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物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)技術(shù)在G15W112邊坡的應(yīng)用

2016-11-01 15:02:01金峰王竑
中國(guó)科技博覽 2016年22期
關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng)

金峰+王竑

[摘 ?要]為提高邊坡科學(xué)管養(yǎng)水平,2014年,浙江上三高速公路有限公司運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)尚未具備穩(wěn)定狀態(tài)的G15W112邊坡實(shí)施了自動(dòng)化遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè),并通過(guò)一個(gè)水文年的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、分析,基本掌握了該邊坡的地質(zhì)特性,為持續(xù)跟蹤邊坡?tīng)顟B(tài)、科學(xué)治理、加強(qiáng)邊坡管理積累了經(jīng)驗(yàn)和做法。

[關(guān)鍵詞]物聯(lián)網(wǎng);深部位移;G15W112邊坡

中圖分類號(hào):TP212.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2016)22-0148-02

一、前言

2009年8月,上三高速公路G15W112邊坡受臺(tái)風(fēng)持續(xù)強(qiáng)降雨影響,坡頂土層出現(xiàn)坍塌、滑落等現(xiàn)象?;绿幹喂こ淘O(shè)計(jì)單位地質(zhì)勘探報(bào)告顯示該山體地質(zhì)復(fù)雜、地下水發(fā)育。處治工程治理期間,由浙江大學(xué)地質(zhì)勘測(cè)測(cè)量專家組對(duì)該滑坡進(jìn)行監(jiān)測(cè)跟蹤,對(duì)坡體現(xiàn)狀進(jìn)行穩(wěn)定性評(píng)價(jià),監(jiān)測(cè)分析結(jié)果顯示,邊坡還處于蠕變變形狀態(tài)。工程完工后由繼續(xù)進(jìn)行了長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)及穩(wěn)定性評(píng)價(jià),期間邊坡一直處于暫時(shí)穩(wěn)定狀態(tài)。因尚未具備趨于穩(wěn)定的條件,在持續(xù)強(qiáng)降雨作用下存在發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn),因此科學(xué)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)技術(shù),持續(xù)加強(qiáng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、防汛預(yù)警等防范工作顯得尤為重要。

二、邊坡水文地質(zhì)環(huán)境

G15W112邊坡位于上三高速公路K237+840-980左側(cè),馬岙嶺隧道與排江大橋之間。為二元結(jié)構(gòu)邊坡,坡腳為曹娥江河谷,線路切斜坡前緣通過(guò),形成左側(cè)路塹邊坡。中部發(fā)育一條淺溝,地表水豐富,主要為基巖裂隙水和松散巖類孔隙潛水。該邊坡為類土質(zhì)邊坡,坡高53.4m。邊坡地處亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),全年平均降水量1405.6毫米。地層巖性從老到新分別為:(1)上侏羅統(tǒng)大爽組(J3d),為公路沿線主要基巖,巖性為紫紅色、灰紫色晶屑凝灰?guī)r、角礫凝灰?guī)r,局部夾碎屑沉積巖;(2)第三系上新統(tǒng)嵊縣組(N2s),巖性為玄武巖,分別于公路沿線丘陵上部,節(jié)理裂隙發(fā)育,巖體破碎;(3)第四系殘坡積層,分布于丘陵斜坡,巖性為含粘性土碎石為主,厚度為1~3m,碎石以玄武巖為主。

三、物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)方案優(yōu)勢(shì)

物聯(lián)網(wǎng)(傳感網(wǎng))技術(shù)的地質(zhì)災(zāi)害遠(yuǎn)程自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由現(xiàn)場(chǎng)布設(shè)的各類分布式傳感器、數(shù)據(jù)采集發(fā)射設(shè)備、傳感器數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)(GSM/GPRS/CDMA/ZIGGEE)和監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)處理軟件構(gòu)成,以實(shí)現(xiàn)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的全面感知和可靠傳輸。物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)方案具有三項(xiàng)技術(shù)優(yōu)勢(shì),具體如下:

1、具有全面感知、實(shí)時(shí)采集功能。通過(guò)各類智能傳感器及ZigBee、工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線等短距離無(wú)線/有線傳輸技術(shù),實(shí)時(shí)感知公路邊坡所處環(huán)境信息、監(jiān)測(cè)對(duì)象自身狀態(tài)信息;

