随着高速公路里程存量的不断增加,高边坡的稳定性问题日益受到重视,其稳定性不仅是确保道路安全的重要因素,也是确保道路周边环境安全、防止地质灾害发生的关键因素之一。如何通过综合运用多种监测方法,实现对高边坡位移、变形、应力等参数的全面监测,及时发现潜在风险并采取相应措施,受到公路安全及相关企业部门越来越多的关注,通过多方协同,共同为道路安全提供有力保障。
1、主要监测方法
(1)地质勘探法
地质勘探法是高边坡监测的传统方法,主要依靠地质勘探人员的专业知识和经验,通过野外踏勘,分析边坡岩性、构造等基本特征,结合钻探、取样、测试等手段,获取高边坡的地质特征数据。该方法能够提供较为全面的地质信息,但其监测周期较长,且对监测人员的专业素质要求较高。
(2)遥感监测法
该方法是利用卫星遥感技术,通过卫星图像或无人机航拍等方式,获取高边坡的影像资料,进而分析其形态、结构、变形等特征。该方能具有监测范围广、数据获取快速等优点,但其监测精度受到卫星分辨率和天气条件等因素的影响,适用于对大面积高边坡进行初步监测和评估。
(3)地面位移观测法
该方法是通过在高边坡上布设测量仪器,如全站仪、GPS接收器等,获取边坡的位移数据,通过数据分析判断边坡的稳定性,对边坡的位移情况进行连续观测。该方法具有监测精度高、实时性强等优点,是边坡监测中常用的技术手段之一。
(4)智能监测及预警系统
随着物联网、5G、人工智能、北斗+等新兴技术的崛起,智能监测及预警技术成为高速公路高边坡监测的主流趋势。该系统以物联网、数据传输、数据分级、灾害预警等为核心,建立地表和地下深部的三维立体监测网,对边坡进行全方位、全天候的监测。
2、智能监测及预警系统的特点与应用
系统能够实时监测边坡的位移、变形、渗流量、降雨量等参数,并通过数据分析预测边坡的稳定性变化趋势。
(1)系统功能
由感知层、传输层、数据层、支撑层和应用层组成。感知层负责实时感应边坡监测参数传感器的状态;传输层支持数据通信和远程通信功能;数据整主要进行监测数据存储、处理及分析;应用层则负责日常维护、数据特征分析、信息发布和预警管理。
(2)系统优势
(1)监测精度高:采用高精度传感器和测量仪器,能够实时获取边坡的位移、变形等参数数据,确保监测结果的准确性和可靠性。
(2)实时性强:系统能够实现对边坡的24小时连续监测,及时发现异常情况并发出预警信号。
(3)自动化程度高:系统具备自动采集、传输、存储、处理和分析数据的能力,减少了人工干预和误差。
(4)综合预警功能:系统通过数据分析预测边坡的稳定性变化趋势,并建立多重分级预警机制,及时通知相关人员采取措施。
(5)稳定趋势预测:系统能够存储大量监测数据,并提供大数据挖掘分析工具,帮助用户深入了解边坡的变形规律和稳定性发展趋势预测。
3、中交路桥科技技术积累
中交路桥科技有限公司从“物联-云联-智联”监测及预警理念,研发了“基安仪-基安云”等系列产片,弥补了传统监测技术的不足,实现了高速公路边坡自动化预警,为地灾预警预防提供技术支持,提升灾害风险防控预警能力和灾害防治水平,保证人民生命财产安全。
“物联”—基于中交路桥基安仪平台,研发地质灾害监测的各种智能传感器,搭建了集团级物联平台,实现了不同监测参数物联设备的统一管理和数据统一采集上传至云联服务平台。“云联”—基于中交路桥基安云平台,优化细分地质灾害不同的监测场景,优化数据服务平台架构,打造多应用场景的云联数据服务平台,拓展了实时数据存储能力,完成了“物联”监测采集及传输系统、“云联”数据储存及分析系统的接入、汇聚、应用。“智联”——在“物联、云联”的基础之上,实现了地质灾害实时感知、实时采集、实时传输、实时存储、动态展示等智能化监测、预警及设备管理等智能化、数字化应用实施。