基于測量機(jī)器人的高邊坡自動(dòng)化監(jiān)測技術(shù)

1、基于測量機(jī)器人的高邊坡自動(dòng)基于測量機(jī)器人的高邊坡自動(dòng)化監(jiān)測技術(shù)化監(jiān)測技術(shù)w一一 問題的提出問題的提出w二二 高邊坡定義高邊坡定義w三三 高邊坡高邊坡類型及特點(diǎn)、病害類型及特點(diǎn)、病害w四四 高邊坡的安全監(jiān)測技術(shù)介紹高邊坡的安全監(jiān)測技術(shù)介紹w五五 基于測量機(jī)器人的高邊坡自動(dòng)化監(jiān)測技基于測量機(jī)器人的高邊坡自動(dòng)化監(jiān)測技術(shù)術(shù)高邊坡在工程建設(shè)中存在廣泛，比如公高邊坡在工程建設(shè)中存在廣泛，比如公路高邊坡、水利水電高邊坡、礦山高邊坡等，路高邊坡、水利水電高邊坡、礦山高邊坡等，高邊坡坡度陡、高度高，治理難度大，有些高邊坡坡度陡、高度高，治理難度大，有些高邊坡由于其地質(zhì)狀況很差或者其特殊性，高邊坡由于其地質(zhì)狀況很

2、差或者其特殊性，在工程完工后邊坡需要持續(xù)的監(jiān)控量測。一在工程完工后邊坡需要持續(xù)的監(jiān)控量測。一些嚴(yán)重病害的邊坡也需要持續(xù)的監(jiān)控量測。些嚴(yán)重病害的邊坡也需要持續(xù)的監(jiān)控量測。本文探討怎么樣高效的進(jìn)行高邊坡的監(jiān)測本文探討怎么樣高效的進(jìn)行高邊坡的監(jiān)測水利水電高邊坡公路高邊坡礦山高邊坡二 高邊坡定義高邊坡定義：對于土質(zhì)邊坡高度大于20m、小于100m或巖質(zhì)邊坡高度大于30m、小于100m的邊坡，其邊坡高度因素將對邊坡穩(wěn)定性產(chǎn)生重要作用和影響，其邊坡穩(wěn)定性分析和防護(hù)加固工程設(shè)計(jì)應(yīng)進(jìn)行個(gè)別或特別設(shè)計(jì)計(jì)算，這些邊坡稱為高邊坡。表表1 不同部門巖石工程高邊坡類型及特點(diǎn)不同部門巖石工程高邊坡類型及特點(diǎn)一般高邊坡高度

3、范圍一般高邊坡高度范圍邊坡及邊坡工程特點(diǎn)邊坡及邊坡工程特點(diǎn)水電系統(tǒng)水電系統(tǒng)人工：人工：100-700m自然：自然：100-1000m邊坡高度大，地質(zhì)結(jié)構(gòu)及環(huán)境條件復(fù)雜，工程邊坡高度大，地質(zhì)結(jié)構(gòu)及環(huán)境條件復(fù)雜，工程對邊坡質(zhì)量要求高，常需要保證永久穩(wěn)定。對邊坡質(zhì)量要求高，常需要保證永久穩(wěn)定。礦山系統(tǒng)礦山系統(tǒng)人工：人工：100-800m邊坡高度大，地質(zhì)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜邊坡高度大，地質(zhì)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,工程對邊坡質(zhì)量工程對邊坡質(zhì)量有一定要求有一定要求, 但通?？紤]極限設(shè)計(jì)。但通?？紤]極限設(shè)計(jì)。鐵道系統(tǒng)鐵道系統(tǒng)人工：人工：50-150m自然：自然：100-300m邊坡高度一般較大，地質(zhì)結(jié)構(gòu)及環(huán)境條件復(fù)雜，邊坡高度一

4、般較大，地質(zhì)結(jié)構(gòu)及環(huán)境條件復(fù)雜，對邊坡質(zhì)量要求高，但通常要求線路快速通過。對邊坡質(zhì)量要求高，但通常要求線路快速通過。公路系統(tǒng)公路系統(tǒng)人工：人工：30-80m自然：自然：30-150m邊坡高度一般較小邊坡高度一般較小,地質(zhì)結(jié)構(gòu)及環(huán)境條件相對簡地質(zhì)結(jié)構(gòu)及環(huán)境條件相對簡單單,對邊坡質(zhì)量要求較高。對邊坡質(zhì)量要求較高。城建系統(tǒng)城建系統(tǒng)人工：人工：15-50m自然：自然：15-100邊坡高度小邊坡高度小,地質(zhì)結(jié)構(gòu)及環(huán)境條件相對簡單地質(zhì)結(jié)構(gòu)及環(huán)境條件相對簡單,對邊對邊坡質(zhì)量要求高。坡質(zhì)量要求高。三 高邊坡的類型及特點(diǎn)、病害w邊坡的常見病害類型有：風(fēng)化剝落、流石流泥、掉塊落實(shí)、崩塌、傾倒、坍塌、潰屈、溜坍、坍

