青岛市崂山风景区大平岚崩塌地质灾害治理施工监测方案.doc

青岛市崂山风景区大平岚崩塌地质灾害
治理施工监测方案

编写：赵建周

审核：陈文程

上海华测创时监测技术有限
2010 年1月20日

目 录

一、 工程概述
二、 监测工作遵循规范
三、 监测内容及要求
四、 数据采集系统
五、 数据采集传输方法
六、 观测频率
七、 监控量测组织管理
八、 质量保证措施
九、 监测控制的标准
十、 监测信息反馈体系
十一、 预期成果
十二、 信息反馈
十三、 安全保证措施
十四、 其它注意事项

监测方案
一、概述
青山村北滑坡位于垭口~仰口旅游沿线的青山村北，S212省道两侧。公路两侧山坡自西向东呈南东方向倾斜，坡度25~40o。公路南侧为青山村数千户居民民房距公路30~50m。S212省道沿山坡方向修筑，削坡形成2~5m高的陡坡。
滑坡体前缘位于S212省道南侧20~50m处，呈不规则阶梯状，滑坡体后缘位于山坡中部，前后缘高差80~100m，滑体轴部长度约150m，前缘宽约100m。滑体组成物质成分自下而上由三部分组成。下部由全风化、强风化粗粒花岗岩，莱阳群细砂岩组成，岩层风化强烈，呈砂状或碎块状，厚度7~10m；中部为第四系坡洪积松散堆积物，以风化砂性土、砾砂为主，混大量碎石及砾石，呈棱角状、分选差，结构松散，厚度2~5m，部分地段裸露地表。上部为山体崩塌巨石及滚石，散落于山坡上部，呈似球状或浑圆状，大小不一，一般粒径3~7m，大着10~20m，重达几十吨乃至几百吨。滑体体积15~25万m3，小于100万m3属中型滑坡（图1）。
2008年沿公路北侧发生滑坡，滑坡长度约30m，滑体达上百方。因此，公路部门对此段采取了加固处理措施，沿公路内侧陡坡砌筑了挡土墙，墙体厚0.60~0.80m，埋深2~3m，高于地面2m。现公路路面局部出现裂缝，缝宽2~5cm，延伸长度约25m，挡土墙体局部出现变形。山坡上修建了两条排水渠道，宽0.70m，深0.50m。
滑坡体山坡斜坡上，高差变化较大，地表植被不发育且散落大量风化崩塌滚石，降雨时表层受散落滚石阻挡，不能顺畅向低处排泄，增大了地下渗入量。山坡上散落堆积的崩塌体随着时间的延长不断增多，使上坡堆载荷重加大。人工筑路削坡形成局部临空面，使坡积物失去支撑点。从滑坡体的分布及发育特征来分析，此处尽管采取了加固处理措施，滑体仍处于不稳定状态，按危险程度划分，为危险性大滑坡。
预计在降水等其他外部应力作用下，滑坡体不稳定，可引起滑体位移或山体滑坡，危及公路南侧青山村部分村民、民房及公路行人、车辆的生命与财产安全。

照片1 滑坡体现状
目前滑坡体的前缘及中部已出现裂缝，宽度约10cm，长10-30m不等，野外调查期间为加强对滑坡体特征的控制，工作区进行了1:500地形图测量及面波测试，共布置了14个面波测试点，测试点位置见图2。滑坡剖面见图3.

