地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)方案

地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)方案第一章：地質(zhì)災(zāi)害滑坡體監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)的原則、依據(jù)和技術(shù)指標(biāo)1.監(jiān)測(cè)的內(nèi)容和任務(wù)在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)方案中，我們需要考慮監(jiān)測(cè)的內(nèi)容和任務(wù)。監(jiān)測(cè)的內(nèi)容包括滑坡體的形態(tài)、位移、速度、裂縫、地下水位等信息，任務(wù)則是及時(shí)發(fā)現(xiàn)、預(yù)警和處理地質(zhì)災(zāi)害。2.監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)的原則、依據(jù)和技術(shù)指標(biāo)監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)需要遵循以下原則：科學(xué)性、可行性、先進(jìn)性、實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性和可維護(hù)性。監(jiān)測(cè)的依據(jù)包括地質(zhì)災(zāi)害的成因、滑坡體的形態(tài)和特征、監(jiān)測(cè)目的和任務(wù)等。技術(shù)指標(biāo)包括監(jiān)測(cè)精度、可靠性、穩(wěn)定性等。3.監(jiān)測(cè)依據(jù)監(jiān)測(cè)依據(jù)需要考慮地質(zhì)災(zāi)害的成因、滑坡體的形態(tài)和特征、監(jiān)測(cè)目的和任務(wù)等。根據(jù)這些依據(jù)，我們可以確定監(jiān)測(cè)的內(nèi)容和任務(wù)，并制定相應(yīng)的監(jiān)測(cè)方案。4.系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)需要考慮監(jiān)測(cè)的精度、可靠性、穩(wěn)定性等因素。我們需要選擇先進(jìn)的監(jiān)測(cè)技術(shù)和設(shè)備，確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。第二章：滑坡立體監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)1.擬設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)的主要的參數(shù)滑坡體監(jiān)測(cè)的主要參數(shù)包括滑坡體的形態(tài)、位移、速度、裂縫、地下水位等信息。我們需要選擇合適的監(jiān)測(cè)設(shè)備和技術(shù)，確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。2.滑坡體監(jiān)測(cè)拓?fù)鋱D滑坡體監(jiān)測(cè)拓?fù)鋱D需要繪制滑坡體的形態(tài)和特征，以便確定監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置和數(shù)量。我們需要考慮監(jiān)測(cè)的精度和覆蓋范圍，選擇合適的監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置方案。3.現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)各子系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)各子系統(tǒng)包括高精度GPS自動(dòng)化監(jiān)測(cè)和滑坡體表面裂縫監(jiān)測(cè)之振弦式裂縫計(jì)。我們需要選擇先進(jìn)的監(jiān)測(cè)設(shè)備和技術(shù)，確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。同時(shí)，我們需要定期維護(hù)和更新監(jiān)測(cè)設(shè)備，確保監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。2.3.3拉線式裂縫計(jì)監(jiān)測(cè)滑坡體表面裂縫拉線式裂縫計(jì)是一種常用的滑坡體表面裂縫監(jiān)測(cè)儀器。它通過在滑坡體表面設(shè)置拉線，并測(cè)量拉線兩端的距離變化，來判斷滑坡體表面裂縫的變化情況。該儀器具有精度高、響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)，適用于各種類型的滑坡體表面裂縫監(jiān)測(cè)。2.3.4固定測(cè)斜儀監(jiān)測(cè)滑坡體深部位移固定測(cè)斜儀是一種用于監(jiān)測(cè)滑坡體深部位移的儀器。它通過在滑坡體深部設(shè)置固定測(cè)斜點(diǎn)，并測(cè)量測(cè)斜點(diǎn)的傾斜角度變化，來判斷滑坡體的深部位移情況。該儀器具有精度高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，適用于各種類型的滑坡體深部位移監(jiān)測(cè)。2.3.5孔隙水滲壓計(jì)監(jiān)測(cè)滑坡體水位孔隙水滲壓計(jì)是一種用于監(jiān)測(cè)滑坡體孔隙水位的儀器。它通過在滑坡體內(nèi)設(shè)置孔隙水滲壓計(jì)，并測(cè)量孔隙水的壓力變化，來判斷滑坡體的水位變化情況。該儀器具有精度高、響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)，適用于各種類型的滑坡體水位監(jiān)測(cè)。2.3.6土壓力計(jì)監(jiān)測(cè)滑坡體土壤壓力土壓力計(jì)是一種用于監(jiān)測(cè)滑坡體土壤壓力的儀器。