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1、 边坡在线监测 解决办法 目录 1.概述 1 2.监控能力 2 3.系统组成 5 3.1 系统功能 5 3.2 系统功能 6 4.监控系统主要设备介绍 7 5.方案 16 5.1 重大案件清单 16 5.2 方案设计流程 16 5.3 项目运营设计流程 17 1.概观 近年来，我国地质灾害频发。根据我国相关地质灾害调查资料，2006 年共发生地质灾害 102804 起，其中滑坡占87%。2007 年发生 25364 起，其中滑坡占61%；在 2008 年以后的几年里，由于气候异常等原因，滑坡灾害每年都在增加。每年，它造成的经济损失高达数十亿元，造成数百人伤亡。因此，做好地质灾害特别是滑坡的监测
2、预警工作，对于有效减少直接经济损失和人员伤亡尤为重要。为了实现无人值守的边坡监测自动化，我公司引进了基于系统集成技术的YS边坡自动监测系统，应用于边坡或大坝。该系统是一套综合自动化远程监测系统，可连续监测边坡岩土体的沉降、倾斜、错动、土壤水分、孔隙水压力等变化，及时捕捉边坡性质变化的特征信息，并将监测数据通过有线或无线方式及时发送至监控中心。结合地表监测到的降雨、位移等信息，经专用计算机数据分析软件处理，判断边坡(滑坡)的整体稳定性，快速做出山体边坡崩塌、滑坡等灾害的预警预报，从而更加准确有效地监测灾害的发生，为确保地质安全和整治工程设计提供信息参考。2.监控能力 图 1 边坡在线监测项目示意
3、图 表面位移 班长 深度位移 班长 支承结构 班长 边坡 渗漏监测 措施 裂缝监控 措施 降雨量监测 措施 1)地表位移监测 监测目的:掌握边坡整体地表位置的变化及其变化率(包括平面位移和垂直沉降)，确定边坡整体的位移和变形，是判定边坡稳定性的重要指标之一。监测手段:GPS、滑坡仪、水准仪、静态水准仪、全站仪、经纬仪、铅丝。2)深度位移 监测目的:掌握边坡的位移变化及其变化率，结合综合地表位移信息，确定尾矿坝的整体位移和变形。为边坡稳定性评价提供了重要的数据参考。监测手段:多点位移计、固定式测斜仪、钢丝水位位移计、铅丝、激光准直仪等。3)渗流和含水量监测目的:掌握边坡地下水的分布情况。；监测手
4、段:渗透压计和土壤。含水量、水位计等。4)降雨量监测 监测目的:掌握斜坡区域的环境参数。暴雨时的报警和监控手段:翻斗式雨量计、数字雨量计、遥测雨量计等。5)裂缝监控 监测目的:掌握斜坡区相关裂缝的变化；监控手段:裂纹计 6)支撑结构的监测 监测目的:掌握支护结构的应力应变，推断边坡稳定性的监测手段:应变计、土压力计、钢筋计、锚索计、锚杆计等。上述综合能力、边坡在线监测项目及采用的设备汇总如下表:监测项目和指标 监控设备 地表位移监测 GPS、滑翔机、水准仪、静态水准仪、全站仪、导线 深层位移监测 多点位移计、固定式测斜仪、钢丝水位位移计、铅丝 渗漏监测 渗透计、土壤含水量和水位计 降雨量监测
5、斗式雨量计、数字雨量计、遥测雨量计。裂缝监控 裂缝探测仪 支撑结构的监控 应变计、土压力计、钢筋计、锚索计、锚杆计 表 1 边坡在线监测指标及设备 图 2 边坡在线监测示意图 3.系统组成 在线边坡监测系统主要由以下几部分组成:1)数据传感部分(针对各监测指标的各类传感器)；2)数据采集部分(采集单元)；3)数据传输(有线和无线)；4)控制分析部分(监控中心软件和显示器)。系统拓扑结构示意图见图 3。3.1 系统功能 1)实现边坡重要运行数据的实时采集、传输、计算和分析。2)直观显示各种监测数据、监测数据的历史变化过程和当前状态。3)在紧急情况下，系统能及时发出预警信息。4)可以实现安全监控信
