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道路边坡滑坡监测方案

道路边坡滑坡监测方案

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目 录
1 概述 3
2 监测内容 3
2.1高边坡道路滑坡监测 3
2.2 缓边坡道路滑坡监测 3
3 监测方法 4
3.1高边坡滑坡监测方法 4
3.1.1 边坡倾斜情况 4
3.1.2 边坡锚索应力 5
3.1.3 边坡锚杆应力 6
3.1.4边坡水平位移 7
3.2缓边坡滑坡监测方法 8
3.2.1 地下水水位 8
3.2.2 滑坡体位移变化情况 9
3.2.3不同深度土体位移变化 9
3.2.4 边坡倾斜程度 10
3.2.5雨量监测 11
4 数据采集 12
5监测系统云平台 14
6产品简介 15
6.1 BGK-6150固定式测斜仪/倾角计 15
6.2 BGK-4900型振弦式锚索测力计 16
6.3 BGK-4911振弦式锚杆应力计（钢筋计） 17
6.4 BGK-A3/A6振弦式单点、多点位移计 18
6.5 BGK-4500S型振弦式渗压计 19
6.6 BGK-3427型大量程位移计 20
6.7 BGK-9010-011一体化雨量监测站 21

1 概述
近年来，随着国家对基本设施建设项目投资力度不断加大，公路、铁路项目越来越多。在山区铁路、公路工程建设中，道路多穿行于山川、河谷之间，经常要开挖大量边坡，边坡开挖破坏了原有植被覆盖层，导致浮现大量此生裸地以及产生严重水土流失现象，导致生态环境破坏，边坡岩土体崩塌、滑坡、泥石流等失稳破坏还会给人民生命和财产带来巨大损失。
为防止公路、铁路边坡失稳，给国家带来巨大经济损失，危机人民生命和财产安全，安全监测显得非常重要，加大自动化监测力度，做到防患于未然。
2 监测内容
2.1高边坡道路滑坡监测
高边坡滑坡产生重要因素是道路施工开挖，使原有地貌产生较大变化，边坡上部构造在重力作用下产生侧向应力应变，最后失稳导致边坡坍塌或滑坡现象产生，因而对高边坡安全监测重要分如下几某些进行。
（1） 边坡倾斜状况
（2） 边坡锚索应力
（3） 边坡锚杆应力
（4） 水平位移
2.2 缓边坡道路滑坡监测
坡度较小边坡滑坡产生重要因素是地下水活动，地下水作用重要体当前软化边坡土层，减少土体强度，产生动水压力和孔隙水压力，对透水岩层产生浮托力等方面。缓边坡安全监测重要由如下几某些构成。
（1）地下水水位
（2）滑坡体位移变化状况
（3）不同深度土体位移变化
（4）边坡倾斜限度
（5）雨量监测
3 监测办法
3.1高边坡滑坡监测办法
3.1.1 边坡倾斜状况
边坡纵向不同深度土体水平位移变化状况监测可采用BGK-6150型测斜仪来完毕。在观测位置钻孔，将测斜仪通过不锈钢管与滑轮组连接后安装在带有导槽原则测斜管内，当土体发生位移时测斜仪与测斜管同步移动，以此来监测边坡倾斜状况。

图1 BGK-5150测斜仪安装示意图
3.1.2 边坡锚索应力
预应力锚索法是边坡加固办法之一，预应力锚索对于高路堑边坡加固具备较好效果，对预应力锚索荷载状况监测是高边坡滑坡监测重要构成某些。
预应力锚索应力监测选用BGK-4900型振弦式锚索测力计来进行。锚索计用于测量加载液压千斤顶力变化及荷载与锚索长期应力变化，提供锚索荷载全过程监测，通过自动数据采集仪信号输出，实现远程遥测
图2 BGK-4900型锚索计安装示意图
3.1.3 边坡锚杆应力
锚杆加固是高边坡挡土墙加固中一种，由肋柱、挡土板、锚板构成，靠锚杆拉力维持挡土墙平衡，锚杆应力变化直接影响边坡加固牢固限度。
锚杆应力监测选用BGK-4911型锚杆应力计来实现。锚杆应力计安装时应力计直接焊接在待测锚杆中间，将焊有锚杆计锚杆推入钻孔中时，应避免损坏电缆，必要时做好电缆防护。

