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1、1邊坡自動監(jiān)測系統(tǒng)邊坡自動監(jiān)測系統(tǒng)徐徐徐徐 晗晗晗晗 ：2技術(shù)目錄技術(shù)目錄系統(tǒng)技術(shù)構(gòu)架系統(tǒng)技術(shù)構(gòu)架邊坡監(jiān)測項(xiàng)目邊坡監(jiān)測項(xiàng)目監(jiān)測目的監(jiān)測目的前言前言1235邊坡監(jiān)測系統(tǒng)功能邊坡監(jiān)測系統(tǒng)功能4邊邊邊邊坡坡坡坡監(jiān)監(jiān)監(jiān)監(jiān)測測測測技技技技術(shù)術(shù)術(shù)術(shù)地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀o 近年來，在東、中部地區(qū)，由于大量抽取地下水和大規(guī)模開采礦產(chǎn) 資源(包括油氣資源)，導(dǎo)致地下水資源平衡條件破壞和巖土構(gòu)造應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化，誘發(fā)并 加劇了地面沉降，地面塌陷，地裂縫，土地鹽漬、沼澤化、崩、滑、流、礦山災(zāi)害等地質(zhì)災(zāi) 害的發(fā)育和危害。根據(jù)監(jiān)測院調(diào)查顯示，2006年發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害102804起，其中滑坡占87%；2007 發(fā)生25364，其中

2、滑坡占61%；2008年1-3月發(fā)生3106，其中滑坡占67.42%。其造成的經(jīng)濟(jì)損 失高達(dá)數(shù)十億元，其造成的人員傷亡高達(dá)數(shù)百人。本文通過 對滑坡體深層位移、滑坡體傾斜、地下水、地表裂縫、環(huán)境量的監(jiān)測，配合無線數(shù)據(jù)采集傳 輸接收系統(tǒng)，介紹了一套完整的監(jiān)測預(yù)警方案。（一）前言（二）監(jiān)測目的 為實(shí)現(xiàn)無人值守邊（滑）坡監(jiān)測自動化，我公司推出應(yīng)用于邊（滑）坡或大壩等基于系統(tǒng)集成技術(shù)的邊坡監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)是一種綜合性的自動化遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，在施工期和運(yùn)行期都可對巖土體內(nèi)部沉降、傾斜、錯(cuò)動、土壤濕度、孔隙水壓力變化等進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測，及時(shí)捕捉邊坡性狀變化的特征信息，通過有線或無線方式將監(jiān)測數(shù)據(jù)及時(shí)發(fā)送到監(jiān)測中心

3、。并結(jié)合地表監(jiān)測的雨量、位移等信息，由專用的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)分析軟件處理，對邊(滑)坡的整體穩(wěn)定性做出判斷，快速做出諸如山體邊坡崩塌、滑坡等災(zāi)害發(fā)生的預(yù)警預(yù)報(bào)，更加準(zhǔn)確、有效地監(jiān)測災(zāi)情發(fā)生，且為保證地質(zhì)安全和整治工程設(shè)計(jì)提供信息參考。（三）監(jiān)測項(xiàng)目（三）監(jiān)測項(xiàng)目本邊坡監(jiān)測系統(tǒng)的主要監(jiān)測項(xiàng)目有：1）監(jiān)測邊坡地表和深部變形量（包括水平和垂直的運(yùn)動位移、速率、方向等）；2）監(jiān)測邊坡巖土體的受力情況；3）監(jiān)測邊坡滲流區(qū)土體物理量（滲流、滲壓、水位等）；4）監(jiān)測邊坡區(qū)降水量和大氣條件（溫、濕度，氣壓、風(fēng)等）；根據(jù)實(shí)際需要可附加的監(jiān)測項(xiàng)目有：1）監(jiān)測基巖變形量（錯(cuò)動變形、地應(yīng)力等）；2）監(jiān)測邊坡加固結(jié)構(gòu)單元效果

4、（抗滑樁、錨桿等）；3）監(jiān)測其它相關(guān)的地質(zhì)或人為的變量。（四）邊坡監(jiān)測系統(tǒng)功能邊坡監(jiān)測系統(tǒng)功能1 1、系統(tǒng)硬件基本功能：、系統(tǒng)硬件基本功能：1）可根據(jù)客戶提供的監(jiān)測模型，確定監(jiān)測參量，配備邊坡自動化監(jiān)測所需的各種測試傳感器，確定采集通道及擴(kuò)展通道。2)配備的遠(yuǎn)程監(jiān)測單元（MCU）系統(tǒng)機(jī)箱、電纜及接口裝置以符合實(shí)際邊坡環(huán)境，系統(tǒng)具有電源保護(hù)裝置、避雷裝置等硬件設(shè)備，把信號受干擾程度降至最低，盡量減少系統(tǒng)的安裝誤差。3）實(shí)現(xiàn)GPRS網(wǎng)絡(luò)通訊的數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)采用全透明方式，最大支持五個(gè)數(shù)據(jù)中心，同時(shí)具有GSM手機(jī)短信管理系統(tǒng)，簡捷得知設(shè)備運(yùn)行狀況，完成遠(yuǎn)程控制的需要。4）保障邊坡監(jiān)測系統(tǒng)各個(gè)儀器設(shè)備