2、具有可靠傳遞、高效管理功能。借助現(xiàn)有的移動(dòng)通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)及專用網(wǎng)絡(luò),將感知到的相關(guān)信息實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、安全地傳遞出去,存儲(chǔ)于云計(jì)算平臺(tái)內(nèi),實(shí)現(xiàn)感知數(shù)據(jù)的統(tǒng)一存儲(chǔ)、查詢和分析;

3、具有智能分析、科學(xué)決策功能。利用巖土力學(xué)分析軟件及云計(jì)算、模糊識(shí)別等技術(shù),對(duì)感知和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理,識(shí)別潛在的安全隱患,評(píng)估災(zāi)害發(fā)生可能性,解決突發(fā)事件發(fā)生后各部門(mén)之間如何互聯(lián)互通,為科學(xué)決策提供依據(jù),最終實(shí)現(xiàn)智能化的管理、服務(wù)及應(yīng)用。

四、監(jiān)測(cè)方案實(shí)施

(一)監(jiān)測(cè)目的

針對(duì)G15W112邊坡存在失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn),運(yùn)用高速公路邊坡自動(dòng)化遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)技術(shù)及監(jiān)測(cè)設(shè)備,在邊坡上安裝各類監(jiān)測(cè)設(shè)備。所有設(shè)備能自動(dòng)監(jiān)測(cè)邊坡體內(nèi)部位移變形、地下水位變化、場(chǎng)區(qū)降雨等情況和擋墻傾斜位移變化狀態(tài),并將數(shù)據(jù)定時(shí)、無(wú)線傳送到公路管理部門(mén)。

(二)監(jiān)測(cè)內(nèi)容

基于監(jiān)測(cè)手段有效性、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性、監(jiān)測(cè)結(jié)果可靠性和預(yù)警評(píng)估科學(xué)性的設(shè)計(jì)原則,安全監(jiān)測(cè)的內(nèi)容包括:

1、深部位移監(jiān)測(cè):采用深部巖土鉆孔變形測(cè)量?jī)x(基于MEMS陣列的深部位移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)巖土層不同深度地層的水平位移量、水平位移方向和變形速率,對(duì)邊坡當(dāng)前變形狀態(tài)、未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行識(shí)別和判定;

2、地下水位監(jiān)測(cè):同孔地下水位監(jiān)測(cè)儀固定安裝于深部位移監(jiān)測(cè)設(shè)備端部,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)邊坡內(nèi)地下水水位動(dòng)態(tài),掌握地下水變化規(guī)律,分析地下水、地表水、庫(kù)水、大氣降水的關(guān)系,進(jìn)行其與邊坡變形的相關(guān)分析;

3、降雨量監(jiān)測(cè):采用ARN雨量計(jì),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)邊坡場(chǎng)區(qū)降水量,分析其與邊坡變形的關(guān)系。

(三)監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)

根據(jù)G15W112邊坡變形區(qū)的特點(diǎn),在監(jiān)測(cè)范圍設(shè)置兩條監(jiān)測(cè)線——剖面I和剖面II,構(gòu)成二橫二縱監(jiān)測(cè)網(wǎng),見(jiàn)圖1。

雨量監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置:共布設(shè)1個(gè)雨量監(jiān)測(cè)點(diǎn),編號(hào)為YL01。

地下水位監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置:共布設(shè)2個(gè)地下水位監(jiān)測(cè)點(diǎn),編號(hào)分別為SW1_1和SW1_2。

深部位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置:共設(shè)置4個(gè)深部位移監(jiān)測(cè)孔,編號(hào)分別為SB1_1、SB1_2、SB2_1和SB2_2。其中,鉆孔SB1_1內(nèi)部布設(shè)14只MEMS傳感器;鉆孔SB1_2內(nèi)部布設(shè)18只MEMS傳感器;鉆孔SB2_1內(nèi)部布設(shè)12只MEMS傳感器;鉆孔SB2_2內(nèi)部布設(shè)18只MEMS傳感器、一只錯(cuò)動(dòng)位移傳感器。

(四)監(jiān)測(cè)平臺(tái)

本監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為SAAS云服務(wù)模式,平臺(tái)采用綜合考慮邊坡靜態(tài)、動(dòng)態(tài)體征數(shù)據(jù)與力學(xué)演化機(jī)理的GMD診斷方法,科學(xué)、高效地完成病害邊坡的監(jiān)測(cè)、預(yù)警及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