图3 BGK-4911锚杆应变计安装示意图
3.1.4边坡水平位移
边坡水平位移监测选用BGK-A3型单点位移计进行。在边坡上选用观测点，钻孔，安装位移计，位移计锚头锚入边坡深处相对稳定岩层中，通过位移计传感器对变化量测量与反馈，实现边坡水平位移变化监测工作。

图4 BGK-A3单点位移计示意图

图5 BGK-A3型单点位移计安装示意图
3.2缓边坡滑坡监测办法
3.2.1 地下水水位
地下水水位监测选用BGK-4500S型振弦式渗压计来完毕。每一种渗压计都需要获取一种精准零读数（即初始读数），而这个读数将用于后期数据解决。零读数是在仪器安装之前（即未加压时）读取数值。

图6 BGK-4500S零读数示意图 图7 BGK-4500S安装示意图

3.2.2 滑坡体位移变化状况
滑坡体位移监测选用BGK-3427型线性电位计式大量程位移计来实现。将传感器固定在稳定点上，另一端则固定在滑坡体另一端作为动点，当动点产生位移变形后将通过连接杆传递。

图8 滑坡体位移监测示意图
3.2.3不同深度土体位移变化
不同深度土体位移变化状况监测选用BGK-A6多点位移计来完毕。土体在失稳前不同深度层面上位移是不同，为了更精准地理解土体位移变化状况，需对不同深度不同层面上土体位移进行监测，达到预知目。

图9 BGK-A6型多点位移计安装示意图

图10 BGK-A6多点位移计安装图
3.2.4 边坡倾斜限度
边坡倾斜限度监测选用BGK-6150（钻孔测斜管内安装）测斜仪来完毕。BGK-6150测斜仪可以监测到边坡竖向不同深度、不同土层水平位移，并能实时理解到不同土层之间相对位移变化状况。

图11 钻孔安装测斜仪BGK-6150
3.2.5雨量监测
大多数滑坡产生因素都是暴雨洪灾导致，因而监测道路边坡滑坡状况同步，必要对雨量变化状况进行实时监测。雨量监测选用BGK-9010-011一体化雨量监测站来实现。一体化雨量站集测量、数据采集、数据传播与一体，安装简朴，使用以便。

图12 一体化雨量站效果图
4 数据采集

图13 系统组网构造图
数据采集系统由上位机（数据采集计算机）、数据采集仪、传感器等构成，实际变化过程中传感器将路基变化状况以数据信号形式传递给数据采集仪，数据采集仪通过无线通讯模块或数据传递线将变化状况传递给PC终端，监测人员在PC终端采用BGKlogger软件可以获取监测数据，通过数据分析可以获得实时监测成果。
BGK-Micro-40数据采集仪内置先进混合式智能测量模块，可测量振弦式、差阻式、原则信号、电位计、电阻应变片等几乎所有主流类型传感器。模块自身具备8个或16个基本测量通道，每个通道均可接入一支完整传感器，仪器类型只需通过软件进行设定。每台数据采集仪最多可实现40个通道测量。各通道均装有防雷器件，可有效消除或减少因雷击对设备导致损坏。
每台数据采集仪均内置有后备电源（UPS），在外部电源停电时，设备可持续工作最多达15天。设备标配采用220V交流供电，也可选装如太阳能电池组等外接直流电源为设备供电。

图14 图15 BGK-Micro-40数据采集仪

表1 BGK-Micro-40技术指标
通道数
40
测量精度
振弦式
频率：0.1HZ；温度：0.5℃
差阻式
电阻比：0.0001；电阻和：0.02Ω
原则模仿量
电压：0.02%FS；电流：0.05%FS
线性电位器（10KΩ）
电阻比：0.0001；电阻值：10Ω
辨别率
振弦式
频率：±0 .01Hz；温度：0.1℃
差阻式
电阻比：0.00001；电阻和：0.001Ω
原则模仿量
电压：0.01mV；电流：0.5uA
线性电位器（10KΩ）
电阻比：0.00001；电阻值：0.1Ω
每通道测量时间
5s
时钟精度
﹢1分钟/月
通讯方式
RS232/RS485/GPRS
工作温度
-30～60℃
系统功耗
待机：0.5W；测量：≤1.5W
数据存储容量
2MB（1000条记录）
电源系统供电方式
DC 12~24V/AC 220交流；电池：12V/7Ah免维护电池
箱体尺寸
24通道及以上：600x380x210mm；12通道、8通道建议选用小机箱380x380x210mm
5监测系统云平台
监测与预警云服务平台基于物联网及云计算技术，可觉得顾客提供传感器数据、视频图像、图片远程采集、传播、储存、解决及预警信息发送等服务。该平台以集中式分区化方式为顾客提供便捷、经济、有效远程监控整体解决方案。通过这种业务，顾客可以不受时间、地点限制对监控目的进行实时监控、管理、观看和接受预警信息。
监测与预警客户端HD软件，是基于监测与预警物联网云服务平台，运用Ipad移动终端为顾客提供实时站点数据服务，具备图片远程采集、传播、存储功能，满足可上报和发送告警信息应用软件。它采用一种更自然、更亲切、更生动方式将信息传递给顾客，让顾客在体验美妙人机交互感觉过程中，达到数据、信息和人无限沟通。
监测与预警云服务平台在最后顾客与各种监测设备和信息发布设备交互中架起了一座以便、快捷桥梁，为顾客提供传感器数据、视频图像、图片远程采集、传播、储存、解决及预警信息发送等各种服务。通过这种业务，顾客可以不受时间、地点限制对监控目的进行实时监控、管理、观看和收发预警信息。