5、的正常運(yùn)行，滿足今后系統(tǒng)在硬件節(jié)點(diǎn)的增加等要求。2、系統(tǒng)軟件主要功能：1）可實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)測邊坡的各測點(diǎn)測量參數(shù)，邊坡數(shù)據(jù)以數(shù)字或曲線圖形式實(shí)時(shí)顯示、記錄和打印，可根據(jù)需要設(shè)定測點(diǎn)數(shù)據(jù)，對原始數(shù)據(jù)可進(jìn)行濾波、計(jì)算等處理。2）監(jiān)測數(shù)據(jù)能夠以多種數(shù)據(jù)庫形式保存并可進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)查詢，還可以直接生成EXCEL或其他形式報(bào)表。3）操作界面清晰直觀，工具條與按鈕操作。顯示界面可分為主界面和各子界面，各界面間切換靈活。4）數(shù)據(jù)的圖形方式顯示，包括時(shí)間歷程曲線圖、X/Y坐標(biāo)圖、模擬圖、直方圖等形式。5）具有數(shù)據(jù)越限報(bào)警功能，現(xiàn)場即時(shí)上傳報(bào)警信息時(shí)，主機(jī)會出現(xiàn)明顯的報(bào)警畫面和報(bào)警信息，同時(shí)還可提供各種聲光報(bào)警等多媒

6、體提示。6）能對系統(tǒng)中的每一用戶進(jìn)行口令和操作權(quán)限的管理，能對不同的用戶分配不同的系統(tǒng)訪問、操作權(quán)限級別，保障運(yùn)行系統(tǒng)的安全性。7）實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)信息打印的管理功能，提供實(shí)時(shí)打印、定時(shí)打印、隨機(jī)打印功能。支持對圖形、報(bào)表、曲線、報(bào)警信息、各種統(tǒng)計(jì)計(jì)算結(jié)果等的打印。8）在線編輯、維護(hù)、修改、擴(kuò)展功能。系統(tǒng)軟件滿足開放性標(biāo)準(zhǔn)的要求，并滿足數(shù)據(jù)庫容量的擴(kuò)充、系統(tǒng)軟件功能的增強(qiáng)等方面的要求。（五）（五）系統(tǒng)技術(shù)構(gòu)架系統(tǒng)技術(shù)構(gòu)架 邊坡監(jiān)測系統(tǒng)主要由現(xiàn)場信號采集部分、遠(yuǎn)程監(jiān)測單元、監(jiān)測中心數(shù)據(jù)處理與分析三部分構(gòu)成。技術(shù)構(gòu)架圖如下：滑坡自動監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)成5.15.1、現(xiàn)場信號采集部分傳感器、現(xiàn)場信號采集部分傳感器

7、主要有：固定式測斜儀土壤水分傳感器滲壓計(jì)雨量計(jì)振弦式土壓力計(jì)土體吸力計(jì)變形體裂縫計(jì)埋入式應(yīng)變計(jì)錨索壓力計(jì)鋼絞索張力計(jì)測斜儀的測斜儀的基本原理基本原理測斜儀數(shù)據(jù)測斜儀數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集系統(tǒng)11測斜監(jiān)測示意圖：測斜監(jiān)測示意圖：鋼筋應(yīng)力計(jì)鋼筋應(yīng)力計(jì)土壓力傳感器土壓力傳感器12鋼筋計(jì)、土壓力盒錨索計(jì)、滲壓計(jì)錨索計(jì)錨索計(jì)滲壓計(jì)滲壓計(jì)埋入式應(yīng)變計(jì)、埋入式測縫計(jì)埋入式應(yīng)變計(jì)埋入式測縫計(jì)5.5.遠(yuǎn)程監(jiān)測組成單元遠(yuǎn)程監(jiān)測組成單元 遠(yuǎn)程監(jiān)測單元（RTU）系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸終端、防雷器件、接線與通訊接口、防水工業(yè)機(jī)箱等組成。）數(shù)據(jù)采集器采用無線數(shù)據(jù)采集器，還可采用智能讀數(shù)儀對數(shù)據(jù)進(jìn)

8、行采集。）電源系統(tǒng)采用高精度線性1124VDC電源及定電壓電源，可為數(shù)據(jù)采集器和傳感器供電。）GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸終端 采用GPRS DTU型無線數(shù)據(jù)傳輸終端。GPRS DTU可為用戶提供高速、永遠(yuǎn)在線、透明數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶摂M專用數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，利用手機(jī)GPRS網(wǎng)絡(luò)平臺實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的透明傳輸。支持根據(jù)域名和IP地址訪問中心多種工作模式選擇，支持串口軟件升級和遠(yuǎn)程維護(hù)，使用方便、靈活。）防雷器件安裝在戶外的邊坡監(jiān)測系統(tǒng)的關(guān)鍵部件均需經(jīng)過防雷保護(hù)，采用專用電源防雷器對電源進(jìn)行D級電涌防護(hù)，輸入信號接入保護(hù)等級為IP00的信號防雷板進(jìn)行過壓保護(hù)。數(shù)據(jù)傳輸通過天饋防雷器后與發(fā)射天線聯(lián)接。系統(tǒng)與大地之間應(yīng)用專用防雷接地線連接，確保整個(gè)系統(tǒng)不遭受雷擊和其它高電壓破壞。）工業(yè)防水機(jī)箱采用適于野外應(yīng)用的防水板金機(jī)箱，做工精細(xì)。厚度為1.5mm或2mm供選擇，防護(hù)等級可達(dá)到IP58。智能讀數(shù)儀智能讀數(shù)儀無線數(shù)據(jù)采集器無線數(shù)據(jù)采集器（用于無線采集時(shí)專用）（用于無線采集時(shí)專用）5.3、邊坡工程監(jiān)測周期與頻率爆破階段：1次/12天，每次爆破后監(jiān)測1次；施工階段：12次/周；運(yùn)營階段：1次/2月，雨季：1次/2月。變形量增大和變形速率加快時(shí)：加大監(jiān)測頻次。19