它通過在滑坡體內(nèi)設(shè)置土壓力計(jì)，并測(cè)量土壤的壓力變化，來判斷滑坡體的土壤壓力變化情況。該儀器具有精度高、響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)，適用于各種類型的滑坡體土壤壓力監(jiān)測(cè)。2.3.7土壤溫濕度儀監(jiān)測(cè)滑坡體環(huán)境參數(shù)土壤溫濕度儀是一種用于監(jiān)測(cè)滑坡體環(huán)境參數(shù)的儀器。它通過測(cè)量滑坡體內(nèi)部土壤的溫度和濕度變化，來判斷滑坡體的環(huán)境參數(shù)變化情況。該儀器具有精度高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，適用于各種類型的滑坡體環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)。2.3.8氣象監(jiān)測(cè)站監(jiān)測(cè)滑坡體氣象參數(shù)氣象監(jiān)測(cè)站是一種用于監(jiān)測(cè)滑坡體氣象參數(shù)的儀器。它通過測(cè)量滑坡體周邊的氣象參數(shù)，如溫度、濕度、風(fēng)速等，來判斷滑坡體的氣象變化情況。該儀器具有精度高、覆蓋范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，適用于各種類型的滑坡體氣象參數(shù)監(jiān)測(cè)。2.4北斗傳輸北斗傳輸是一種用于將滑坡體監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)測(cè)中心的方式。它通過北斗衛(wèi)星系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。該方式具有傳輸距離遠(yuǎn)、傳輸速度快等優(yōu)點(diǎn)，適用于各種類型的滑坡體監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸。第三章軟件介紹本系統(tǒng)采用先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理和分析軟件，能夠?qū)麦w監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理、分析和預(yù)測(cè)，為滑坡體的監(jiān)測(cè)和預(yù)警提供科學(xué)依據(jù)。第四章服務(wù)體系4.1保修、維修和升級(jí)服務(wù)本系統(tǒng)提供完善的保修、維修和升級(jí)服務(wù)，確保設(shè)備的正常運(yùn)行和性能的穩(wěn)定。4.2技術(shù)培訓(xùn)本系統(tǒng)提供專業(yè)的技術(shù)培訓(xùn)服務(wù)，幫助用戶掌握設(shè)備的使用方法和維護(hù)技術(shù)，提高設(shè)備的使用效率和可靠性。4.3技術(shù)服務(wù)第一章地災(zāi)監(jiān)測(cè)技術(shù)指標(biāo)2.1監(jiān)測(cè)的內(nèi)容和任務(wù)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)需要針對(duì)不同地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)的具體特征和影響因素，建立完整的監(jiān)測(cè)剖面和監(jiān)測(cè)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化、立體化的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。同時(shí)，需要及時(shí)快速地對(duì)不同地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)的現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，以降低可能發(fā)生的危害。建立地表位移變化、內(nèi)部位移變化和水位變化的系統(tǒng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)和管理平臺(tái)，能夠讓各級(jí)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)主管部門實(shí)時(shí)了解滑坡體的安全狀況，以便及時(shí)采取相應(yīng)的管理措施。監(jiān)測(cè)滑坡體地表形變區(qū)的位移變化動(dòng)態(tài)、內(nèi)部位移變化的動(dòng)態(tài)和滑坡體內(nèi)部水位變化動(dòng)態(tài)，對(duì)其發(fā)展趨勢(shì)做出預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。同時(shí)，需要對(duì)比評(píng)價(jià)不同條件下的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)一步預(yù)測(cè)地表形變區(qū)域變形的趨勢(shì)，指導(dǎo)場(chǎng)地規(guī)劃建設(shè)。及時(shí)反應(yīng)出地表形變區(qū)的安全情況，為地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)主管部門提供可靠的依據(jù)。2.2監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)的原則、依據(jù)和技術(shù)指標(biāo)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一個(gè)集結(jié)構(gòu)分析計(jì)算、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感器技術(shù)等高新技術(shù)于一體的綜合系統(tǒng)工程。