6、息的多级共享。5)可以实现安全预警信息的发布。3.2 系统功能 1)数据采集速度快 根据客户的要求，我们可以在指定的时间和按照计划收集数据。2)监测精度高 YS边坡监测系统采用经过长期应用证明稳定的国内外传感器，保证了监测精度；图 3 边坡在线监测拓扑图3)硬件层次少，系统组成简单，结构清晰，运行稳定，维护方便；4)分析方法很多。可以生成各种报表、曲线和图片；5)信息发布快。可对监测数据进行初步分析和简单评估，并可根据预设的预警值进行评估。线路报警，报警可以实现短信、声光报警等。4.监控系统主要设备介绍 图 4 边坡在线监测安装示意图 1、全球定位系统 N200 接收机配有OEMStar单频板
7、，OEMStar单频板是加拿大NovAtel公司推出的高性能低成本GNSS接收板，目前已经上市。体积最小、功耗最低、高精度、高灵敏度、高稳定性的板卡，可支持GPS+GLONASS。N200 GPS 的主要技术参数如下:功能 指数 位置精度 纵向:5mm+1 ppm；水平:3 毫米+1ppm(距离基线 5 公里)通信接口 两个RS-232 通信端口 首次定位时间 热启动:35s；冷启动:65 秒 重新捕获时间 L1:1.0s(典型值)输入电压 9 32 伏直流输入 时间精度 20 纳秒 敏感-80 -80-105dBm(天线输入电平)工作温度-40+75 湿度 95%不凝结 2.静水位 静态水准
8、仪沉降监测系统由静态水准仪、数据采集仪、数据通讯电缆、数据采集软件等组成。监控室内的监控主机控制数据采集，并能对数据进行分析和整理。静态液位由一系列智能液位传感器和储液罐组成，通过连接管连接。参考罐放置在稳定的水平基点上，其他储液罐放置在不同位置，标高大致相同。当其他储液罐相对于参考罐上升或下降时，该罐的液位也会上升或下降。通过测量液位的变化，可以知道被测点相对于水平基点的抬升变形。主要由以下附件组成:静液位传感器、静液位储液罐、静液位支架、静液位液管和浮球。1)ys-250 系列静态水平仪(国产)主要技术参数 措施 数量 周长(毫米):50-400 分 区别 力(mm/f):0.25 测温范
9、围():-20 80 测温精度():0.1 2)9675 连体斜管沉降器(原设备进口)主要技术指标 测量周长:150 毫米、300 毫米、600 毫米、1000 毫米(1 米)工作温度:-20至+80 精度:0.1%F.S灵敏度:0.025%F.S x长，外径:680 毫米x 100 毫米(300 毫米型)夹具尺寸:160 毫米x 140mm毫米x 10 毫米 3.YS-420 固定式测斜仪 YS-420 硅微型固定式测斜仪用于常规便携式测斜仪现场读数困难时，利用各种岩土体和钢结构的数据进行远程变形监测。广泛用于水工建筑物或其他混凝土建筑物(如港口堤岸)、高层建筑、地下建筑、隧道收敛、桥梁拱圈
10、收敛变形、岩土边坡或地表等的长期埋设。倾斜后，测量基础或结构的垂直水平。位移(变形)或水平下沉(隆起)位移等。该型号产品结构形式多样，辅以不同的安装附件，完全可以满足各种安装需求。运行特性 1.水平和垂直表面安装，钻孔分层安装，隧道收敛，桥梁拱变形监测，广泛使用；2.长期稳定性和高防水性能；3.单轴和双轴测量可以任意选择。4.采用硅差动工作原理，灵敏度高，精度高，不受温度影响。5.传感器采用差分信号输出，提高了产品的灵敏度，显著降低了共模噪声。电路采用 16 位精密连续自校准A/D转换器，充分保证了倾角传感器的精度。特别指出 485 输出接口增加了浪涌吸收电路，防止雷电感应和静电脉冲。同时起到
11、了很好的保护接口不热插拔的作用，传感器更加稳定可靠。主要技术参数 功能 详细索引 标准测量范围 15 测量精度 0.1%F.S 敏感 10 弧秒(0.005 毫米/米/米)温度周长-20 至+80 摄氏度 电源电压 12V 输出电压 3V 10 直径长度&32187 毫米 防震的 2000 克 4.渗压计 1)9500 振动弦渗压计(进口)900 系列振弦式水压计由一组振弦感应元件固定在不锈钢圆筒两端。一组电磁线圈用于激励钢弦的振动。通过测量钢弦的振动频率，用修正系数计算出作用在感应组件上的压力值，从而监测水压。本产品主要用于监测水利设施、基础工程、挡土墙、堤坝、堤防、深 挖掘基地、隧道和垃圾
