基于测量机器人的高边坡自动化监测技术

水电系统 矿山系统 铁道系统
表1 不同部门岩石工程高边坡类型及特点
一般高边坡高度范围
边坡及边坡工程特点
人工：100-700m 自然：100-1000m
边坡高度大，地质结构及环境条件复杂，工程 对边坡质量要求高，常需要保证永久稳定。
人工：100-800m
ຫໍສະໝຸດ Baidu
边坡高度大，地质结构较复杂,工程对边坡质量 有一定要求, 但通常考虑极限设计。
不仅在高边坡，在桥梁、隧道、土石坝等 工程都可以使用。
谢谢观赏！
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一致是强有力的，而纷争易于被征服 。。20. 8.120.8. 1Satur day, August 01, 2020
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视准线A
AL01A
雨量、气温 监测点
AL02A
Ⅲ区 AL03A
IN02 JZK05
IN01 JZK21
TN11
TN10
视准线D
TN04
TN08
TN13
P03 JZK27
▲
T▲P09
ID01 P01
▲ID02
JZK10
TP11
IN04 TN158号平硐入口 TP15
JZK33
TN03
TN01
TN02
基于测量机器人的高边坡自动 化监测技术
内容提要
一 问题的提出 二 高边坡定义 三 高边坡类型及特点、病害 四 高边坡的安全监测技术介绍 五 基于测量机器人的高边坡自动化监测技
术
一 问题的提出
高边坡在工程建设中存在广泛，比如公 路高边坡、水利水电高边坡、矿山高边坡等， 高边坡坡度陡、高度高，治理难度大，有些 高边坡由于其地质状况很差或者其特殊性， 在工程完工后边坡需要持续的监控量测。一 些严重病害的边坡也需要持续的监控量测。 本文探讨怎么样高效的进行高边坡的监测
矿山高边坡灾害
攀钢朱家包包铁 矿南帮边坡 2003年9月29日 较大楔形滑体， 高110ｍ，宽 100ｍ，截断了 乡村公路，严重 威胁到采场运输 出入口，造成直 接经济损失 4000多万元。
攀钢朱家包包铁矿南帮滑坡地貌
矿山高边坡灾害
2003年6月~7月山东大业金矿下盘边坡发生滑坡，长60m， 高120m，致使部分民房拆迁，采矿被迫停止。
四 高边坡安全监测技术
边坡监测方法 表面观测法 深部观测法
四 高边坡安全监测技术
表面观测法
表面观测法观测对象：坡体表面位移。其中精密大地测量技术最为 成熟、精度最高，是目前广泛使用的最有效的监测方法。 大地测量法的技术进步
①仪器与测量技术：经纬仪、水准仪、测距仪→电子经纬仪、全站 式速测仪→测量机器人
图例 监测网点 监测网点兼监测点 视准线监测点 雨量、气温监测点 钻孔测斜管 地下水监测孔 新增监测点
监测点群三维动画演示
滑坡体测量机器人站
预警软件
数据的管理
表格处理
监测点数据处理
数据平差
数据的导入、导出
监测点实时时空曲线图
软件现场预警
手机预警
基于测量机器人的高边坡实时监控量测， 省力省时，提高了效率。在危险区域，人很 难到达的地方，机器人测量更是体现了巨大 的优势，同时测量的精度也很好，完全满足 高边坡变形测量的需求。
边坡的常见病害类型有：风化剥落、流石流 泥、掉块落实、崩塌、倾倒、坍塌、溃屈、 溜坍、坍滑、滑坡、错落等11大类。其中最 严重的为坍滑、滑坡。
堆积层坍塌
黄土滑坡
错落
矿山边坡灾害严重
根据我们对全国非煤露天矿山调查与详细研究分析， 在我国21个典型的非煤露天矿山大中型边坡中，出现过 变形、破坏的占42.7%，接近半数，处于险级边坡占19 ％，处于病级边坡占71％，正常边坡仅占占10％。
钢筋应力计 锚索计
土压力传感器 渗压计
埋入式应变计 埋入式测缝计
五 基于测量机器人的高边坡自动化测量
莱卡TCA2003测量机器人
基站 测量机器人
通讯电缆 计算机 监测软件
参考点1
目标点1 目标点… 参考点… 目标点…
目标点m 参考点n
变形体
参考系
Ⅱ区 Ⅴ区
Ⅰ区 Ⅳ区
Ⅲ区
DEM模型
Ⅰ区 Ⅱ区
Ⅲ区 Ⅳ区
Ⅴ区
滑金坡坪子监滑测坡变系形统监测布系置统图布置图
TN05
TN06
TN07
AL01B
视准线C
▲
视准线B
Ⅰ区 AL01D
TP45
P04 JZK32
AL01C
Ⅰ区 TP44
IN03 JZK17
TP01
AL02B
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JPZ0KA21L303ADL02TDP0T3PT0P2▲0Ⅱ5 区▲TP1T2▲PA1TLT3P0P0304AC8L02TTCPP01T64NTTP0P1T900N7Ⅳ12T区N1A4L03B
人工：50-150m 自然：100-300m
边坡高度一般较大，地质结构及环境条件复杂， 对边坡质量要求高，但通常要求线路快速通过。
公路系统 城建系统
人工：30-80m 自然：30-150m
人工：15-50m 自然：15-100
边坡高度一般较小,地质结构及环境条件相对简 单,对边坡质量要求较高。
边坡高度小,地质结构及环境条件相对简单,对边 坡质量要求高。
②坡体变形观测的误差：毫米级 ③实现了实时动态观测 ④新技术的发展： GPS测量技术由于观测精度的不断提高，目前逐 步进入实用阶段，有较广阔的发展前景。其他如近景摄影测量和INSAR 干涉雷达测量等，在近年也取得了明显的进步。
四 高边坡安全监测技术
深部观测法
1 监测边坡岩土体的受力情况； 2 监测边坡渗流区土体物理量（渗流、渗压、水位等）； 3 监测基岩变形量（错动变形、地应力等）； 4 监测边坡加固结构单元效果（抗滑桩、锚杆等）；
水利水电高边坡
公路高边坡
矿山高边坡
二 高边坡定义
高边坡定义：对于土质边坡高度大于 20m、小于100m或岩质边坡高度大于30m、 小于100m的边坡，其边坡高度因素将对边坡 稳定性产生重要作用和影响，其边坡稳定性分 析和防护加固工程设计应进行个别或特别设计 计算，这些边坡称为高边坡。
三 高边坡的类型及特点、病害
山东大业金矿下盘边坡滑坡地貌
矿山高边坡灾害
新桥硫铁矿露天矿边坡下盘2006年1月滑坡，经济损失 1千多万元，严重威胁采场安全生产。
安徽新桥硫铁矿下盘边坡滑坡地貌
宝成铁路K190第三次滑坡后全貌
山西长治－晋城高速公路K31砂泥岩 顺层滑坡，体积达25万m3
小湾电站左坝肩边坡高500m，6#山头发 生10万m3崩塌