該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的作用是成為一個(gè)功能強(qiáng)大并能真正長(zhǎng)期用于結(jié)構(gòu)損傷和狀態(tài)評(píng)估，滿足位移監(jiān)測(cè)的需要，同時(shí)又具經(jīng)濟(jì)效益的結(jié)構(gòu)健康安全監(jiān)控系統(tǒng)。監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)遵循以下原則和依據(jù)：1)監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)原則(1)科學(xué)合理性原則監(jiān)控對(duì)象的選取必須有科學(xué)和法律依據(jù)，尤其符合相關(guān)安全規(guī)程和規(guī)定。監(jiān)控手段的選取必須是先進(jìn)的，監(jiān)控效果必須準(zhǔn)確有效。(2)經(jīng)濟(jì)實(shí)用性原則需要較大投入的監(jiān)控項(xiàng)目都需要經(jīng)常使用。原系統(tǒng)已具備的功能或結(jié)構(gòu)裝置只要準(zhǔn)確有效，都采用系統(tǒng)整合的方法加以利用，相互配合。在保證長(zhǎng)期可靠有效的前提下，采用最經(jīng)濟(jì)的方案。所有的操作功能都采用最簡(jiǎn)潔的使用方法，做到直觀方便、性能穩(wěn)定以及維護(hù)簡(jiǎn)單。(3)系統(tǒng)可擴(kuò)展性原則在監(jiān)控方案要求改變時(shí)，本次投入的軟硬件設(shè)備能夠繼續(xù)使用，最大限度減少重復(fù)投入。系統(tǒng)接口開放性：系統(tǒng)輸出的數(shù)據(jù)信息采用國(guó)際或國(guó)內(nèi)通用的標(biāo)準(zhǔn)格式，便于系統(tǒng)功能擴(kuò)充和監(jiān)測(cè)成果的開發(fā)利用。系統(tǒng)軟件系統(tǒng)支持其他監(jiān)測(cè)設(shè)備數(shù)據(jù)分析、支持人工巡檢記錄等。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)遵循相關(guān)規(guī)范，包括沉降監(jiān)測(cè)安全技術(shù)規(guī)程、全球定位系統(tǒng)測(cè)量規(guī)范、全球定位系統(tǒng)城市測(cè)量技術(shù)規(guī)程等。此外，還涵蓋了精密工程測(cè)量規(guī)范、建筑變形測(cè)量規(guī)程、國(guó)家水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范、工程測(cè)量規(guī)范、UNAVCO基準(zhǔn)站建立規(guī)范、IGS基準(zhǔn)站建立規(guī)范、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范、建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范等規(guī)范。該系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)包括各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的響應(yīng)時(shí)間、監(jiān)測(cè)精度、自動(dòng)運(yùn)行、遠(yuǎn)程控制等。監(jiān)測(cè)點(diǎn)的響應(yīng)時(shí)間一般為4小時(shí)一次，最快可為幾分鐘一次，系統(tǒng)可根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置。監(jiān)測(cè)精度達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平，表面位移監(jiān)測(cè)水平為3-5mm，內(nèi)部位移監(jiān)測(cè)精度為1.5″（量程不同，精度不同）。系統(tǒng)完全是自動(dòng)運(yùn)行，包括數(shù)據(jù)自動(dòng)傳輸、數(shù)據(jù)自動(dòng)處理、自動(dòng)報(bào)警及自動(dòng)生成報(bào)表等。系統(tǒng)管理員可對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制、參數(shù)設(shè)置等操作。用戶還可根據(jù)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置的地質(zhì)情況分別設(shè)置預(yù)警值，如果某監(jiān)測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)結(jié)果超過預(yù)警值，系統(tǒng)則通過短消息、聲光或者E-mail的方式自動(dòng)報(bào)警給相關(guān)人員。此外，數(shù)據(jù)分析軟件可自動(dòng)分析各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的實(shí)時(shí)與歷史三維變化情況、各監(jiān)測(cè)點(diǎn)沉降速率實(shí)時(shí)與歷史變化情況，通過各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)反映出整個(gè)滑坡體的形變動(dòng)態(tài)。該地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由清華同方股份有限公司設(shè)計(jì)，參考了當(dāng)前所有新技術(shù)新方法，并積極引入新的科技手段，為滑坡體的可靠監(jiān)測(cè)和治理提供了立體、科學(xué)的指導(dǎo)方向。該系統(tǒng)包括滑坡體表面位移監(jiān)測(cè)、滑坡體表面裂縫監(jiān)測(cè)、滑坡體內(nèi)部位移監(jiān)測(cè)、滑坡體內(nèi)部水位監(jiān)測(cè)、滑坡體內(nèi)部土壓力監(jiān)測(cè)、組合氣象站和土壤溫濕度監(jiān)測(cè)。