图15 监测系统云平台
6产品简介
6.1 BGK-6150固定式测斜仪/倾角计
BGK-6150型固定式测斜仪通过不锈钢管与滑轮组件连接后，安装在带导槽原则测斜管中与测斜管同步移动，以监测边坡、滑坡体、公路、基坑等构造倾斜、水平位移或沉降变形。配合自动化数据采集仪，可自动进行持续监测。安装各种传感器可获得沿测斜管轴向挠度变形曲线。
该测斜仪也可单独安装在垂直、水平或任意坡度安装角度建筑表面，用作倾角计使用。并可选取双轴传感器用于监测两个不同方向变化。
表2 BGK-6150倾角计技术参数
型号
BGK-6150
原则量程
±10°
敏捷度
＜10弧秒（±0.05mm/m）
精度
±0.1%FS
温度
-20~80℃
供电电压
12V
输出电压
±3V@±10°
直径长度
Φ32x187mm
耐冲击
g
数据采集
BGK-Micro-40

图16 BGK-6150倾角计

6.2 BGK-4900型振弦式锚索测力计
BGK-4900型锚索测力计合用于桥梁、边坡锚索、岩石锚杆、锚栓、拱形支架荷载及其他重型荷载监测。锚索计自身为高强度合金钢圆筒，不同荷载锚索测力计分别内置3~6支高精度振弦式传感器，传感器可监测作用在锚索测力计上总荷载。同步通过测量每支传感器变化，还可获取不均匀荷载或偏心荷载。内置温度传感器具备测温功能。

表3 BGK-4900振弦式锚索测力计技术指标
原则量程
250~999KN
1000~2999KN
＞3000KN
非线性度
直线：≤1%FS；多项式：≤0.5FS
敏捷度
0.07%FS
温度范畴
-40℃~+65℃
耐水压
可按客户规定定制耐0.5、2Mpa或其她水压
过载能力
25%
弦数
3
3~4
4~6
数据采集
BGK-Micro-40

图17 BGK-4900振弦式锚索测力计
6.3 BGK-4911振弦式锚杆应力计（钢筋计）
BGK-4911系列钢筋计合用于监测混凝土或其她构造中锚杆或钢筋应力应变。具备高精度、高敏捷度、卓越防水性能和长期稳定性。内置温度传感器可监测安装位置环境温度。使用专用抗干扰四芯屏蔽电缆传播频率和温度电阻信号，测值不受电缆长度影响，适合在各种恶劣环境下长期监测建筑物锚杆应力和钢筋应力变化。仪器两端可焊接在锚杆或钢筋中间，或按照顾客提供尺寸加工成螺纹接头以便现场安装。

表4 BGK-4911技术指标
型号
BGK-4911-210
BGK-4911-300
BGK-4911-400
原则量程
210Mpa
300Mpa
400Mpa
非线性度
直线：≤1%FS；多项式：≤0.5%FS
敏捷度
0.07%FS
温度范畴
-20℃~+80℃
耐水压
可按客户规定定制耐0.5、2Mpa或其他水压
直径
12、16、18、20、22、25、28、32、36、40
连接杆
高强度螺纹钢、高强度圆钢
数据采集仪
BGK-Micro-40

