各监测点实时数据的权限，及时了解地质灾害发展情况。数据接收和处理中心通过各种专用软件系统，对相关危险源做动态安全评估，在突发情况下，通过警灯、警号等多种渠道向上级主管部门发送危险源险情。

（3）控制中心

控制中心服务器应保证保证24小时工作，及时对数据进行处理，将数据发布到WEB客户端，实时显示各监测系统的运行情况，掌握各滑坡体的安全动态，并进行报警。

（4）负责滑坡监测的公司、领导及监管部门

不受地域限制随时掌握地质灾害情况。随时掌控危险源动态及地质灾害监测的运行情况。可通过综合监管系统全面、及时、准确了解各项监测情况，在突发情况下，迅速调阅第一手资料，及时指挥应急处置与救援。

3.系统实现的主要功能

系统具有稳定可靠的采集、显示、存储、数据通信、管理、系统自检和报警功能；系统具有远程控制功能，可通过串口利用网络对监控主机进行遥控监测，实现数据采集软件上的所有功能，并对数据采集软件中的历史数据有访问权限的进行提取；系統可监测滑坡体的状态变化，在发现不正常现象时及时分析原因，采取措施，防止事故发生，以保证周围人民生命财产安全；系统可定期进行观测数据的整编，为以后的设计、施工、管理提供资料；系统可随时对观测资料进行分析。监控系统设有自动预、报警功能，当监测参数有向危险状态演变时，系统将发出预警信息。当监测参数超过预设警戒值时，系统将发出报警信息。从而有效预防事故，为有关部门提供数据支持。

4.应用实例——汤口镇汤口村西段灯草神不稳定斜坡

4.1地形地貌

边坡坡向倾东，为一人工边坡，切坡前原始坡面亦向东，切坡后坡角约45°～60°，其中坡脚较陡，坡腰较缓，坡肩较陡，坡顶种植茶园。主边坡长约50m，边坡正立面呈弧形，弧顶与弧弦高差约82m，总体坡角约45°；次边坡坡向倾南，坡长约20m，坡高约10m，坡角约55°。

4.2场地工程地质岩组

场地共有四个工程岩组，分别为：含块石碎石粘土岩组、土状-碎块状凝灰质粉砂岩岩组、碎裂-碎块状镶嵌凝灰质粉砂岩夹沉凝灰岩岩组、中厚层状凝灰质粉砂岩夹薄层状沉凝灰岩岩组。

（1）含块石碎石粘土岩组：土黄、褐黄色，稍湿，可塑，块石含量及粒径极不均匀，含量在12%～20%，大小在20cm～ 200cm之间，碎石大小在0.5cm～20cm之间，含量在10%～ 15%之间，发育有透镜状层理，成因为坡积-坡洪积成因，厚度在2cm～12cm不等。

（2）土状-碎块状凝灰质粉砂岩岩组：土黄、灰紫、棕色、灰白，土状-碎块状结构，这是凝灰质粉砂岩和沉凝灰岩风化作用所形成的，局部具砂状结构，呈松散，稍密-密实状态，它与下伏强风化岩层呈逐渐过渡状态，厚度在3m～10m不等。

（3）碎裂-碎块状镶嵌凝灰质粉砂岩夹沉凝灰岩岩组：灰、灰白、灰黄色，少量青灰色，具碎裂、碎块状镶嵌结构，夹层状构造，在裂隙之間有黄色泥夹层充填，发育有四组以上的节理裂隙，单块岩石强度在5MPaMPa～15MPa，厚度不清。

（4）中厚层状凝灰质粉砂岩夹薄层状沉凝灰岩岩组：青灰、灰白色，中厚层状凝灰质粉砂岩，节理裂隙呈闭合状态，所夹薄层厚度不清。

4.3边坡变形特征

滑坡从10月28日左侧缘裂缝张开，到29日后缘逐渐形成，并向上快速牵引到500m高程，然后到11月2日右侧缘裂缝形成，并向北扩张。剪出位置于10月28日同时形成，并经历了从张开、闭合、隆起又张开的过程，剪出口位于4级台阶的下1.5m附近，跨有可能向下发展。在滑体土方卸装后，滑坡后缘裂缝又向上发展至515.00m高程。滑体平面形态呈舌形，滑体底宽85m，后缘宽27m，滑坡长108m，滑体面积7800m2。

（1）滑体的物质组成：由块石、碎石粘土层岩组，土状-碎状，凝灰质粉砂岩夹薄层沉凝灰岩岩组和碎裂-碎块状镶嵌凝灰质粉砂岩夹薄层沉凝灰岩岩组所组成，滑体厚度在12m～15m之间。

（2）滑床：为中厚层状凝灰质粉砂岩，滑带土为层间泥夹层或者F2断层带中泥夹层。

（3）滑坡类型：为工程类滑坡，是由于下部切坡所造成的顺外倾结构面所引发的牵引式滑坡。

5.实时监测监控系统在不稳定斜坡监测方案

5.1监测方案1

根据现场踏勘与主管单位、设计单位及相关配合单位充分沟通了解并结合滑坡体现状，本监测方案注重监测全面性，将隐患点全部实现在线监测。其中，共布设3个监测剖面，3个监测横断面，以及对边坡下游受影响的房屋实现在线监测，具体点位布设如下：

（1）表面位移监测：本系统表面位移监测采用GNSS设备，其能实现的精度可达到毫米级，是目前最先进的表面位移监测设备。其中由于最底部格构已经发生形变，且有2个锚索明显受力挤压，造成锚索向外部弹出，而上部的锚索却未明显发现受力，因此在第二级格构平台上布设2个表面位移监测点用以监测格构变形；在标高+486m平台上布设2个表面位移监测点，用以监测上部土体挤压力对下游的影响；在标高+505m平台上布设2个表面位移监测点，用以监测上部土体挤压力对下游的影响；由于下游锚索受力，未进行治理的区域其主滑方向发生改变，剪出口可能发生偏移到下游锚索一侧，因此在未治理部分中部及上部2个位移各布设1个表面位移监测点，实现对新影像区滑坡的表面位移监测；根据下游房屋现阶段受力情况，因此在下游宾馆楼顶靠近山体的一侧布设1个表面位移监测，实现对房屋的沉降及位移监测。另外表面位移基准站建设于管委会楼顶，在本监测布设图上未体现。

（2）内部位移及地下水监测：沿着治理工程主滑方向，结合实际施工情况，在滑坡中部及上部布设表面位移监测点附近布设2套内部位移及地下水监测站，以监测土体内部挤压力和土体渗入水的情况；在新发生的影响区中部布设1个内部位移及地下水监测站，与表面位移监测数据实现同步监测作用。

（3）裂缝监测：在滑坡体后缘位移存在一条接近贯穿的牵引式表面裂缝，因此在此位置布设1个表面裂缝监测站，具体点位布设如图1所示。

红色：表面位移监测点，黄色：内部位移和地下水监测点，紫色：裂缝监测测点。

5.2监测方案2

沿着主滑方向分别在滑坡体高位、中部及格构平台上各布设1个表面位移监测点，在主滑方向中部和上部各布设1个内部位移及地下水监测点，在新扩大的影响区中部布设1个表面位移监测点和内部位移及地下水监测点，在受影响的房屋楼顶布设1个表面位移监测点，在滑坡体后缘布设1个表面裂缝监测点，另外表面位移基准站建设于管委会楼顶，在本监测布设图上未体现。具体点位布设如图2所示。