12、填埋场等结构的液压。该系列产品的外壳由不锈钢制成，具有良好的 其硬度、韧性和耐腐蚀性(耐强酸、强碱、耐盐腐蚀)可用于堤防、鱼塘、海埔新址等恶劣环境。详细规格 型号:9500A(标准型)/9500B(低压型)/9500C(细长型)/9500D(尖头型)测量周长a:175 kpa/350 kpa/700 kpa/1000 kpa(1mp a)测量周长b:70kpa/175kpa 测量周长c:350 千帕/700 千帕/1000 千帕(1mpa)测量周长d:70 kpa/175 kpa/350 kpa/700 kpa/1000 kpa(1mp a)最大测量周长:额定测量周长x 2 倍。x外径:131
13、.5x19mm(9500A标准型)/127x25.5mm(9500B低压型):125x11.5mm(9500C细长)/185x32.5mm(9500D尖头)感应线长度材料:3m(24AWG-4芯)PE外涂层-高压防水电缆 工作温度:-20至+80 非线性度:0.5%F.S灵敏度:0.025%F.S精度:0.1%F.S滤光石孔径:50 60微米感应频率范围:1200 3500 Hz 测量装置:B(VW-403/404/405)2)YS-320 系列孔隙水压力计(国产)YS-320 系列孔隙水压力计适用于长期埋设在水工建筑物或其他混凝土结构及土体中，测量结构物或土体的渗(孔)水压力，并同步测量埋设
14、点的温度。配有配套附件的渗透压计可用于压力测量管道和基础钻孔。振动渗透压计由不锈钢制成，可以方便地放置在待测的狭窄部位。振动渗透压计具有智能识别功能。孔隙水压力计是一种感知压力并将其转换成与压力有一定关系的频率信号的装置。其典型结构由压力传感膜、振动弦、电磁激励和信号拾取装置、密封外壳和屏蔽电缆组成。它的辅助工具是一个振动弦频率阅读器。主要技术参数 5.土壤含水量传感器的技术指标如下:6.YS-510 翻斗式雨量计该仪器是测量降水量的一级仪器，其性能符合国家标准。GB/T11832-2002翻斗式雨量计的一等精度要求。该仪器的核心部件翻斗采用立体流线型设计，使得 水桶翻水更流畅，具有自洁灰尘、
15、易清洗的功能。主要技术参数如下:参数 技术指标 电源电压x周长 DC624V总电压(DC电压)测量湿度x周长 024%(测量范围可设定)水分测量精度 3%FSD 探针长度 65 毫米 探针直径 3 毫米 探针材料 不锈钢 密封材料 环氧树脂 响应时间 小于 1 秒 测量稳定时间 2 秒 输出信号 RS485 测量频率 100MHz 测量区域 以中央探头为中心，高 30mm和 70mm左右。产品功耗 0.5W 运行时环境-3080 外形尺寸 70 x45x18mm毫米(不包括探头)相对湿度 95%(40)雨量计重量 216410 2Kg 7.表面应变仪 1)YS-110 表面应变仪(国产)YS-
16、110 振弦式应变计广泛用于长期安装在水工建筑物或其他混凝土结构(如梁、柱、桩基、挡土墙、衬砌、桥墩和基岩等)表面。)测量埋设点的线性变形(应变)和应力，同时也可以测量埋置。点的温度。各种应变测量仪器，如钢板规、无应力规等。，可以通过添加配套配件来形成。主要技术参数如下 2)9000 振弦式表面应变计(原厂进口)900 振弦式应变计的观测应用是在水平支撑钢腹板的左右两侧安装振弦式应变计。当支撑钢受力时，应变片会产生应变，因此应变片工程师可以计算出作用在支撑上的应力。本产品详细规格:测量范围:3000(微应变)灵敏度:1(微应变)非线性:0.5%F.S.工作温度:-20至+80 热敏电阻:3k应
17、变片长度:170mm(9000)/265mm(9050)感应线长:2m(24AWG-4 芯-PVC护套)感应频率范围:4501000Hz读数仪档位:C(VW-403/404/405)8、裂纹计规范 10 15 25 尺寸参数 有效轨距(毫米)100 150 250 有效直径(毫米)21 末端直径(毫米)22 测量x周长()04000 最小读数()1 测量x左右的温度。-2560 温度测量精度，0.5 温度校正系数()/)11.2 绝缘电阻，m 50 不透水压力MPa 0.5 1)YS-220 振弦式裂纹仪(国产)YS-220 振弦式接缝测试仪长期埋设在水工建筑物或其他混凝土结构或表面，用于测量