5、滑、滑坡、錯(cuò)落等11大類。其中最嚴(yán)重的為坍滑、滑坡。堆積層坍塌黃土滑坡錯(cuò)落w礦山邊坡災(zāi)害嚴(yán)重礦山邊坡災(zāi)害嚴(yán)重根據(jù)我們對全國非煤露天礦山調(diào)查與詳細(xì)研究分析，根據(jù)我們對全國非煤露天礦山調(diào)查與詳細(xì)研究分析，在我國在我國21個(gè)典型的非煤露天礦山大中型邊坡中，出現(xiàn)過個(gè)典型的非煤露天礦山大中型邊坡中，出現(xiàn)過變形、破壞的占變形、破壞的占42.7%，接近半數(shù)，處于險(xiǎn)級邊坡占，接近半數(shù)，處于險(xiǎn)級邊坡占19，處于病級邊坡占，處于病級邊坡占71，正常邊坡僅占占，正常邊坡僅占占10。攀鋼朱家包包鐵攀鋼朱家包包鐵礦 南 幫 邊 坡礦 南 幫 邊 坡20032003年年9 9月月2929日日較大楔形滑體，較大楔形滑體，高

6、高 1 1 01 1 0 ， 寬 ， 寬100100，截?cái)嗔?，截?cái)嗔肃l(xiāng)村公路，嚴(yán)重鄉(xiāng)村公路，嚴(yán)重威脅到采場運(yùn)輸威脅到采場運(yùn)輸出入口，造成直出入口，造成直接 經(jīng) 濟(jì) 損 失接 經(jīng) 濟(jì) 損 失40004000多萬元。多萬元。攀鋼朱家包包鐵礦南幫滑坡地貌攀鋼朱家包包鐵礦南幫滑坡地貌20032003年年6 6月月77月山東大業(yè)金礦下盤邊坡發(fā)生滑坡，長月山東大業(yè)金礦下盤邊坡發(fā)生滑坡，長60m60m，高高120m120m，致使部分民房拆遷，采礦被迫停止。，致使部分民房拆遷，采礦被迫停止。山東大業(yè)金礦下盤邊坡滑坡地貌山東大業(yè)金礦下盤邊坡滑坡地貌新橋硫鐵礦露天礦邊坡下盤新橋硫鐵礦露天礦邊坡下盤20062006

7、年年1 1月滑坡，經(jīng)濟(jì)損失月滑坡，經(jīng)濟(jì)損失1 1千多萬元，嚴(yán)重威脅采場安全生產(chǎn)。千多萬元，嚴(yán)重威脅采場安全生產(chǎn)。 寶成鐵路寶成鐵路K190K190第三次滑坡后全貌第三次滑坡后全貌山西長治晉城高速公路山西長治晉城高速公路K31砂泥巖砂泥巖順層滑坡，體積達(dá)順層滑坡，體積達(dá)25萬萬m3小灣電站左壩肩邊坡高小灣電站左壩肩邊坡高500m500m，6 6# #山頭發(fā)生山頭發(fā)生1010萬萬m m3 3崩塌崩塌w表面觀測法表面觀測法w深部觀測法深部觀測法邊坡監(jiān)測方法邊坡監(jiān)測方法w表面觀測法觀測對象：坡體表面位移。其中表面觀測法觀測對象：坡體表面位移。其中精密大地測量技術(shù)精密大地測量技術(shù)最為最為成熟、精度最高，

8、是目前成熟、精度最高，是目前廣泛使用的最有效的監(jiān)測方法廣泛使用的最有效的監(jiān)測方法。w大地測量法的技術(shù)進(jìn)步大地測量法的技術(shù)進(jìn)步儀器與測量技術(shù)：經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、測距儀儀器與測量技術(shù)：經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、測距儀電子經(jīng)緯儀、全站電子經(jīng)緯儀、全站式速測儀式速測儀測量機(jī)器人測量機(jī)器人坡體變形觀測的誤差：坡體變形觀測的誤差：毫米級毫米級實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)觀測實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)觀測新技術(shù)的發(fā)展：新技術(shù)的發(fā)展： GPSGPS測量技術(shù)測量技術(shù)由于觀測精度的不斷提高，目前逐由于觀測精度的不斷提高，目前逐步進(jìn)入實(shí)用階段，有較廣闊的發(fā)展前景。其他如近景攝影測量和步進(jìn)入實(shí)用階段，有較廣闊的發(fā)展前景。其他如近景攝影測量和INSARIN