图18 BGK-4911锚杆计
6.4 BGK-A3/A6振弦式单点、多点位移计
BGK-A3/A6型单点、多点位移计由BGK-4450振弦式位移传感器、安装基座、传递杆和锚头构成。可直接安装在钻孔里，用来监测各种滑动面和区域变形或沉降位移。
配套使用BGK-4450型振弦式位移传感器可远程遥测，具备很高精度和敏捷度、卓越防水性能和长期稳定性，合用于公路/铁路路基、填土或其他类似构造土体沉降监测，安装基座内置温度传感器可同步监测该处环境温度。
可依照钻孔地质条件选用适当类型锚头，如灌浆锚头、液压锚头、抓环锚头等，以达到最佳检测效果。BGK-A3型采用高强度不锈钢传递杆，BGK-A6型采用低线膨胀系数玻璃纤维杆。
表5 BGK-A3/A6振弦式单点、多点位移计技术指标
型号
BGK-A6
BGK-A3
原则量程
25、50、100、150、200、250mm或定制
敏捷度
0.025%FS
温度范畴
-20~80℃
耐水压
可按顾客规定定制耐0.5、2Mpa或其她水压
钻孔尺寸
≥50mm
传递杆
玻璃纤维杆
不锈钢测杆
数据采集
BGK-Micro-40数据采集仪

图19 BGK-A3/A6振弦式单点、多点位移计
6.5 BGK-4500S型振弦式渗压计
BGK-4500系列渗压计适合安装在测压管、钻孔、隧道、管道或压力容器中，以测量孔隙水压力或液位。重要部件均采用特殊钢材制造，适合在各种恶劣环境中使用。原则透水石选用带50微米小孔烧结不锈钢制成，具备良好透水性。

表6 BGK-4500s渗压计技术指标
型 号
BGK-4500S
原则量程
0.35、0.7、1、2、3MPa
非线性度
直线：≤0.5%FS； 多项式：≤0.1%FS
灵 敏 度
0.025%FS
过载能力
50%
仪器长度
133mm
外 径
19.05mm
数据采集
BGK-Micro-40

图20 BGK-4500S渗压计
6.6 BGK-3427型大量程位移计
BGK-3427型电位计式大量成位移计合用于山体滑坡、桥梁-桥墩间相对位移监测，也可用于机械式铟钢丝水平位移计电测改造。仪器采用进口核心器件，特殊设计传感器在测量时不受温度及电缆长度影响，通过配备安装支架、传递杆等恒力部件，能保证位移敏捷传递。
表7 大量程位移计技术指标
原则量程
500、1000、mm
4000mm
非线性度
直线：≤0.5%FS；多项式：≤0.1%FS
敏捷度
0.02%FS
温度范畴
-30℃~+60℃
外形尺寸
（L）110x（W）88x（H）76mm
（L）200x（W）130x（H）190mm
数据采集
BGK-Micro-40

图21 BGK-3427大量程位移计
6.7 BGK-9010-011一体化雨量监测站
BGK-9010-11一体化雨量监测站用于野外环境降雨自动检测，具备雨量数据智能采集，长期固态存储和远距离传播功能。监测数据可通过GPRS、CDMA、北斗卫星通信方式传播到监测与预警云服务平台。
监测站由太阳能电池板、内置电池、遥测终端机、雨量计及PVC立柱构成，提供各种电源管理模式，可实现低功耗工作模式下双向通信；运用法拉第原理设计一体化构造具备出众防雷特性。是一款非常适合野外恶劣环境、具备高性价比雨量自动化监测系统终端产品。

表8 一体化雨量计技术指标
雨
量
计
雨量计辨别率
0.1/0.2/0.5/1mm可选
可支持水位计
浮子/压力/超声波/脉冲雷达/气泡式水位计（RS485接口）
遥
测
终
端
机
CPU
32位
主频
32.768KHz~32MHz
通讯速率
9600bit/s
供电方式
雨量站
5W/8V太阳能电池板16Ah/3.7V内置锂电池
雨量水位站
20W/16V太阳能电池板48Ah/12V内置锂电池
雨量站平均耗电
全速：＜100mA，节电：＜10mA，掉电：小雨100uA
雨量水位站平均耗电
全速：＜50mA，节电：＜7mA，掉电：小雨1mA
固态存储容量
8Mbytes
时钟精度
不大于5秒/天（系统可自动校时）
辨别率
温度≤±1℃；电压≤0.2V
工作环境
温度：-20℃~+60℃；湿度0~95%，无凝霜
通信方式
GPRS（或CDMA）/SMS/USB，北斗卫星短信（可选）
平均无端障时间
≥2500h
PVC立柱
长1m

图22 BGK-9010-011一体化雨量监测站