其中，滑坡體表面位移監(jiān)測(cè)采用GPS監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，滑坡體表面裂縫監(jiān)測(cè)采用裂縫計(jì)，滑坡體內(nèi)部位移監(jiān)測(cè)采用固定測(cè)斜儀，滑坡體內(nèi)部水位監(jiān)測(cè)采用孔空隙水滲壓監(jiān)測(cè)，滑坡體內(nèi)部土壓力監(jiān)測(cè)采用土壓力計(jì)。組合氣象站包括雨量計(jì)、風(fēng)速計(jì)、氣壓、風(fēng)向、濕度、溫度傳感器，而土壤溫濕度監(jiān)測(cè)則采用土壤溫濕度傳感器。最后，附上滑坡體監(jiān)測(cè)拓?fù)鋱D，以便更好地理解該系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)范圍和結(jié)構(gòu)?；麦w監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由三部分組成：滑坡體野外傳感器采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)和監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)。野外傳感器部分包括表面位移監(jiān)測(cè)和滑坡體內(nèi)部監(jiān)測(cè)。表面位移監(jiān)測(cè)采用高精度GPS定位設(shè)備和拉線式位移計(jì)。滑坡體內(nèi)部監(jiān)測(cè)采用固定測(cè)斜儀、孔隙水壓力計(jì)和土壓力計(jì)。此外，還有一體化氣象站和土壤溫濕度傳感器。數(shù)據(jù)傳輸部分采用3G進(jìn)行通訊，考慮到通訊實(shí)時(shí)穩(wěn)定性和建設(shè)成本。數(shù)據(jù)處理與控制子系統(tǒng)由小型機(jī)系統(tǒng)、服務(wù)器系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成。輔助支持系統(tǒng)包括外場(chǎng)機(jī)柜、外場(chǎng)機(jī)箱、配電和UPS、防雷等子系統(tǒng)。高精度GPS自動(dòng)化監(jiān)測(cè)是滑坡體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的一個(gè)重要部分。GPS由空間部分、地面監(jiān)控部分和用戶接收機(jī)三部分組成，可為各類用戶提供動(dòng)態(tài)的三維位置、三維速度和時(shí)間信息。利用GPS定位技術(shù)進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)是一種先進(jìn)的高科技監(jiān)測(cè)手段，而用GPS監(jiān)測(cè)滑坡體是GPS技術(shù)變形監(jiān)測(cè)的一種典型應(yīng)用。通常有兩種方案：人工定期觀測(cè)和無人值守的GPS觀測(cè)系統(tǒng)。GPS監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已成功應(yīng)用于各大橋梁、邊坡、大壩等監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。于地形復(fù)雜，傳統(tǒng)測(cè)量方法難以實(shí)現(xiàn)。而GPS自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以同時(shí)測(cè)定點(diǎn)的三維位移，大大提高了監(jiān)測(cè)效率和精度。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)：GPS自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變形體的變形情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況并采取措施，避免災(zāi)害事故的發(fā)生。(2)缺點(diǎn)GPS自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)也存在一些缺點(diǎn)，如：受天氣、地形等因素影響：GPS信號(hào)容易受到天氣、地形等因素的影響，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)精度下降。設(shè)備價(jià)格高：GPS自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)備價(jià)格相對(duì)較高，需要較大的投入。對(duì)操作人員要求高：GPS自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的操作需要專業(yè)技能，對(duì)操作人員的要求較高。總的來說，GPS自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相比傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)手段具有更高的監(jiān)測(cè)效率和精度，但也需要考慮到其缺點(diǎn)和投入成本。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)具體情況選擇合適的監(jiān)測(cè)手段。利用GPS技術(shù)進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)具有以下優(yōu)點(diǎn)：首先，地勢(shì)陡峻時(shí)進(jìn)行精密水準(zhǔn)測(cè)量非常困難，但采用三角高程測(cè)量可以測(cè)定垂直位移。雖然精度不夠理想，但使用GPS定位技術(shù)可以同時(shí)測(cè)定點(diǎn)的三維位移。