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边坡监测方案,守护边坡稳定的关键防线
发布时间:2025-07-05 01:18:26
来源:工业
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你能否想象,看似坚固的山体,可能每分钟都在细微调整形态?一次不起眼的蠕动变形,就足以演变成惊天动地的滑坡事故。面对边坡这一动态的、复杂的系统,一套严谨科学的监测方案,正是我们掌控风险、预防灾害的制胜关键。它如同无声的守护者,时刻洞察着边坡的“健康”脉搏。

为何边坡监测方案如此生死攸关?

  • 风险识别与预警核心: 唯有持续监测,才能敏锐捕捉边坡变形加速或失稳的早期信号,为疏散与工程干预赢得黄金时间。
  • 工程设计与施工的基石: 详实监测数据是合理设计支护结构、优化施工流程不可或缺的支撑,极大提升工程整体可靠度。
  • 验证治理效果的眼睛: 工程措施是否有效?后续稳定性如何?监测数据就是最客观的“裁判”。
  • 保障生命财产的核心防线: 尤其在交通沿线、居民区、矿山周边,严密边坡监测方案就是守护人民安全的生命线,其经济与社会价值不可估量。

监测方案聚焦点:洞察边坡的“心跳”与“呼吸”

一套专业的边坡监测方案,关键要对以下核心状态进行严密“体检”:

  1. 变形监测 – 边坡“姿态”的精准捕捉:
  • 表面位移: 边坡表面关键点的水平与垂直位移(如裂缝发展、坡面鼓胀),常用方法包括 自动化GNSS(北斗/GPS)接收机、全站仪机器人、测量机器人、高精度测斜仪(浅层)、裂缝计
  • 深部位移: 岩土体内部的剪切滑移带位置及变形量,主要依靠固定式测斜仪、光纤传感技术(如BOTDR/BOTDA) 实现深度洞察。
  • 地表沉降/隆起: 通过 精密水准测量、InSAR(合成孔径雷达干涉测量)技术、静力水准仪 进行大面积高效监测。
  1. 地下水位监测 – “水”之脉络的动态追踪: 孔隙水压力是边坡失稳的重要推手,需通过 智能水位计、孔隙水压力计 对钻孔、测压管进行实时动态监控。

  2. 环境因素监测 – “外力”的精确量化: 降雨量(智能雨量计)、地表径流(流量计)、振动(爆破/地震监测仪)、温度变化等外界因素对边坡的影响必须纳入监测体系。

  3. 支护结构受力状态 – “支护铠甲”的健康诊断: 锚杆/锚索应力(钢筋计、锚索测力计)、抗滑桩内力(应变计)、格构梁应力等受力状态监测,直接反映支护结构效能与边坡整体稳定状态。

构建监测方案的核心支柱:方法与技术

在明确“测什么”后,“怎么测”的方法与技术选型直接决定监测方案的有效性与成本效益:

  • 自动化实时监测系统: 集成 GNSS、全站仪机器人、智能传感器(测斜、水位、裂缝、雨量等) 及无线传输技术,构建7×24小时无人值守的监测网络,实现毫秒级数据采集、云端传输与即时分析预警。尤其适用于高风险区或对时效性要求极高的敏感项目。
  • 传统人工巡检: 定期专业工程师现场巡查、测量(如精密水准、测距仪),配合*无人机航拍*进行宏观变形识别与数据补充,成本较低但存在时效性与连续性短板。
  • 先进遥感技术:
  • 无人机(UAV)倾斜摄影与激光雷达扫描: 高效获取高精度地表三维模型(DEM/DSM),精准量测大范围变形、计算方量。是周期性监测及灾情快速评估的利器。
  • *InSAR技术: 利用卫星雷达影像,实现大范围、毫米级精度地表形变监测,尤其适用于区域性边坡普查与趋势分析。
  • 地下深部探测: 主要依赖布设在钻孔内的 固定式测斜仪、分层沉降仪、光纤传感器,精准捕捉滑动面位置及深部变形机制。
监测方法 主要技术/设备 监测对象 适用场景 优势 局限性
自动化实时监测 GNSS接收机、全站仪机器人、智能传感器网络、无线传输 表面位移、裂缝、水位、雨量、应力 高风险边坡、敏感工程、需即时预警、长期连续监测 实时高效、无人值守、远程监控、高频率 初期投入成本较高、需维护保障
传统人工巡检 精密水准仪、测距仪、测斜仪(人工读数)、地质罗盘 表面位移、裂缝、坡面形态、地质 中低风险、预算有限、定期检查、配合自动化 成本相对低、灵活直观 非连续、时效性差、依赖经验
无人机(UAV) 无人机平台、倾斜摄影相机、激光雷达(LiDAR) 大范围地表变形、三维模型、方量 周期性大范围监测、灾后快速评估、复杂地形测绘 高效覆盖、高精度三维数据、安全 受天气影响、数据处理复杂、非实时
InSAR 卫星合成孔径雷达 大面积地表形变(毫米级) 区域性边坡稳定性普查、大坝/矿区沉降、趋势性分析 大范围覆盖、毫米级精度、历史数据回溯 需特定卫星数据、非实时、植被穿透有限
地下深部探测 固定式测斜仪、光纤传感器、分层沉降标 深部位移、滑动面位置、分层沉降 关键滑动面探测、深部变形机制研究、重大工程监测 揭示深部变形机理、精准定位滑面 钻孔布设成本高、安装复杂、维护难度大

科学规划监测方案:精密部署的核心步骤

一份成功的方案绝非设备堆砌,而需精密规划:

  1. 前期深度研判:
  • 精准目标: 明确核心目标(如预警灾害、验证设计、监工管理)。
  • 全面踏勘: 整合地质、水文、工程图纸、历史险情等信息,识别潜在滑面与敏感区域。
  • 风险评估: 科学评估失稳概率与后果,确定监测等级与资源投入强度
  1. 精心布设“天罗地网”:
  • 关键点优选: 在潜在失稳区、变形敏感点、关键结构点(如坡顶、坡脚、裂缝、支护点)布设。
  • 建立多维控制网: 布置稳固可靠的基准点(远离变形区)。
  • 构建立体剖面: 沿关键断面布置测斜孔、水位孔、地表位移点。
  • 经济性考量: 在满足精度前提下优化设备数量与类型
  1. **分期实施,动态优化