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山区高速公路施工期路堑边坡远程监测预警系统研制

张兆义  
【摘要】:近些年随着经济发展的需要,越来越多的高速公路在山区修建,形成了大量公路高边坡。这些路堑高边坡打破了岩土体原有的地质环境平衡,在环境与工程因素影响下,极易诱发坍塌、滑坡等地质灾害,尤其在边坡施工期间,严重威胁现场施工人员和当地群众的人身财产安全。路堑边坡的变化主要表现在滑坡体自身倾斜度和滑坡体变形破坏区拉张裂缝带位移的变化,而降雨又是边坡变化的诱发因素,因此亟需采用必要的手段获取边坡的倾斜度、位移和降雨量等参数值,提前发布预警信息,保障施工进度和施工安全。 本文以正在贵州省修建的毕节至威宁高速公路为研究背景,在贵州省公路工程集团有限公司委托项目的支持下,结合施工期监测预警手段和技术要求开发一套基于山区高速公路施工期间路堑边坡远程监测预警系统,主要完成了以下几方面的工作: (1)研究了山区高速公路路堑边坡监测预警技术,收集贵州省高速公路建设中路堑土质和岩质边坡的相关地质资料和工程资料,结合现场的实际情况,针对山区高速公路施工期间滑坡自身倾斜度、滑坡体变形破坏区拉张裂缝带位移,以及施工期灾害区降雨等情况,提出了基于地表倾斜度、地表位移、区域降雨量测量的路堑边坡远程监测预警系统。 (2)研制了地表倾斜度远程监测预警仪,采用倾角传感器SCA100T获取地表倾斜度,结合GPRS和SMS技术以短信息的形式将信息发送给监测主机;完成了地表倾斜度监测预警仪的硬件设计、软件设计。 (3)组建了基于地表裂缝位移、地表倾斜度和区域降雨量为一体的山区高速公路施工期路堑边坡远程监测预警系统,实时地监测病害边坡,并建立病害边坡的数据库。通过浏览器/服务器(B/S)模式构建了远程Web数据服务发布平台,实现了多用户的远程监测数据实时共享。 (4)以贵州省毕威高速公路K103+780~K103+920路段病害边坡为例,重点解剖该路段的工程地质条件和地质环境,建立了山区高速公路路堑边坡远程监测预警示范点。 本文的创新与价值之处在于: (1)紧密结合目前正在贵州省修建的毕节至威宁山区高速公路,运用专业技术,组建了公路施工期路堑边坡远程监测预警系统,并通过浏览器/服务器模式构建了远程Web数据服务发布平台,便于决策部门和专家在异地随时观看灾害边坡现场的动态监测结果。 (2)针对路堑边坡倾斜度、位移和降雨量的变化情况,从全方位对施工期山区公路路堑边坡进行监测,实现了多角度的分析预报和多任务的网络通信,丰富了山区高等级公路路堑边坡的研究成果。 (3)和传统的人工现场监测相比,具有快速性、高效性和直观性等优点。通过实际工程的应用取得了良好的效果,弥补国内在山区高速公路路堑边坡监测预警中的不足。


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