高速公路边坡监测系统分析

高速公路边坡监测系统分析

谭捍华,罗　强

(贵州省交通规划勘察设计研究院,贵阳550001)

摘　要:基于高速公路特点和边坡工程的实际情况,分析了建立与之相适应的边坡监测系统的要求,提出了建立公路边坡监测系统的合理程序,为高速公路设计、施工和运营提供科学指导。

关键词:高速公路,边坡工程,监测系统

中图分类号:TU457 文献标识码:B 文章编号:100423152(2005)0420084202

1　高速公路边坡监测方法

我国高速公路建设起步较晚,边坡问题的严重性才刚刚暴露出来,虽然国外的公路边坡监测已做到了实时监测,如美国50号公路的Mill Creek滑坡,但国内的公路边坡监测预报进行得较少。公路边坡,特别是高速公路边坡,有其自身的特点:(1)类型多样,背景复杂;(2)带状分布,位置明确;(3)工程破坏,降雨诱发;(4)破坏较大,时间长久;(5)先后有序,资料充分;(6)层次管理,责任到人。

对应不同的监测内容,宜采用不同的监测方法,见表1[1]。

表1　边坡监测方法

监测内容监测方法

地表位移监测大地测量法、全球定位系统法(GPS)、遥感

(RS)法、近景摄影法、激光全息摄影法、激光

散斑法、测缝法(包括位移计、位错计、伸缩计、

收敛计等)、垂锤法、沉降法

地下变形监测钻孔倾斜法、测缝法(竖井法)

影响因素监测地下水位监测、间隙水压监测、地声监测、地应

力监测、地温监测、气象监测、地震监测、降雨

量监测

宏观地质监测常规地质调查法

2　高速公路边坡监测系统的建立

2.1　高速公路边坡监测系统建立的要求

(1)监测方案设计和实施应按阶段进行

公路建设是分阶段进行的,公路边坡监测系统的建立应与这些阶段相适应,可分为基础资料收集阶段、监测方案设计阶段和监测实施与监测数据的处理应用阶段。不同阶段,有不同的要求和任务。

(2)监测系统的建立应有统一性

为方便高速公路边坡监测系统的运行管理,系统的建立应该有统一的数据格式、技术要求和程序。

(3)监测系统的建立应有层次性和开放性

边坡监测系统的建立应分为三个层次进行。

第一个层次是面,称为边坡监测母系统。高速公路边坡监测系统的建立框架应考虑到一个省(区)内的所有高速公路,包括已建成的、在建的和规划要建的公路,系统要具有开放性,这个层次主要体现在数据管理和信息发布方面。

第二个层次是线,称为边坡监测系统。主要体现在监测数据汇集站、传输站、分析站的设置位置要有统一规划。

第三个层次是点,称为边坡监测子系统。即某一边坡的监测系统,具体的边坡监测工作是最基本的工作单元,是具体监测方案实施的对象。

2.2　高速公路边坡监测系统建立的程序

(1)进行省(区)范围内边坡稳定性区划

在省(区)范围内,调查目前已建和在建公路的地质灾害种类、危害程度、范围、发生频率、造成的影响,了解各种公路地质灾害的控制因素、发生时间、背景、过程及应用的灾害缓解方法等。根据该省(区)范围内的自然气候、地形条件、地质背景和公路

　收稿日期:2005204215

　基金项目:2003年度西部交通建设科技项目(200331880201)

　作者简介:谭捍华,男,1972年6月生,1999年获中国地质大学(北京)地质工程专业硕士,主要从事公路岩土工程勘察、设计以及科研工作,　现任贵州省交通规划勘察设计研究院工程师。

活动可能造成的影响,进行省(区)范围内以公路修建为背景的边坡稳定性区划。

(2)统一规划边坡监测母系统

在边坡稳定性区划的基础上,根据公路规划网和远景规划图,进行边坡监测母系统的规划。

(3)进行线路边坡稳定性区划

采用合适的地质分析方法,区分出潜在的可能失稳的边坡、或已经失稳还在发展的边坡区域,这就是线路边坡稳定性区划的主要内容

(4)边坡子系统的建立①确定监测内容,选择监测项目监测项目和监测内容服务于监测目的,即对边坡的稳定性、危险性、致灾因素及变形破坏的方式、方向、规模、时间及成灾状况进行监测预报,应据此选择并确定监测项目和内容。

②确定监测方法,选择合适监测仪器

应根据被监测的崩滑体的危害性和重要性,即根据监测的需要性,经济上的可行性、技术上的可行性进行监测方法的选择。

③布设监测网点、确定监测周期

控制网的布置应在线路测量网的基础上,根据需要进行建立,监测点网的设置根据监测项目、监测方法和监测仪器,结合地形来确定。监测周期根据边坡破坏类型、建设阶段、监测目的确定。④监测数据的采集和传输

由于公路在施工过程中和运营管理阶段每个边坡都可设专人负责,所以以人工采集和传输为主的方式较为合理,危险地段,人无法达到的地段采用仪器自动采集与传输。

2.3　监测系统数字化

(1)建立监测数据信息系统

地理信息系统(GIS )可以对空间数据按地理坐

标或空间位置进行各种处理、对数据有效管理、研究

各种空间实体及相互关系[2]。通过获取满足应用需要的信息,能以地图、图形或数据的形式表示处理的结果。

(2)建立基于GIS 的边坡评价系统基于GIS 的边坡评价系统是通过建立稳态分区综合评价子系统、边坡破坏机制和稳定分析子系统、预测预报子系统、治理效果评价子系统对边坡的状态或治理效果作出准确评价,使设计、施工和管理人员随时对边坡状态有直观、清楚、较为全面的认识,为边坡设计、施工和公路的运营管理提供依据。

(3)建立群测群防监测系统

由于公路建设和运营管理有较好的组织基础,建设时有指挥部(总监办)→项目部→施工队,运营时有高管局→高管处→段,以此为基础,参照地质灾害管理部门建立群测群防体系的经验,建立高速公路边坡群测群防监测系统是一种经济有效的监测手段。

3　结束语

边坡监测的技术、方法、仪器设备很多,各有各的优缺点,在其它相关行业已得到广泛应用,取得了很多成果,如何结合公路的实际情况,选取适合的方法、手段以实现对公路边坡科学、经济合理的监测,建立适当的边坡监测系统就成为目前高速公路边坡工程研究需要解决的问题。

参

考文

献

[1]　罗强,龙万学,谭捍华.高速公路边坡工程监测的意义与可采用

的监测方法[J ].地质灾害与环境保护(增刊):5～9

[2]　边馥苓.地理信息系统原理和方法[M ].北京:测绘出版社,

1996

Analysis on Monitoring System of Free w ay Slope

TAN Han 2hua ,L UO Qiang

(Guizhou Communication Investigation Design and Research Institute ,Guiyang 550001,China )

Abstract According to monitoring of f reeway and practice condition of slope engineering ,the requirements of freeway slope observation system which was established suitability for slope characteristic was analyzed.And the proper process of establis 2hing f reeway slope monitoring system was indicated ,it is important to design ,construction and service of f reeway.K ey w ords freeway ;slope engineering ;monitoring system

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8　第4期 谭捍华等:高速公路边坡监测系统分析