18、结构伸缩缝或周边接缝的开合程度(变形)，并可同时测量埋设点的温度。可添加附加附件，组成测量线性变形的仪器，如基岩位移计、地表裂缝计、多点位移计等。主要技术参数 仪表代码 YS-220 最大外径尺寸(毫米)20184 20218 20280 26580 测量周长(毫米)20 50 100 200 综合误差(%f s)1 最小读数k(毫米/英尺)0.006 0.015 0.03 0.06 温度测量范围()-2560 温度测量精度()0.5 温度修正系数b(%f s/)0.05 绝缘电阻(m)50 纵向刚度G(牛/毫米)0.251.25 2)9420 振弦式裂缝计(进口)用于监测裂缝的膨胀和收缩，包
19、括:大坝混凝土结构的接缝 岩石隧道的表面裂缝 桥墩表面裂缝 混凝土结构的接缝 捷运高架桥梁柱表面裂缝 920 裂缝仪采用振弦式位移传感器测量裂缝。裂缝计部分包含一组振动钢弦敏感元件。钢弦一端固定，另一端连接弹簧拉杆。当裂纹现场变形时，带动拉杆运动，使弹簧改变钢弦的振动频率。振动频率与裂纹的张开和闭合成正比。VW405 型读数器或自动记录系统可以读取裂缝计的振动频率数据。详细规格 测量尺寸:12、25、50、100、150、200 毫米(其他尺寸可定制)非线性度:0.5%F.S 工作温度:-20至+80灵敏度:0.025%F.S 仪器长度:195 毫米(9420-12毫米/25 毫米/50 毫米
20、):250 毫米(9420-100毫米):400mm(9420-150mm/200mm)对应读数仪表:VW405(B档B档)9。钢筋应力计 1)9011 振弦式钢筋应力计(进口)工程监测仪器中的钢筋应力计称为“SisterBar”，用于测量埋入混凝土中的钢筋应变，以及时反映钢筋的受力情况，可供现场工程师在施工中参考。钢筋应变计通常用于监测基桩、连续墙、桥墩、隧道衬砌和沉箱的应变。该产品的详细规格 产品名称:振弦式钢筋应力计产品型号:9011；测量围度:3000kg/cm；非线性度:0.5%F.S.灵敏度:0.025%F.S 工作温度:-20至+80产品长度:750 毫米 钢筋外径:#4(12.
21、7毫米)、#5(15.9毫米)、#6(19.1毫米)、#7(22.2毫米)#8(25.4毫米)、#9(28.7毫米)、#10(32.2毫米)、#11(35.8毫米)对应阅读器:VW405(B档)2)YS-120 振弦式钢筋应力计 YS-120 系列钢筋应力计广泛应用于各种建筑基础、桩基、地下连续墙、隧道衬砌、桥梁、边坡、码头、船坞、大门等的混凝土工程安全监测和深基坑开挖。测量混凝土构件的钢筋应力和拔出力。主要技术参数 10.锚索测量仪 1)9900 振弦式锚索测力计用于监测挡土墙或边坡上锚杆或岩锚预应力的变化，也可应用于下开口。挖掘、静力试桩、底部支撑等。本产品的详细规格 测量周长:50 吨，
22、100 吨，200 吨，300 吨，400 吨，500 吨，500 吨。过载:150%F.S.产品高度:100 毫米(100 吨)产品直径:140 毫米(100 吨)产品直径:90 毫米(100 吨)非线性:0.5%F.S.工作温度:-20至+80灵敏度:0.025%抄表档位:B(VW405)2)YS-130 振动弦线测力计 YS-130 系列振弦式锚索测力计采用专用应变计作为传感元件，用于长期监测预应力锚索对岩体或建筑物施加的压力，无需温度修正，测量值准确，性能稳定。使用时，将其安装在岩石边坡或混凝土建筑物上。浅谈预应力锚索。YS-130 系列振弦式测力仪有二弦、三弦、四弦和六弦。测力计A、