五、邊坡監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析

(一)深部位移監(jiān)測(cè)

1、數(shù)據(jù)檢測(cè):2015年2月1日至12月1日期間,對(duì)G15W112邊坡四個(gè)鉆孔的水平位移曲線記錄見(jiàn)圖2。

圖中,橫軸為測(cè)點(diǎn)在鉆孔中的布設(shè)位置,縱軸為測(cè)點(diǎn)自2月1日起的水平位移量。圖中6條曲線分別代表各測(cè)點(diǎn)在2月(春季)、3-4月(春雨)、5-6月(梅雨)、7月(夏季)、8-9月(臺(tái)風(fēng)季)、以及10-11月(秋季)的平均位移量。2月作為起始參照,設(shè)定為0。

2、數(shù)據(jù)分析與判斷:

(1)時(shí)間維度上,剖面I巖土體處于蠕滑變形狀態(tài),累計(jì)位移隨時(shí)間不斷增加。鉆孔SB1_1位于坡腳,降雨對(duì)其淺表層和深層巖土體蠕滑變形都有很大影響,變形速率隨降雨量變化而變化。7-9月份持續(xù)強(qiáng)降雨影響下,鉆孔SB1_1的變形速率在8-9月份達(dá)到最大值。鉆孔SB1_2位于坡體中部,降雨僅影響其淺表層巖土體變形,對(duì)其深層巖土體蠕滑變形影響不明顯。總體速率保持不變,處于勻速變形狀態(tài)。剖面I巖土體變形破壞自下而上發(fā)展,坡體底部位移量大于坡體中部位移量,屬于牽引式滑坡類型;鉆孔SB1_1已處于整體變形階段,主滑面已形成,位于深部變形區(qū),在地下水位線以下;受地下水長(zhǎng)期作用,主滑面不斷向坡體中部擴(kuò)展,導(dǎo)致累計(jì)位移不斷增大。

(2)空間維度上,剖面I巖土體存在多個(gè)潛在變形區(qū)。鉆孔SB1_1存在3個(gè)潛在變形區(qū):孔口以下-2m位置處的淺表層變形區(qū)、孔口以下-6m位置處的中部變形區(qū)、孔口以下-16m位置處的深部變形區(qū)。鉆孔SB1_2存在3個(gè)潛在變形區(qū):孔口以下-5m位置處的淺表層變形區(qū),孔口以下-10m位置處的中部變形區(qū),孔口以下-18m位置處的深部變形區(qū)。鉆孔SB1_2仍處于局部變形階段,淺表層變形主要由于降雨入滲誘發(fā),中部和深部變形區(qū)均在地下水位線以上,受地下水影響小,尚未形成主滑面。

(二)地下水位監(jiān)測(cè)

1、數(shù)據(jù)檢測(cè):2015年2月1日至5月31日期間對(duì)地下水位進(jìn)行檢測(cè),圖3為剖面I地下水位分布圖;圖4為SW1_1和SW1_2監(jiān)測(cè)點(diǎn)地下水位變化情況。

2、數(shù)據(jù)分析:

(1)該邊坡地下水位的上升完全來(lái)源于地表降雨補(bǔ)給??菟跁r(shí),SW1_1的地下水位在路面以下-5m處,SW1_2的地下水位在路面以上1.8m處。進(jìn)入雨季后,SW1_1的地下水位通常上漲0.7m,SW1_2的地下水位通常上漲1.0m;

(2)SW1_1水位上升與降雨同步,SW1_2水位上升滯后于降雨發(fā)生時(shí)間。SW1_1監(jiān)測(cè)點(diǎn)因處于坡腳處,對(duì)地表降雨更為敏感。當(dāng)日降雨量超過(guò)10毫米后,該監(jiān)測(cè)點(diǎn)水位將同步出現(xiàn)上漲現(xiàn)象。SW1_2監(jiān)測(cè)點(diǎn)因處于坡體中部,其地下水位上漲通常在降雨發(fā)生后1至2天后出現(xiàn)。