因?yàn)槲覀冎魂P(guān)心點(diǎn)位的變化，所以垂直位移的監(jiān)測(cè)可以在大地高系統(tǒng)中進(jìn)行，避免了高程異常誤差造成的精度損失。雖然垂直位移的精度一般不如水平位移好，但采取適當(dāng)措施后仍可滿足要求。其次，GPS測(cè)量不受氣候條件的限制，可以在風(fēng)雪雨霧中進(jìn)行觀測(cè)，這對(duì)于汛期的崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)非常有利。另外，GPS接收機(jī)的數(shù)據(jù)采集工作是自動(dòng)進(jìn)行的，且用戶可以方便地把GPS變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建成無人值守的全自動(dòng)化的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可保證長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行，降低變形監(jiān)測(cè)成本，提高監(jiān)測(cè)資料的可靠性。最后，GPS定位技術(shù)可以獲得mm級(jí)精度，已可滿足一般崩滑體變形監(jiān)測(cè)的精度要求。需要更高的監(jiān)測(cè)精度時(shí)應(yīng)增加觀測(cè)時(shí)間和時(shí)段數(shù)。因此，利用GPS進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)的優(yōu)點(diǎn)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于缺點(diǎn)的制約，GPS技術(shù)的應(yīng)用給測(cè)量技術(shù)帶來了一場(chǎng)深刻的革命。國(guó)外從20世界80年代開始用GPS進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)，世界上許多國(guó)家紛紛布設(shè)地殼運(yùn)動(dòng)GPS監(jiān)測(cè)網(wǎng)，例如，日本國(guó)土地理院從1993年開始了GPS連續(xù)觀測(cè)網(wǎng)的籌建工作，到1994年日本列島已建立由210個(gè)GPS連續(xù)觀測(cè)站組成的連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（COSMOS），目前的觀測(cè)站總數(shù)以發(fā)展到1000多個(gè)。該系統(tǒng)與1994年10月1日正式使用，10月4日就檢測(cè)到北海道東部近海8.4級(jí)大地震，并清晰地記錄了地震前后的地殼形變。此后，又成功的捕捉到三陸遠(yuǎn)海地震及兵庫縣南部地震的地殼形變。本GPS自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用專業(yè)的GPS數(shù)據(jù)處理軟件，能夠?qū)PS觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)實(shí)時(shí)的解算處理，并生成各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)變化曲線圖、位移速率圖等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)報(bào)告。同時(shí)，軟件還具備數(shù)據(jù)管理、分析、導(dǎo)出等功能，方便管理人員進(jìn)行數(shù)據(jù)的查看和分析。A.基礎(chǔ)站建設(shè)基礎(chǔ)站是GPS自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的重要組成部分，其選址、基建、儀器設(shè)備的選擇及設(shè)備安裝等方面都需要嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行。在建設(shè)基礎(chǔ)站時(shí)，需按照表一的要求執(zhí)行，包括水泥、沙子、石子及其他添加劑的用量以及混凝土施工的要求。同時(shí)，鋼筋骨架采用直徑≧10mm的螺紋鋼筋，裹筋采用直徑≧6mm的普通鋼筋。基座建造時(shí)需澆灌混凝土至基座深度的一半，充分搗固后放入捆扎好的基座鋼筋骨架，并在基座中心垂直安置捆扎好的柱石鋼筋骨架，將柱石鋼筋骨架底部與基座鋼筋骨架捆扎一起，澆灌混凝土至基座頂面，充分搗固并使混凝土頂面處于水平狀態(tài)。B.GPS監(jiān)測(cè)站GPS監(jiān)測(cè)站是管理人員實(shí)時(shí)掌握滑坡體形變和位移變化量的依據(jù)。各監(jiān)測(cè)點(diǎn)長(zhǎng)期連續(xù)跟蹤觀測(cè)衛(wèi)星信號(hào)，通過數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)（無線網(wǎng)橋或3G）實(shí)時(shí)傳輸GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)到控制中心，并結(jié)合各參考站的觀測(cè)數(shù)據(jù)與起算坐標(biāo)通過控制中心軟件準(zhǔn)實(shí)時(shí)解算處理，最終得到各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)。監(jiān)測(cè)站的建設(shè)也包括監(jiān)測(cè)站地址的選擇、監(jiān)測(cè)站基建、儀器設(shè)備的選擇及設(shè)備安裝四個(gè)部分，具體建設(shè)見“參考站的建設(shè)”相關(guān)章節(jié)。C.數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)GPS自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸主要通過無線方式傳輸?shù)娇刂浦行?。本?xiàng)目擬采用3G模塊進(jìn)行通訊，同時(shí)也可采用無線網(wǎng)橋進(jìn)行傳輸。