[實用新型]一種無通視高陡邊坡變形監測裝置

無效

• 申請號: 200920227485.2
• 申請日: 2009-08-18
• 公開（公告）號: CN201540087U
• 公開（公告）日: 2010-08-04
• 發明（設計）人: 孟慶山;譚捍華;賈龍;胡明鑒;楊超;陳能遠
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢巖土力學研究所
• 主分類號: G01B5/30
• 分類號: G01B5/30;G01B11/16
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所 42001
• 代理人: 黃瑞棠

技術領域

本實用新型涉及巖土工程邊坡變形監測技術，尤其涉及一種通視條件差、地形復雜的無通視高陡邊坡變形監測裝置。具體地說，主要是針對復雜地形條件下的巖土工程邊坡變形的實時監測，不僅對復雜地形條件下施工和運營過程中邊坡與附屬構筑物的變形監測具有顯著優點，亦可運用于道路、橋梁、結構工程等的表面與內部變形監測領域。

背景技術

地表變形監測是對滑坡體的地表進行絕對位移和相對位移監測。每種監測方法，都有其優缺點，要根據滑坡具體情況，選用精度適宜、經濟合理的監測方法。

在土石壩的表面變形監測中，大都繼續采用視準線法(活動標法、小角法)和人工水準測量法進行水平位移和垂直位移監測。傳統的水平位移監測通常采用經緯儀三角測量或視準測量的方法。若變形量相對較小，監測精度要求較高，近一、二十年來，傳統方法逐漸被垂線、引張線所取代，并在人工觀測的基礎上向自動化方向發展。現在使用較多的是步進電機式、光電式、感應式和激光等自動遙測傳感器設備。垂直位移監測通常采用人工的光學水準測量方法。近年來為了滿足管理部門自動化遙測的需求，出現了靜力水準遙測技術。我國研制的差動變壓器式和電容式等靜力水準裝置在許多大壩中得到了應用。

在三峽庫區，絕對位移監測的新技術和新方法有全球定位系統GPS技術和合成孔徑雷達干涉測量(簡稱INSAR)技術；相對位移變形監測的新技術有自動伸縮儀監測和分布式光纖監測等。GPS地表變形監測缺點是測量精度不夠高、易受地形的影響，如在峽谷區由于接收到的衛星信號不夠多而不能進行精確測量。合成孔徑雷達干涉測量INSAR目前精度仍低于GPS的觀測精度，但INSAR技術能提供比GPS技術好得多的空間分辨率。該技術手段特別適于解決大面積的滑坡、崩塌、泥石流以及地裂縫、地面沉降等地質災害的監測預報，是一項快速、經濟的空間探測高新技術。自動伸縮計是自動觀測滑坡地表相對位移量的儀器，可用記錄紙和數據貯存卡同時進行記錄，可以記錄長達半年的變形數據，測量精度可達到0.2mm，可進行遠程遙測。其測定的數據具有連續性、實時性的特點，能揭示滑坡連續變形的全過程。缺點是測量的數據只是局部變形，要消除這種影響需多臺串聯。分布式光纖監測系統是分布調制的光纖傳感系統，通常由激光光源、傳感光纖(纜)和檢測單元組成，它是一種自動化的監測系統。

張正祿教授與長委長江三峽勘測研究院有限公司(武漢)合作的“毫米級滑坡變形監測的2G技術與方法研究”將GPS和Georobot(全球定位系統和測量機器人)這兩種現代技術與方法結合起來，解決滑坡變形監測中的關鍵技術問題。另有學者對TDR系統中電纜、電纜測試儀、數據記錄儀和多路復用器進行了具體剖析，并對比水平儀、傾斜儀等傳統監測儀器，論述了TDR系統的優點和不足。以及采用GPS相對靜態定位技術監測山體滑坡，從滑坡監測網的基準點、監測點設計和觀測出發，提出了利用高精度全站儀提供的尺度與方位基準來獲得相對穩定不變的基準點坐標數據方法；在監測數據處理中對于不同監測周期的網形、起算點選取等對解算結果產生的影響進行了試驗研究，提出適宜的解決方法。BHT-II滑坡推力光纖監測儀采用了一種基于OTDR的準分布式光纖壓力傳感器，具有較高的空間分辨率和測量靈敏度，適用于滑坡的推力實時監測，監測數據可用于滑坡治理工程設計和滑坡的預警預報。

隨著自動化全站儀(測量機器人)、GPS、計算機軟件和通信技術的發展，突破大壩(特別是土石壩)表面變形監測自動化的技術手段已成為可能。如目前市場上比較流行的“流動式半自動化變形監測系統”和“固定式全自動化變形監測系統”。流動式半自動化變形監測系統一方面可用于基點和工作基點三角網的邊角觀測；另一方面還可在基點或工作基點上對變形點進行邊角交會測量。由于自動化全站儀在機載軟件的控制下，可實現對棱鏡目標的自動識別與照準，因此測站工作實現了自動化觀測、記錄與限差檢核。但因多站觀測，需要人工在有關的網點(基點或工作基點)之間搬動儀器。

中國科學院水利部成都山地災害與環境研究所趙宇等發明一種智能型地質災害綜合監測系統及多級預報分析方法，該系統是一種按需可組合、拆卸的，適合于野外安裝的監測裝置，定時測量并地面無線發射斜坡地下深部變形信息于系統信息分析控制單元，結合采用激光掃描器，同時還增設多點定點激光測距儀，對選定物體進行精確測距。它以地質災害體地下深部變形和地表直接變形位移為主要監測預報依據，就地一體化地完成監測、分析、預報功能。