(3)SW1_1水位最大上升位置為高出地面位置0.5m,SW1_2水位最大上升位置約在地面以上6m處。強(qiáng)降雨時(shí),SW1_1水位最大上升位置基本與地面持平,超過(guò)地表的地下水能有效排除,說(shuō)明坡腳位置排水性能良好。強(qiáng)降雨時(shí),SW1_2水位上升分為兩級(jí):第一級(jí)為5m內(nèi),第二級(jí)為5m-6m。通常水位上升處于第一級(jí)范圍內(nèi),但長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)降雨時(shí)會(huì)進(jìn)入第二級(jí),此時(shí),坡體中部已處于最大極限飽和排泄?fàn)顟B(tài)。

(4) SW1_2水位超2m漲幅均出現(xiàn)于日降雨量超過(guò)30mm情況下。此時(shí),坡體表面的入滲量已遠(yuǎn)大于坡體內(nèi)部的排泄量,坡體內(nèi)部出現(xiàn)地下水平急劇抬升,短時(shí)產(chǎn)生超孔隙水壓力和浮托力,容易誘發(fā)邊坡發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害。因此,將G15w112邊坡降雨報(bào)警最小閾值定為日降雨量超過(guò)30mm。

(三) 降雨量監(jiān)測(cè)

1、數(shù)據(jù)檢測(cè):2015年2月1日至12月1日,對(duì)邊坡月、日降雨量進(jìn)行統(tǒng)計(jì),其月降雨量2月至11月分別95mm、97mm、100mm、106mm、231mm、375mm、281mm、137mm、49mm、242mm。日降雨量變化見(jiàn)圖5。

2、數(shù)據(jù)分析:

(1)2015年2月1日至12月1日期間,邊坡降雨總量為1713mm,與常年1300mm平均值相比,雨量增加30%。其中,7月、8月、9月、11月降雨量比常年同月相比,雨量增加近1倍;

(2)2015年2月1日至12月1日期間,邊坡日降雨量超過(guò)30mm的強(qiáng)降雨量共出現(xiàn)18次,日降雨量超過(guò)60mm的強(qiáng)降雨共出現(xiàn)3次,最大日降雨量為115.8mm,出現(xiàn)在7月11日。

六、結(jié)論

綜合基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及后期分析,對(duì)G15W112邊坡做如下結(jié)論:

(1)該邊坡為牽引式滑坡,存在多個(gè)變形區(qū)。坡腳位置的主滑面已形成,而剖面II坡體中部受地下水長(zhǎng)期作用,促進(jìn)了坡體中主滑面形成;

(2)該邊坡整體處于勻速變形的蠕滑階段,降雨是主導(dǎo)因素,變形速率為每月毫米量級(jí)。坡腳變形速率要快于坡體中部的變形速率;

(3)該邊坡預(yù)警級(jí)別屬于注意級(jí)別、中風(fēng)險(xiǎn)等級(jí),滑動(dòng)面尚未貫通,短期內(nèi)發(fā)生滑坡可能性不大。但在強(qiáng)降雨持續(xù)作用下,滑動(dòng)面逐漸擴(kuò)展,風(fēng)險(xiǎn)將不斷增大。

參考文獻(xiàn)(References):

[1] 張路欣.高速公路邊坡遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的探討[J].山西建筑,2016, 42(4):138-139.

[2] 陳旺,張社榮,潘飛.基于物聯(lián)網(wǎng)的邊坡工程穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法及系統(tǒng)開(kāi)發(fā), 2015,?41(12):36-39

[3] Li, C., Fernandez, T.M., Link, J.A., Use of MEMS Accelerometers/Inclinometers as a Geotechnical Monitoring Method for Ground Subsidence.Acta Geodyn.Geomater.,2014, 11, 4, 337–349.

[4] 劉曉宇,陳猛,侯岳峰,丁志林.基于MEMS陣列的組裝式深部位移監(jiān)測(cè)設(shè)備及系統(tǒng). 發(fā)明專利(201310711825X).

[5] 曹百崗.基于物聯(lián)網(wǎng)的道路邊坡穩(wěn)定性預(yù)測(cè)[D]. 東南大學(xué), 2012.

作者簡(jiǎn)介:

金峰(1967—)男,浙江紹興人,現(xiàn)供職于浙江滬杭甬高速公路股份有限公司紹興管理處,從事高速公路安全、養(yǎng)護(hù)管理工作。

王竑(1981—)男,浙江紹興人,現(xiàn)供職于浙江滬杭甬高速公路股份有限公司紹興管理處,本科,工程師,從事高速公路養(yǎng)護(hù)管理工作。

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