图2 面波点位布置示意图

二、监测工作遵循规范
1、《工程测量规范》（GB50026-93）
2、《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）
3、参照规程《建筑变形测量规程》（JGJ/T8-97）
4、国家一、二等水准测量规范（GB/T12897-2006）
三、监测内容及要求：
监测的目的是为了随时掌握崖体支护结构的变形，检验施工中的安全隐患，发现并报告可能出现的安全隐患，以便及时采取工程措施，确保边坡安全。
监控量测的原则
施工监测是一项系统工程，监测工作的成败与监测方法的选取及测点的布置直接相关。根据监测工作的经验，有以下5条原则：
（1）、可靠性原则
可靠性原则是监测系统设计中所考虑的最重要的原则。为了确保其可靠性，必须做到：
①、经国家专业机构鉴定的仪器。
②、应在监测期间保护好测点。
（2）、多层次监测原则
多层次监测原则的具体含义有四点：
①、在监测对象上以位移为主，兼顾其它监测项目；
②、在监测方法上以仪器监测为主，并辅以巡检的方法；
③、在监测仪器选择上以机测仪器为主，辅以电测仪器；
④、分别在地表及临近建筑物布点以形成具有一定测点覆盖率的监测网。
（3）、重点监测关键区的原则
监测测点布置应合理，控制关键部位。在具有不同地质条件和水文地质条件下，周围地稳定的标准是不同的。稳定性差的地段应重点进行监测，以保证建筑物的安全。
根据本工程片求，结合其安全等级，地质情况和结构特点以及工程实际情况，选择监测项目如下：
根据本工程需求，结合其安全等级，地质情况和结构特点以及工程实际情况，选择监测项目如下：
1、坡面位移监测

2、滑体深部位移监测

3、土体水平位移监测

4、索力监测

5．土压力监测

6、边坡区降雨强度和雨量监测

7．坡体倾角监测

8雨水渗压监测

9坡体内力监测
GPRS传输模块
采集模块
电源管理模块
蓄电池模块
GPRS天线
太阳能电池接收板
四、数据采集系统
产品优势：
1、 采用GPRS传输，频率采集范围大于600~4000Hz；分辨率不小于0.1Hz；可采集传感器数量200个；供电方式首选选直流、交流、；锂电池、、太阳能电池、数据实时传输，实时波形显示，实时储存功能，每个采集箱可同时传送200个静态传感器的数据，连接电脑采集数据。
2、工作时易于找错和维护
3、操作时易于保护，便于施工
4、数据无线传输距离不受距离限制
5、可同时传送200个静态传感器的数据
6、可24小时持续测量和传送数据
7、仪器轻巧，多种供电方式：市电、锂电池（连续工作60天）、太阳能
技术指标：
产品型号
HC静态有线
连接方式
串联
无线方式
GPRS/或者点对点
传输距离
无距离限制（GPRS）点对点20-30km
频率测量范围
600Hz～4000Hz
自动平衡范围
:±15000με(应变计阻值的±1.5%);
分辨率
1με
供桥电压
(DC):2.000V±0.1%;
测量分辨率
0.1Hz
温度分辨率0.1
0.1℃
工作温度
20℃～80℃
通讯方式
RS485/RS232
传输器类型
振弦式、电感调试频式、电阻式

传感器：

1
量程
0.05－200米
2
精度
优于1毫米
3
工作电压
3.3V-5V
4
工作电流
290mA
5
使用温度
-20到+50度
6
储存温度
-30到+70度
7
防护等级
防水防尘 IP54
8
激光类型
激光类型 635纳米，二级安全

激光位移传感器

雨量计

雨量计
容栅式雨量计是通过容栅位移传器检测降雨量的，由于容栅传感器的分辨率是0.01，所以容栅雨量计的计量非常精确。采用上下电动阀控制进水和排水，又使得容栅雨量计在记录降水过程中雨量不流失，从而保证了计量过程的准确性。
容栅式雨量计的数字化电路设计，不但计量精度高、操作方便、可靠性好等优点，与传统的雨量计相比较，该雨量计具有多项目前国内唯一的性能特点：
• 精度最高： 分辨率 0.01mm，比传统的翻斗式雨量计的精度高出10倍，所以在测量细雨和毛毛雨方面也不含糊。
• 容许测量的降雨强度范围最大： 国家标准是 0.1mm—4mm/分钟，而容栅式雨量计的最大降雨强度测量可以高达9mm/分钟，大大超过国家标准，不管多大的暴雨都不漏计。从而解决了以往其他遥测雨量计大雨时计量严重失准的弊病。
• 计量误差最小： 容栅式雨量计的误差小于± 2%，远低于国家标准±4%，符合国际对雨量计的检测标准，更让翻斗式雨量计望尘莫及。
• 人工比对最准确： 与人工测量比对，非常精确。迄今为止，国内唯一可作为真实降雨记录和历史依据的测量设备。
• 安装维护最方便： 由于容栅式雨量计是降雨量变成信号通过单片机数据处理后，转换成脉冲输出，每输出一个脉冲为 0.1mm的降雨量。
• 其他技术参数：

