四川高速公路边坡、隧道自动化监测

3.1边坡自动化监测
雅西高速 瓦厂坪段山体加固及1号桥临时钢管支撑应急抢险加固
3.1边坡自动化监测
在对瓦厂坪山体及1号桥临时应急抢险加固过程中，为实时掌握山体和桥梁变 形发展情况和趋势，并查明变形范围，为设计提供参考数据，为桥上桥下即将展开 的抢险施工提供安全预警，同时也为了验证加固效果，决定同步开展监测工作。鉴 于现场坡陡沟深，且有抢险施工作业干扰，桥梁垮塌风险较高，技术难度较大。为 保证全面、实时地了解边坡变形发展情况，降低抢险人员安全风险，营运公司组织 相关单位在瓦厂坪开展了桥梁结构安全风险监测、坡体地表位移监测和深孔位移监 测，其中地表位移监测主要采用GNSS设备实时监测。在监测的过程中又发现瓦厂 坪一号桥附近的二号桥、三号桥也逐渐出现变形破坏情况，为查明变形范围并验证 GNSS监测结果，又开展了InSAR监测和1号桥桥面人工水准测量。
四川高速公路边坡、隧道自 动化监测实践及安全风险预 警监测初探
目录
1、前言 2、项目实施的必要性 3、边坡自动化监测实例分析及安全 风险预警监测探讨 4、隧道自动化监测应用实践及安全 风险预警监测探讨
前言
1、前言
“十三五”现代综合交通运输体系发展规划，明确要建立“安全、便捷、高效、 绿色“的现代化综合交通系统，提出要实现智能技术广泛应用和运输服务提质升级。
都汶高速2008年“5.12”汶川大地震庙子坪岷江特大桥引桥第 10孔T梁落梁
2.3 地质灾害频发
都汶高速2008年“5.12”汶川大地震隧道在此次地震中受到了严重 破坏，洞口仰坡、洞门、洞身都存在不同程度的损坏。
2.3 地质灾害频发
福堂隧道汶川端原全景
都汶高速2013年“7.10”洪灾泥石流， 福堂隧道汶川端受灾后全景
2019年9月19日，中共中央、国务院发布了《交通强国建设纲要》，提出强化 前沿关键科技研发，大力发展智慧交通，推动新技术与交通行业深度融合，完善科 技创新机制。推动大数据、互联网、人工智能、区块链、超级计算等新技术与交通 行业深度融合。推进数据资源赋能交通发展，加速交通基础设施网、运输服务网、 能源网与信息网络融合发展，构建泛在先进的交通信息基础设施。
都汶高速2013年“7.10”洪灾泥石流， 福堂隧道汶川端右洞出口段受灾情况
2.3 地质灾害频发
2018年3月初，四川省雅安市荥经县雅西高速K1989瓦厂坪段发现山体出现变形， 导致桥梁道路，局部受损，3月5号双向断道。临时修筑2条应急通道以供应急交通，直 至2018年7月12日山体、桥梁加固初步完成后才开放管制通行，近期全面处治完成。
人工检测
智能检测车
GPS和北斗系统卫星组网图
2.4 新方法、新技术发展迅速
GNSS技术
INSAR技术
边坡自动化监测实例分wk.baidu.com及 安全风险预警监测探讨
3.1边坡自动化监测
2018年3月初，雅西高速瓦厂坪1
经对山体加固及一号桥临时钢管支撑应急抢险加固后，于7月中旬开放高速交通并管制通 行，直至近期才全面完成前后3座桥梁加固工程。
项目实施必要性
2.1 地形地质复杂
四川盆地地质构造复杂，是我国地质灾害最严重的省份之一，盆地西部海拔高，冬 季雨雪灾害频发；盆周山区，公路大多是依山而建，地质较破碎，风化严重，边坡垮塌 现象严重。
2.2 隧道占比大
截至目前，川高公司管理的通车高速公路里程3387公里，约占四川省通车 里程的一半，在建高速公路里程约1800余公里。其中运营隧道263 座，单洞里程 合计649公里，同时在建隧道单洞合计近1000公里，隧道占比越来越高，面临较 大营运养护与安全管理压力。
图3 地表竖直沉降变化量等值线图
图4 GS06点累计位移时间曲线图
3.1边坡自动化监测
与此同时，为了进一步了解桥梁变形情况并验证GNSS监测结果，在一号桥 桥面开展了人工水准测量。从水准测量的结果来看（图5），水准测量与GNSS 测量结果基本吻合。
图5 桥面人工水准测量结果
3.1边坡自动化监测
同时开展了InSAR监测（如下图）。对2017年底到2018年6月的卫星数 据进行了分析，发现此区域在3月初桥梁险情被发现之前，山体确实已经存在 明显变形（红色区域）。
2.3 地质灾害频发
近十年来，四川发生了多次大的自然灾害，例如：2008年 “5.12”汶川大 地震，2017年都汶高速“7.10”洪灾泥石流，2018年雅西瓦厂坪大桥地质灾害 及2019年都汶高速山洪泥石流等。给公路设施造成了严重损坏，严重影响路网运 行及驾乘人员安全。为保障道路运营安全而进行的监测工作逐渐引起各方高度重 视，如何高效、安全、持续开展监测、对道路运营安全进行评估并及时预警预报 具有重要意义。
3.1边坡自动化监测
在根据山体岩性、构造和受力及当前变形方向，卫星信号接收条件等因素，由地质 人员及设备安装人员现场调查共在山体上布设了19个GNSS测点（其中1个为基准点）。 设备运输、安装、调试完成后于3月26日开始正常运行，替代人工监测，一直持续监测至 今。
雅西高速瓦厂坪GNSS测点布置图
3.1边坡自动化监测
2.4 新方法、新技术发展迅速
营运管理中传统的边坡、隧道检查方法和手段已不能适应规模日益庞大的现代化养 护管理要求，特别是对于突发性的安全风险防范更加难以适应。
随着北斗卫星、大数据、5G物联网、云计算、云存储、人工智能等技术的快速发展， 极大拓展了道路监测能力，隧道、边坡监测和预警将更加便捷、高效、智能。多元化的 监测手段、高性能的监测设备、迅捷的信息通信、先进的数据处理与分析能力为安全风 险监测预警技术发展奠定坚实基础。
地表水平位移最大的部位集中在瓦厂坪1号大桥上边坡（如图1）。截止目前，累计 水平位移最大的GS07点已达400mm（如图2）。平均水平位移速率为3.5mm/d，个别 时间段水平位移速率达到5-6mm/d。
图1 地表水平合位移变化量等值线图
图2 GS07点累计位移时间曲线图
3.1边坡自动化监测
沉降变形主要集中在瓦厂坪1#桥下4～8墩附近（如图3 大的GS06点（位于1号桥6号墩靠山一侧）也达到400mm（如图4），平均沉降速率为 3.5mm/d，个别时间段达到5～6mm/d。