在混凝土澆灌至地面下0.2米時(shí)，需在觀測(cè)墩外壁預(yù)埋適合線纜進(jìn)出的直徑不小于25mm的硬質(zhì)管道（鋼制或塑料），供安裝電纜保護(hù)線路用。D.GPS數(shù)據(jù)處理軟件GPS數(shù)據(jù)處理軟件是滑坡體GPS自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的核心組成部分，能夠?qū)PS觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)實(shí)時(shí)的解算處理，并生成各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)變化曲線圖、位移速率圖等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)報(bào)告。軟件還具備數(shù)據(jù)管理、分析、導(dǎo)出等功能，方便管理人員進(jìn)行數(shù)據(jù)的查看和分析。本監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理主要包括對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)各GPS原始數(shù)據(jù)的采集控制，以及對(duì)數(shù)據(jù)采樣間隔、GPS一機(jī)多天線的信號(hào)切換的控制、各GPS原始數(shù)據(jù)的輸入與處理、原始數(shù)據(jù)的檢驗(yàn)、設(shè)備故障診斷等方面的實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，還需要對(duì)其它監(jiān)測(cè)手段監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的輸入與處理進(jìn)行處理。為了滿足本項(xiàng)目的實(shí)際情況和業(yè)主的具體要求，我們推薦使用專業(yè)GPS監(jiān)測(cè)軟件進(jìn)行系統(tǒng)控制和數(shù)據(jù)處理。該軟件采用先進(jìn)的非線性Kalman濾波雙差解、三差解算法，同時(shí)增加了先進(jìn)的電離層改正模型、支持多參考站解算及實(shí)時(shí)獨(dú)立基線網(wǎng)平差等功能，具體精度為平面小于3mm，高程5mm。同時(shí)，該軟件還實(shí)現(xiàn)了雙基站或多基站處理功能。數(shù)據(jù)解算軟件是進(jìn)行實(shí)時(shí)三維變形測(cè)量分析系統(tǒng)的軟件。它能夠同時(shí)對(duì)安放在目標(biāo)設(shè)施或自然物體上的幾十個(gè)GPS進(jìn)行實(shí)時(shí)三維位置解算，并達(dá)到毫米級(jí)精度。該軟件采用C/S架構(gòu)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控站的實(shí)時(shí)差分定位，并具有圖形顯示、接收機(jī)設(shè)置、監(jiān)控站參數(shù)設(shè)置、觀測(cè)數(shù)據(jù)記錄、報(bào)警等功能。解算為核心構(gòu)成的變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)GPS接收機(jī)只需要輸出GPS的原始數(shù)據(jù)和星歷，數(shù)據(jù)通過廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)絡(luò)、串口、無線設(shè)備等傳到控制中心，控制中心的解算軟件根據(jù)每臺(tái)GPS接收機(jī)對(duì)應(yīng)的IP地址和端口號(hào)，獲得每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的原始實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，從而對(duì)這些原始數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)差分解算，得到各個(gè)監(jiān)測(cè)站的坐標(biāo)，并存入數(shù)據(jù)庫或發(fā)送給客戶端。解算軟件的標(biāo)準(zhǔn)特性包括監(jiān)測(cè)精度水平3-5mm，高程5-8mm（根據(jù)解算時(shí)間長(zhǎng)短和環(huán)境略有浮動(dòng)）、Windows95/NT32bit結(jié)構(gòu)、多線程、多任務(wù)設(shè)計(jì)、先進(jìn)的GPS數(shù)據(jù)算法（具有OTF解算、卡爾曼濾波、三差解算等，同時(shí)支持實(shí)時(shí)、后處理解算）、圖形用戶界面、實(shí)時(shí)顯示基準(zhǔn)站、監(jiān)測(cè)站的工作狀態(tài)、具有防死機(jī)功能（一旦某個(gè)監(jiān)測(cè)站出現(xiàn)死機(jī)現(xiàn)象，軟件馬上會(huì)通過數(shù)據(jù)信號(hào)觸發(fā)的方式實(shí)現(xiàn)接收機(jī)自動(dòng)重啟）、支持遠(yuǎn)程控制功能（軟件可自動(dòng)向GPS接收機(jī)發(fā)送用戶更改參數(shù)的命令，如采樣間隔、高度截止角等）、軟件自動(dòng)保存解算數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)庫，同時(shí)自動(dòng)保存GPS原始數(shù)據(jù)到本地磁盤、支持有線、無線多種通訊方式等功能，提供接口源代碼，支持用戶二次開發(fā)。最后，數(shù)據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換也是監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中必不可少的一部分，需要進(jìn)行精確的處理和轉(zhuǎn)換，以保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。