功 耗： 静态 0.006W 动态 1.2W
工作电压： DC9V～15V
工作环境温度：0℃～60
五、数据采集传输方式
对传感器进行指令测量，采样时间间隔根据实际需要设置采样，通过二次仪表采集数据发送到监控中心，软件自动对测量数据进行换算，直接输出监测物理量利用GPRS无线网络进行数据传输，完成对传感器数据的采集和监控。传感器通过GPRS接入INTERNET网，软件可设置上线报警命令，手机短信报警能够时时掌控，PC接入INTERNET网络就可进行数据采集和监控。现场供电方式可采用75w太阳能电池板，采集箱内装配12v锂电电池满足长期监测使用，电池使用寿命2年。
滑坡地段
谨慎行驶
可编程LED远程控制现场警示屏
系统构成图
六、观测频率
1、雨季每日连续监测，根据盾构施工时间可选择加密测试软件可调，上线报警值遇危险征兆时加密，观测时间二年。
2、观测频率：雨季每日连续监测，可选择加密测监测频率，上线报警值遇危险征兆时加密，观测时间二年。
3、坡体土体位移监测
单点位移计量程200mm埋设深度5m单次位移量累进位移超过预设值软件报警提示。
5、采集数据时软件必须设置位移上线报警，上线不得超过10mm、压力不超过1.5mpa、上线报警值遇危险征兆时加密，每日单次监测数据量超出上线值时施工必选马上停止，待处理加固后方可继续施工。
七、监控量测组织管理
会对本工程的特点，成立专门的监测小组，由项目总工程师、监测负责人和监测人员组成。由4人组成现场监控量测及信息反馈小组，成员由多年从事地下工程施工及监测经验的技术人员组成，组长由具有丰富施工经验，具有较高结构分析和计算能力的工程师担任。监测小组在组长的领导下负责地面和地下的日常监测工作及资料整理工作。从组织上保证监测工作顺利进行，使监控量测完全进入信息化控制流程，组织管理机构及相应的职能如图所示。