23、B、C、D、E、F各应变传感器的实时测量值可由振弦式频率计读取，利用仪器的特性参数可计算出锚索施加的压力。主要技术参数 11.YS-640 振动弦收集器 YS-640 是一种振动弦采集仪器，它易于安装，稳定耐用，成本低，结合了多年的现场工程经验和先进的设计和技术。YS-640多通道振弦采集模块是专门为振弦传感器的数据采集而设计的，可以准确采集传感器的频率和温度数据。可以方便地应用于各种民用安全监控项目。例如:桥梁健康、隧道开挖、水库大坝安全、滑坡防护、混凝土养护等。为了适应现场复杂的安装环境，YS-640非常轻便紧凑。两端都有固定螺丝孔，只需要四个螺丝就可以方便的将仪器固定在配电柜上。全铝机箱
24、，轻巧耐用，可用于极端岩土工程环境。外壳还提供了全金属屏蔽层，使得仪器在恶劣的电磁环境下获得的数据同样准确。所有通信连接和传感器连接都使用接线端子。减少传感器安装过程中的接线步骤，降低现场人员的劳动强度，节省人力物力。有两个通讯端子相连，当有多台仪器时，可通过通讯端子直接串联使用。技术指标:嵌入式高性能ARM控制器，响应迅速，性能稳定。采集频率范围从400 Hz到 5000 Hz，精度为 0.1Hz。2k和 3k热电偶的温度采集，精度为0.5。通道选用松下高端MOSFET继电器，无火花，寿命长。RS-485 通信有助于系统集成。IEEE标准浮点技术。设置实时时钟，断电后仍能正常计时。16Mbi
25、t存储空间，自动采集时可存储 5 万条数据。传感器和通讯接口采用 5.08mm接线端子，使用方便。上下两排振弦式传感器共有 16 个连接通道，每个通道都可以采集温度信号。防雷、防静电、防潮、防干扰。12.YS-660 数字量采集仪 YS-660 多通道数字数据采集模块用于匹配我公司或其他RS485 接口传感器。是专门为满足复杂电磁环境下RS485接口传感器的要求而设计的总线分体式集线器，末端采用RS485 接口。光电隔离技术能有效抑制电涌。电源采用两级隔离，DC-DC隔离电压高达 2500V 运行特性 1.模块化安装，集成方便，接线端子和线头无需二次处理。2.RS485电路，高智能切换电路，分
26、四路干线。3.弱电输入输出独立，电源电压(9-30V)可任意切换。4.RS485电路和电源电路有完善的保护电路，相互独立，互不影响。13.YS-670雨量计采集模块该仪器的性能远远高于世界和国内现有的雨量计，是适用的。在各地、不同气候条件下配备国家基本雨量站、加密自动气象站和遥测站，与机场、铁路、公路、煤矿等需要降水观测和防灾减灾监测站完成降水过程的自动测量和数据采集。特别是取代传统的纸质记录虹吸式雨量计，实现降水数据的自动预报、自动汇编和自动传输。技术指标 自适应信号类型:开关信号，开关频率100Hz；分辨率:0.1mm；降雨强度测量范围:0.1 8 毫米/分钟(毫米/分钟)测量精度(在 0
27、.1 8 mm/min的雨强范围内):降水量 10mm，测量误差:0.2mm；降水量10mm，测量误差:(0.2 毫米+1%英尺/秒)；输出信号:1)RS-485 接口，输出实时累积雨量、分钟雨量、小时雨量、年雨量等。2)脉冲接口，0.2mm雨量继电器输出接点一次连接；雨量存储和记录能力:本小时 60 分钟雨量，今天 24 小时雨量，三天雨量，年雨量。电源电压:12vdc(-5%+25%)工作环境温度:0+50；工作环境湿度:95%RH(40)；体积(直径高度):111104mm。5.计划 5.1 重大案件清单 崂山地质灾害在线监测 楚大高速公路边坡在线监测 两江镇滑坡监测 大悟十五客运专线学
28、院边坡监测 冀中县上元古景区边坡监测 房山高速公路边坡在线监测 5.2 方案设计流程 方案的设计过程采用循序渐进的方式，使形成的方案更加符合项目现有条件和实际需求，力求实现“量身定制”的设计理念。合理优化 图 5 方案设计流程 5.3 项目运营设计流程 图 6 项目运作流程 基本解决方案，通用，适合宣传推广阶段。促销方案 最后，该方案可操作性强，适合项目实施阶段。促销方案 分析要求 现 场 测 试 项 目 执 行 专 门技 术训 练 后 期 支 持 方 案 设 计 方 案 优 化 综 合 调 试 特殊的 因地制宜 简洁明了 逐步地 现场勘察后提出的设计方案是有针对性的，适合谈判阶段。促销方案 推荐方案需要在现场试验的基础上提出，具有较强的合理性。促销方案