在傳入數(shù)據(jù)庫模塊前，原始數(shù)據(jù)處理模塊需要進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。GPS采集的數(shù)據(jù)是WGS84經(jīng)緯度坐標(biāo)，經(jīng)過投影轉(zhuǎn)換后也只能是以真北為北方向的平面坐標(biāo)。但是，監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)是劃分幾個(gè)斷面的，具體的監(jiān)測(cè)結(jié)果需要以斷面的走向?yàn)楸狈较虻淖鴺?biāo)。因此，需要通過坐標(biāo)軸的旋轉(zhuǎn)才能符合要求。振弦式裂縫計(jì)是一種能夠有效監(jiān)測(cè)滑坡體表面裂縫變化情況的儀器。它廣泛用于各類建筑物內(nèi)部、表面、周邊裂縫開合度的長(zhǎng)期和臨時(shí)觀測(cè)。主要用于二點(diǎn)間的相對(duì)位移量的監(jiān)測(cè)，與不同的配套附件組合后可作為單向多種位移測(cè)量傳感器使用。該儀器由前、后安裝支座(架)、振弦式位移傳感器、傳輸電纜等組成。當(dāng)被測(cè)結(jié)構(gòu)物二點(diǎn)之間發(fā)生的位移時(shí)，通過前、后安裝支座傳遞給位移傳感器，使傳感器內(nèi)振弦產(chǎn)生張力變化，從而改變振弦的振動(dòng)頻率。頻率信號(hào)經(jīng)電纜傳輸至數(shù)據(jù)采集器上，即可計(jì)算出被測(cè)結(jié)構(gòu)物二點(diǎn)間距離的變化量即位移量。本次設(shè)計(jì)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中有一部分傳感器采用的是同一原理的設(shè)備。這些設(shè)備都可連接到同一數(shù)據(jù)采集器上。傳感器主要包含：振弦式裂縫計(jì)、振弦式空隙水滲壓計(jì)、振弦式土壓力計(jì)。這些設(shè)備連接拓?fù)鋱D如圖3-12所示。振弦式原理傳感器監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)包含如下三部分：傳感器子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)和輔助支持系統(tǒng)。傳輸方式一般采用專用RS485四芯通訊電纜傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集器，數(shù)據(jù)采集器到控制中心的傳輸方式我們一般采用光纖、高頻無線傳輸終端、3G等媒介。為了達(dá)到可靠、有效、穩(wěn)定，可以讓將幾種方式并存。本項(xiàng)目將以3G數(shù)傳方式為主，高頻無線網(wǎng)橋、Internet和光纖通訊方式根據(jù)實(shí)際情況選擇使用。輔助支持系統(tǒng)由監(jiān)測(cè)外場(chǎng)及監(jiān)控中心輔助整個(gè)GPS自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)正常運(yùn)行的設(shè)備組成，包括配電及UPS、防雷、綜合布線及外場(chǎng)機(jī)柜等子系統(tǒng)組成，避雷系統(tǒng)與GPS的監(jiān)測(cè)點(diǎn)的系統(tǒng)共用。振弦式裂縫計(jì)的主要技術(shù)參數(shù)包括測(cè)量范圍、分辨率、長(zhǎng)度、外徑、非直線度、綜合誤差和絕緣電阻等。規(guī)格為215270，測(cè)量范圍為20mm，分辨率為2%FS，長(zhǎng)度為20mm，外徑為5mm，非直線度為50%FS，綜合誤差為10%FS，絕緣電阻大于50MΩ。根據(jù)用戶需要可增加測(cè)溫功能。本次地面裂縫監(jiān)測(cè)選用100-200mm量程的JTMV7000設(shè)備，考慮到裂縫的變化量較大。裂縫計(jì)是一種測(cè)量表面裂縫位移的儀器，使用時(shí)需要加夾具組成測(cè)縫計(jì)，測(cè)值為兩端固定點(diǎn)間的相對(duì)位移變化值。在安裝時(shí)需要按照設(shè)計(jì)要求在開合縫兩側(cè)的測(cè)點(diǎn)處劃好準(zhǔn)確位置，并在兩點(diǎn)距離超出儀器有效長(zhǎng)度時(shí)加接過度桿件和保護(hù)裝置。JTM-V7000型測(cè)縫計(jì)可以有效測(cè)量1000mm的位移范圍，輸入激勵(lì)電壓為+5VDC、+12VDC、+24VDC等，信號(hào)輸出包括電位計(jì)、電壓、電流、編碼器脈沖和計(jì)算機(jī)接口，線性精度為200mm優(yōu)于±0.5%，500mm以上優(yōu)于±0.28%。拉線式裂縫計(jì)是一種將機(jī)械位移量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的儀器，使用鋼繩連接被測(cè)物體和傳感器，當(dāng)位移產(chǎn)生時(shí)，鋼繩帶動(dòng)傳感器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和傳感元件同步轉(zhuǎn)動(dòng)，從而輸出一個(gè)與繩索移動(dòng)量成正比例的電信號(hào)。拉線式裂縫計(jì)的位移有效測(cè)量范圍為1000mm，線性精度優(yōu)于±0.5%。在安裝時(shí)需要根據(jù)勘察的實(shí)際斷層數(shù)據(jù)進(jìn)行鉆孔安裝，深度應(yīng)穿透斷層，基準(zhǔn)點(diǎn)有孔底和孔口兩種取法，本項(xiàng)目將采用GPS作為孔口的固定基準(zhǔn)。固定測(cè)斜是一種用于滑坡體內(nèi)部位移監(jiān)測(cè)的成熟產(chǎn)品，需要根據(jù)實(shí)際斷層數(shù)據(jù)進(jìn)行鉆孔安裝，深度應(yīng)穿透斷層。固定測(cè)斜的基準(zhǔn)點(diǎn)有孔底和孔口兩種取法，本項(xiàng)目將采用GPS作為孔口的固定基準(zhǔn)。