图4 组织机构及职能框图

监测工作开始前、后组织监测人员反复阅读监测方案，明确每个人的分工职责，检查各自的资料、记录表格是否齐全。根据监测工程的规模、特点和复杂程度，确定现场监测人员的数量和结构组成，遵循合理分工与密切协作的原则，建立有监测经验、能吃苦耐劳、工作效率高的现场的监测队伍。
认真作好对操作人员技术方案的交底的工作，内容包括：元件的埋设计划、现场的量测计划、技术标准和质量保证措施，以及数据、报告的形式和责任等事项。
同时要及时的上报监理和设计部门施工中出现的情况。遇到问题及时解决，确保各项工作的顺利进行。
变形监测工作从施工前开始，到结构稳定终止。监测中遵守以下规定：
1、测量前对施工现场工程岩土变化和支护工程的状况进行察看并作简明记录。
2、分步施工时，每步记录完整连续观测数据。
3、雨后、地震等对变形体产生显著影响时增加观测频率。
4、根据变形体的变形趋势，变形体处于稳定期时,可适当减少观测频率；急剧变动期间增大观测频率。
八、质量保证措施
8.1、质保规定
要保证监测工程的质量，除了需要有先进的监测仪器设备及富有经验的工程技术人员外，更重要的还应通过建立明确的责任制和检查校核制度来予以保证。为确保量测数据的真实性、可靠性和连续性，特制定以下工作制度和各项质量保证措施：
（1）监控量测小组与监理工程师密切配合工作，及时向监理工程师报告有关情况和问题，并提供真实可靠的量测资料；
（2）仪器在安装埋设的全过程中，对仪器、监测元器件和设备工艺等进行连续性的检验，以保证其质量的稳定性，并作安装记录。组长负责监测工作的组织计划、外协及监测资料的质量审核
（3）制定切实可行的监测实施方案和相应的测点埋设保护措施；
（4）成立专门监测组承担施工监测，量测人员保持固定，保证资料的连续性；
（5）仪器的管理采用专人专用，专人保养，专人校检的方法；
（6）仪器设备和元器件在使用前均经严格的校验，合格后方可投入使用；
（7）在监测过程中，必须遵守相应的测试细则及相应的规范要求；
（8）量测资料均应经现场检查、室内复核两道程序后方可上报；
（9）量测资料的储存、计算、管理均采用计算机系统管理,进行信息化管理。
8.2、作业规范
四固定：固定观测人员；固定观测仪器；固定观测路线；固定观测方法
基本分分划、辅助分划读数较差 <±0.5mm
基本分分划、辅助分划高差较差　　　　　　　　　<±0.7mm
相邻两点间往返测高差之差限差 <±0.5mm
线路闭合差限差 <±1.0√n
视距≤50m，前后视距差≤2.0m，视距累积差≤3.0m, 视线高度大于0.2m。
单程观测，首次观测、控制网复测以及各周期观测中的工作基点稳定性检测应进行单程双测站观测。
凡超出规定限差要求的成果，均应进行重测。
九、监测控制的标准
9.1．监测标准
监控量测管理基准值是根据有关规范、规程、计算资料及类似工程经验制定的。对于不同的监测对象和不同的监测内容有不同的监测控制标准，分别采用如下标准：
监测控制值
序号
监测项目
监测控制值
1
坡面位移监测
坡面位移监测 mm；边坡不应大于 mm；平均 mm /天；最大速率 /天
2
滑体深部位移监测
累计不超 mm；平均 mm/天；最大速率 mm/天
3
土体水平位移
累计不超 mm；平均 mm/天；最大速率 mm/天
4
索力监测
控制在 kn最大速率 kn/天
5
压力监测
累计不超 pam；平均 pam/天最大速率 pam/天
6
雨量监测
累计不超 pam；平均 pam/天最大速率 pam/天
7
雨水渗压监测
累计不超 pam；平均 pam/天最大速率 pam/天
8
坡体内力监测
累计不超 pam；平均 pam/天最大速率 pam/天
为了尽快了解本工程最终稳定的位移值，在施工初期，选择有代表性的断面进行持续量测。对量测结果作回归分析，求出回归方程，进行相关分析和预测，推算出最终位移值，并与规范允许值相比较，然后根据设计要求确定本工程的监控量测控制值。
9.2．警戒值
当监测数据达到管理基准值的70%时，定为警戒值，应加强监测频率。当监测数据达到或超过管理基准值时，应立即停止施工，分析原因，修正支护参数，待监测数据稳定后方能继续施工。
在信息化施工中，监测后应及时对各种监测数据进行整理分析，判断监测对象的稳定性，并及时反馈到施工中去指导施工。以《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）III级管理制度作为监测管理方式。根据上述监测管理基准，可选择监测频率：一般在III级管理阶段监测频率可适当放大一些；在II级管理阶段则应注意加密监测次数；在I级管理阶则应密切关注，加强监测，监测频率可达到1~2次/天或更多。