9、SAR干涉雷達(dá)測量等，在近年也取得了明顯的進(jìn)步。干涉雷達(dá)測量等，在近年也取得了明顯的進(jìn)步。 表面觀測法表面觀測法深部觀測法深部觀測法1 監(jiān)測邊坡巖土體的受力情況；2 監(jiān)測邊坡滲流區(qū)土體物理量（滲流、滲壓、水位等）；3 監(jiān)測基巖變形量（錯(cuò)動(dòng)變形、地應(yīng)力等）；4 監(jiān)測邊坡加固結(jié)構(gòu)單元效果（抗滑樁、錨桿等）；鋼筋應(yīng)力計(jì)鋼筋應(yīng)力計(jì)土壓力傳感器土壓力傳感器錨索計(jì)錨索計(jì)滲壓計(jì)滲壓計(jì)埋入式應(yīng)變計(jì)埋入式應(yīng)變計(jì)埋入式測縫計(jì)埋入式測縫計(jì)五 基于測量機(jī)器人的高邊坡自動(dòng)化測量萊卡萊卡TCA2003TCA2003測量機(jī)器人測量機(jī)器人 目標(biāo)點(diǎn)測量機(jī)器人基站 計(jì)算機(jī)監(jiān)測軟件通訊電纜參考系變形體參考點(diǎn)1目標(biāo)點(diǎn)1參考點(diǎn)n目標(biāo)點(diǎn)

10、m 參考點(diǎn) 目標(biāo)點(diǎn) 目標(biāo)點(diǎn)測量機(jī)器人基站 計(jì)算機(jī)監(jiān)測軟件通訊電纜參考系變形體參考點(diǎn)1目標(biāo)點(diǎn)1參考點(diǎn)n目標(biāo)點(diǎn)m 參考點(diǎn) 目標(biāo)點(diǎn) 目標(biāo)點(diǎn)測量機(jī)器人基站 計(jì)算機(jī)監(jiān)測軟件通訊電纜參考系變形體參考點(diǎn)1目標(biāo)點(diǎn)1參考點(diǎn)n目標(biāo)點(diǎn)m 參考點(diǎn) 目標(biāo)點(diǎn) 目標(biāo)點(diǎn)測量機(jī)器人基站 計(jì)算機(jī)監(jiān)測軟件通訊電纜參考系變形體參考點(diǎn)1目標(biāo)點(diǎn)1參考點(diǎn)n目標(biāo)點(diǎn)m 參考點(diǎn) 目標(biāo)點(diǎn)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū) 滑坡監(jiān)測系統(tǒng)布置圖滑坡監(jiān)測系統(tǒng)布置圖區(qū)ID02ID018號平硐入口P03JZK27JZK32P04JZK13P02JZK33IN04TP15TP14TP13TP12TP45TP44金坪子滑坡變形監(jiān)測系統(tǒng)布置圖金沙江烏東德壩址區(qū)

11、區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)監(jiān)測網(wǎng)點(diǎn)監(jiān)測網(wǎng)點(diǎn)兼監(jiān)測點(diǎn)視準(zhǔn)線監(jiān)測點(diǎn)TN03TN02TN01TN04TN08TN05TN06TN07TN09TN10TN11圖 例雨量、氣溫監(jiān)測點(diǎn)雨量、氣溫監(jiān)測點(diǎn)鉆孔測斜管IN02JZK05IN01JZK21IN03JZK17AL01AAL02AAL03AAL01BAL02BAL03BAL01CAL02CAL03CAL01DAL02DAL03DP01JZK10地下水監(jiān)測孔TN13TN12新增監(jiān)測點(diǎn)TN14TN15TP04TP02TP01TP03TP05TP08TP06TP07TP10TP09TP11視準(zhǔn)線D視準(zhǔn)線C視準(zhǔn)線B視準(zhǔn)線A監(jiān)測點(diǎn)群三維動(dòng)畫演示監(jiān)測點(diǎn)群三維動(dòng)畫演示滑坡體測量機(jī)器人站預(yù)警軟