為了連續(xù)了解邊坡深度位移變化情況，本項(xiàng)目將在邊坡內(nèi)布設(shè)固定測(cè)斜儀來實(shí)現(xiàn)連續(xù)自動(dòng)觀測(cè)，以取代手動(dòng)測(cè)斜的不足。1)數(shù)據(jù)通訊所有土壓力計(jì)數(shù)據(jù)通過屏蔽電纜集中接到數(shù)據(jù)采集器上，然后傳回控制室進(jìn)行數(shù)據(jù)解析和實(shí)時(shí)分析。2)傳感器配置每個(gè)測(cè)孔以2m至20m為間隔布設(shè)固定式土壓力計(jì)，重點(diǎn)部分可根據(jù)需要加密布設(shè)。3)避雷措施由于測(cè)孔附近都有GPS監(jiān)測(cè)點(diǎn)，可以與GPS監(jiān)測(cè)點(diǎn)的地網(wǎng)供用，只需安裝避雷針?？梢詤⒖糋PS的避雷設(shè)計(jì)。4)選擇和安裝本項(xiàng)目采用的固定式土壓力計(jì)采用世界上頂尖級(jí)伺服加速度計(jì)制造，具有寬測(cè)量范圍和高分辨率等優(yōu)異性能。它有堅(jiān)固的不銹鋼外殼，并具有良好的密封性能，適用于測(cè)量各種建筑物結(jié)構(gòu)的土壓力和位移量。配套設(shè)備為JTM-G7600B型高精度ABS測(cè)斜管。5)技術(shù)參數(shù)（1）安裝：固定式土壓力計(jì)可安裝在測(cè)孔內(nèi)，每個(gè)傳感器與安裝附件連接，傳感器的導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)必須處于同一平面內(nèi)。多個(gè)傳感器串聯(lián)使用時(shí)，需要將單個(gè)傳感器分別連接配件，并依次放入測(cè)孔中。（2）最大量程：4.0MPa（3）分辨率：0.1%-0.8%F·S（4）工作溫度：-25℃至+60℃（5）測(cè)溫精度：±0.5℃（根據(jù)用戶要求另加）6)系統(tǒng)拓?fù)鋱D土壓力計(jì)數(shù)據(jù)通過屏蔽電纜集中接到數(shù)據(jù)采集器上，然后傳回控制室進(jìn)行數(shù)據(jù)解析和實(shí)時(shí)分析。7)設(shè)備安裝每個(gè)測(cè)孔以2m至20m為間隔布設(shè)固定式土壓力計(jì)，重點(diǎn)部分可根據(jù)需要加密布設(shè)。傳感器通過透水沙埋入孔內(nèi)，電纜連接到數(shù)據(jù)采集器上。安裝示意圖和現(xiàn)場(chǎng)圖如圖3-21和圖3-22所示。振弦式土壓力計(jì)是一種常用的建筑基礎(chǔ)監(jiān)測(cè)設(shè)備，可用于長(zhǎng)期測(cè)量土體的壓應(yīng)力，如滑坡、土石壩、防波堤、護(hù)岸、碼頭岸壁、高層建筑、管道基礎(chǔ)、橋墩、擋土墻、隧道、地鐵、機(jī)場(chǎng)、公路、鐵路、防滲墻結(jié)構(gòu)等。在安裝和埋設(shè)時(shí)，需要注意土壓力計(jì)的受壓面應(yīng)面對(duì)欲測(cè)量的土體，并設(shè)法讓受力面與土體充分接觸。在滑坡體上，振弦式土壓力計(jì)主要安裝在擋土墻的側(cè)面，可以測(cè)量滑坡土體的側(cè)壓力，當(dāng)超過警戒值時(shí)，可以預(yù)測(cè)滑坡是否會(huì)發(fā)生側(cè)滑，擋土墻是否會(huì)倒塌。振弦式土壓力計(jì)具有二次密封性能，廣泛適用于建筑基礎(chǔ)與土體的壓應(yīng)力長(zhǎng)期測(cè)量。其主要技術(shù)指標(biāo)包括規(guī)格、測(cè)量范圍、分辨力、綜合誤差和測(cè)溫范圍等。除此之外，還可以加裝測(cè)溫功能、智能芯片識(shí)別功能，以及人工測(cè)量/自動(dòng)測(cè)量等附件。土壤溫濕度監(jiān)測(cè)是地災(zāi)監(jiān)測(cè)的重中之重，選用土壤溫濕度傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)可以很好地測(cè)量出土壤容積內(nèi)含水量和溫度。土壤溫濕度計(jì)廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、路基、水利、礦山等行業(yè)，通常將測(cè)得的土壤含水量和溫度數(shù)據(jù)與其他變形數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合性評(píng)估。其主要技術(shù)參數(shù)包括量程、分辨率、精度、測(cè)量區(qū)域和外形尺寸等。一體氣象站是一種專業(yè)級(jí)傳感器，可同時(shí)測(cè)量大氣溫度、大氣濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓等五種主要?dú)庀笠亍Ｆ涮攸c(diǎn)是精度高、響應(yīng)時(shí)間快、串口輸出，方便用戶直接通過PC或外接儀器進(jìn)行測(cè)量。本系統(tǒng)采用堅(jiān)實(shí)耐用的超聲波風(fēng)設(shè)計(jì)，整個(gè)系統(tǒng)免維護(hù)，便于安裝。系統(tǒng)協(xié)議公開，標(biāo)準(zhǔn)RS485輸出（RS232可選），擁有大容量?jī)?nèi)存及豐富的系統(tǒng)指令。規(guī)格直徑約166毫米，高度約263毫米，重量約1.5千克。溫度測(cè)量范圍為-40～60°C（可配置），精確性為±0.2（可配置）。相對(duì)濕度測(cè)量范圍為0～100%相對(duì)濕度，精確性為±2%相對(duì)濕度（可配置）。氣壓測(cè)量范圍為300～1200百帕（可配置），精確性為±1百帕（可配置）。風(fēng)向原理采用超聲波，測(cè)量范圍為0～360°，精確性為±3°（可配置）。風(fēng)速原理采用超聲波，測(cè)量范圍為0～60米/秒（可選配大量程），精確性使用最高值：測(cè)量值加減0.3米/秒或3%。加熱功率為30W，直流電壓為12～30V?；拘畔⒔涌跒镽S485，雙線連接方式，半雙工。操作功率為直流電壓12～30V+/-10%<3Va，工作濕度范圍為0～100%，工作溫度范圍為-40～60°C。CHC-BDS1北斗通信模塊是上海華測(cè)自主研發(fā)的北斗收發(fā)一體式接收機(jī)，由功放模