表1 监测管理
管理等级
管理位移
施工状态
III
U0＜Un/3
可正常施工
II
Un/3≤U0≤Un2/3
应注意，并加强监测
I
U0＞Un2/3
应采取加强支护等措施
注：U0—实测位移值；Un—允许位移值 Un的取值，即监测控制标准。
位移管理基准值在地下工程安全监控中有广泛应用，但需要补充说明的是对地下工程而言，位移指标本身的物理意义不够明确，主要是位移指标与洞径、埋深、支护、施工等影响因素关系未能很好解决，这方面的研究成果也不多见，因而位移控制指标的制定和应用必须同时考虑以上各种因素，并尽可能同时配合使用位移速率控制指标。
与位移相比，位移速率控制指标有明确的物理意义，它反映了地层随时间变化的变形效应，在位移V=0条件下，洞室围岩趋于稳定，反之，V=C（常数）或不断增大，则说明地层处于等速或加速流变状态，洞室是不稳定的，因此位移速率控制指标是洞室失稳的充分条件，在安全预报中，较位移指标有更直观和明确的控制意义。
根据以往的经验，位移速率控制值为3mm/d，稳定临界值为0.1～0.2mm/d。
十、监测信息反馈体系
为了将监控量测数据在及时整理后报送相关单位，便于各单位根据监控量测结果了解整体工程的安全状况、对现场发生的布里情况迅速作出反应的应对措施，建立有效的信息沟通机制与数据保密工作。
10.1．报表内容
在监控量测工作中的报告包含周报、月报、专题报告、总结报告四种形式。
（1）周报
监控量测数据经分析后，表现为正常变化范围，工程状态安全，施工处于可控状态，应按时上报周报，对每周监控量测数据进行汇总，周报以表格形式上报监控量测数据，可简化为只包含有变化的监控量测项目的内容。
（2）月报
针对一个月的工作及时进行总结，总结成果以月报形式上报有关单位，月报具体内容应包括如下：
1) 监控量测项目、测点布置
2) 施工进度
3) 监控量测值及时程变化曲线
4) 监控量测预报分析
5) 对于达到或超过报警值的测点分析原因
6) 当月监控量测工作小结
10.2．专题报告
针对工程重点危险源的监控量测工程，应结合施工过程中的监控量测数据进行分析，得出相应的结论，并对提出建议，上报专题报告，专题报告应包括：
1) 监控量测项目、测点布置
2) 施工状态
3) 危险源工程条件及重点
4) 监控量测值历时曲线
5) 监控量测数据分析结论
6) 危险源施工的影响发展预测
7) 施工建议
10.3．总结报告
监控量测工作结束后，及时将监控量测结果总结分析，提交监控量测总报告。总报告内容包括：
1) 工程概况、监控量测目的
2) 监控量测工作大纲和实施方案
3) 监控量测资料的分析处理
4) 监控量测值及其全程变化曲线
5) 施工中超前预报效果评述
6) 工程监控量测结果
10.4．报表递交
（1）递交时间
监控量测数据正常情况下每周一在下午3点钟左右提交周报，每月在一日上午提交一次月报，如节假日有关单位、部门休息，可适当延迟。监控量测工作完成后30天内，提交监控量测总结报告。
如遇特殊情况，因根据所涉及监控量测区间的测点历史数据作专题分析报告。在监控量测任务完成后应提交小结报告。当监控量测数据出现异常时，应在问题出现第一时间通知监理、设计和甲方等相关部门，并加强现场监测。
（2）上报制度
正常情况下报表采用报逐级上报制度，送给各相关单位包括：
1) 业主单位
2) 工程监理单位
3) 其它上级有关部门
数据出现异常期间，经过业主发文确定后，采用平行上报制度，及时反馈给各相关单位。
（3）上报媒介
最终的上报结果以纸质文件报告并加盖单位印章。
监控量测过程中的报表以文本文件报告并加盖单位印章形式传递，紧急情况状态下，可以电话、短信方式联系。
10.5．监控量测控制流程
根据工程实际经验与相关规范规程要求制定警戒控制标准F（设定：F=实测值/安全控制标准值）。安全控制标准值按设计提出为准则，必要情况下，可结合具体工程情况，经专家研讨会结果确定。
根据监测过程中F的变化，建立三级预警管理制度。
Ⅲ级管理：F≤0.7时，视为安全；
Ⅱ级管理：0.7< F ≤0.85时，为预警状态，要引起注意，加强观测，查找原因，准备补救措施。应通知甲方、施工方、监理、管理部门等相关单位；
Ⅰ级管理：F＞0.85时，为警戒状态，并立即通知业主单位、甲方、监理单位、施工方，实施补救措施。
当达到Ⅰ级管理时，应启动应急预案，采取必要的加强措施。在实际施工过程中，应同相关单位对于超过预警值所导致的结构受力变形等情况进行分析，对其可能造成的不利后果进行判断，并提出合理建议与措施。
监控量测安全控制工作流程如图所示。

图5 监控量测安全控制流程图
10.6．应急预案
根据监控量测数据反馈信息处于警戒状态时，应启动应急预案。拟设定应急预案内容应包括以下5个方面的内容：
（1）信息反馈——通知业主、设计与监理等相关单位，组织专题讨论会；
（2）人员配备——1小时内监控量测人员到位，24小时现场值班，监控量测项目技术专家组提供指导；
（3）监控量测工作——根据需要增设测点，对已有监控量测项目，加密监控量测频率；
（4）成果报告——提交监控量测数据报表，提交监控量测数据曲线分析；
（5）技术支持——参加专题讨论会，提交专题分析报告。
十一、预期成果
（1） 坡面位移监测－时间曲线及速率图、 预警报告
（2） 深体位移监测－时间曲线及速率图、 预警报告
（3） 索力检测－时间曲线及速率图、预警报告
（4） 地质土体位移监测－时间曲线及速率图、 预警报告
（5） 地质下方土压力监测－时间曲线及速率图、预警报告
（6） 坡体雨量监测时间曲线及速率图、预警报告
（7） 坡体内力监测时间曲线及速率图、预警报告
（8） 监测总结报告
十二、信息反馈
1、 当监测数据（位移量绝对值或位移速率）达到理论规定的预警值或按监测单位的工程经验判定需要预警时，将在当天采用传真方式发布预警，并于次日提供书面预警报告原件，报告上级由相关专家进行数据评估。
2、 当监测数据位正常时，在三天内提供监测结果。
3、 监测总结报告：在监测工作全部结束后一周提交。
十三、安全保证措施
1．监测人员须将工作日程通知现场负责人，得到现场负责人的批准后方可进入现场；
2．监测人员进入施工现场要戴安全帽，佩带标识，服从指挥；
3．未经工地批准，监测人员不得随意移动或操作工地的施工设备，不得擅自拉引电源线；
4．监测人员登高时，应使用坚固可靠的工作梯，不得登踏斜木板或木箱；
5．监测人员在有车辆通行的路面工作，应穿好安全背心，必要时要设置车辆绕行或缓行标志。
附录一：回归分析函数原型
1 直线
2 幂函数
3 幂函数(s)
4 指数函数(1)
5 指数函数(2)
6 指数函数(s1)
7 指数函数(s2)
8 对数函数(1)
9 对数函数(2)
10 双曲线(1)
11 双曲线(2)
12 最大值函数
13 指数饱和函数
14 多项式
15 综合函数 回归函数列表框中回归函数之和。
十四、其它注意事项
1、 监测工作受场地条件和施工工期等因素制约，监测项目根据现场实际情况可能作局部调整。
2、 监测工作具有持续性和不可逆性。委托方应协调有关施工单位，制订具体有效措施，保证检测元件不受破坏。测点应砌井保护并树立醒目

备注：
以上方案需根据工程现场实际情况制定传感器的数量，具体的安装方法以及传感器的安装步骤付安装说明书。
具体方案实施，需根据现场勘察及实际情况改变！
此方案仅供参考！
上海华测创时检测技术有限公司

联系人：刘锦兴

联系电话：150 2665 1364