基于測量機器人的高邊坡自動化監(jiān)測技術

基于測量機器人的高邊坡自動基于測量機器人的高邊坡自動化監(jiān)測技術化監(jiān)測技術內(nèi)容提要w一一 問題的提出問題的提出w二二 高邊坡定義高邊坡定義w三三 高邊坡高邊坡類型及特點、病害類型及特點、病害w四四 高邊坡的安全監(jiān)測技術介紹高邊坡的安全監(jiān)測技術介紹w五五 基于測量機器人的高邊坡自動化監(jiān)測技基于測量機器人的高邊坡自動化監(jiān)測技術術一 問題的提出高高邊邊坡坡在在工工程程建建設設中中存存在在廣廣泛泛，比比如如公公路路高高邊邊坡坡、水水利利水水電電高高邊邊坡坡、礦礦山山高高邊邊坡坡等等，高高邊邊坡坡坡坡度度陡陡、高高度度高高，治治理理難難度度大大，有有些些高高邊邊坡坡由由于于其其地地質質狀狀況況很很差差或或者者其其特特殊殊性性，在在工工程程完完工工后后邊邊坡坡需需要要持持續(xù)續(xù)的的監(jiān)監(jiān)控控量量測測。一一些些嚴嚴重重病病害害的的邊邊坡坡也也需需要要持持續(xù)續(xù)的的監(jiān)監(jiān)控控量量測測。本文探討怎么樣高效的進行高邊坡的監(jiān)測本文探討怎么樣高效的進行高邊坡的監(jiān)測水利水電高邊坡公路高邊坡礦山高邊坡二 高邊坡定義高邊坡定義：對于土質邊坡高度大于20m、小于100m或巖質邊坡高度大于30m、小于100m的邊坡，其邊坡高度因素將對邊坡穩(wěn)定性產(chǎn)生重要作用和影響，其邊坡穩(wěn)定性分析和防護加固工程設計應進行個別或特別設計計算，這些邊坡稱為高邊坡。表表1 不同部門巖石工程高邊坡類型及特點不同部門巖石工程高邊坡類型及特點一般高邊坡高度范圍一般高邊坡高度范圍邊坡及邊坡工程特點邊坡及邊坡工程特點水電系統(tǒng)水電系統(tǒng)人工：人工：100-700m自然：自然：100-1000m邊邊坡坡高高度度大大，地地質質結結構構及及環(huán)環(huán)境境條條件件復復雜雜，工工程程對邊坡質量要求高，常需要保證永久穩(wěn)定。對邊坡質量要求高，常需要保證永久穩(wěn)定。礦山系統(tǒng)礦山系統(tǒng)人工：人工：100-800m邊邊坡坡高高度度大大，地地質質結結構構較較復復雜雜,工工程程對對邊邊坡坡質質量量有一定要求有一定要求,但通?？紤]極限設計。但通?？紤]極限設計。鐵道系統(tǒng)鐵道系統(tǒng)人工：人工：50-150m自然：自然：100-300m邊邊坡坡高高度度一一般般較較大大，地地質質結結構構及及環(huán)環(huán)境境條條件件復復雜雜，對邊坡質量要求高，但通常要求線路快速通過。對邊坡質量要求高，但通常要求線路快速通過。公路系統(tǒng)公路系統(tǒng)人工：人工：30-80m自然：自然：30-150m邊邊坡坡高高度度一一般般較較小小,地地質質結結構構及及環(huán)環(huán)境境條條件件相相對對簡簡單單,對邊坡質量要求較高。對邊坡質量要求較高。城建系統(tǒng)城建系統(tǒng)人工：人工：15-50m自然：自然：15-100邊邊坡坡高高度度小小,地地質質結結構構及及環(huán)環(huán)境境條條件件相相對對簡簡單單,對對邊坡質量要求高。邊坡質量要求高。三 高邊坡的類型及特點、病害w邊坡的常見病害類型有：風化剝落、流石流泥、掉塊落實、崩塌、傾倒、坍塌、潰屈、溜坍、坍滑、滑坡、錯落等11大類。其中最嚴重的為坍滑、滑坡。堆積層坍塌黃土滑坡錯落w礦山邊坡災害嚴重礦山邊坡災害嚴重根據(jù)我們對全國非煤露天礦山調查與詳細研究分析，根據(jù)我們對全國非煤露天礦山調查與詳細研究分析，在我國在我國21個典型的非煤露天礦山大中型邊坡中，出現(xiàn)過個典型的非煤露天礦山大中型邊坡中，出現(xiàn)過變形、破壞的占變形、破壞的占42.7%，接近半數(shù)，處于險級邊坡占，接近半數(shù)，處于險級邊坡占19，處于病級邊坡占，處于病級邊坡占71，正常邊坡僅占占，正常邊坡僅占占10。礦山高邊坡災害礦山高邊坡災害攀攀鋼鋼朱朱家家包包包包鐵鐵礦礦 南南 幫幫 邊邊 坡坡20032003年年9 9月月2929日日較較大大楔楔形形滑滑體體，高高 110110，寬寬100100，截截斷斷了了鄉(xiāng)鄉(xiāng)村村公公路路，嚴嚴重重威威脅脅到到采采場場運運輸輸出出入入口口，造造成成直直接接 經(jīng)經(jīng) 濟濟 損損 失失40004000多萬元。多萬元。攀攀鋼鋼朱家包包朱家包包鐵礦鐵礦南幫滑坡地貌南幫滑坡地貌礦山高邊坡災害礦山高邊坡災害20032003年年6 6月月77月月山山東東大大業(yè)業(yè)金金礦礦下下盤盤邊邊坡坡發(fā)發(fā)生生滑滑坡坡，長長60m60m，高，高120m120m，致使部分民房拆遷，采礦被迫停止。，致使部分民房拆遷，采礦被迫停止。山東大業(yè)金礦下盤邊坡滑坡地貌山東大業(yè)金礦下盤邊坡滑坡地貌礦山高邊坡災害礦山高邊坡災害新橋硫鐵礦露天礦邊坡下盤新橋硫鐵礦露天礦邊坡下盤20062006年年1 1月滑坡，經(jīng)濟損失月滑坡，經(jīng)濟損失1 1千多萬元，嚴重威脅采場安全生產(chǎn)。千多萬元，嚴重威脅采場安全生產(chǎn)。安徽新橋硫鐵礦下盤邊坡滑坡地貌安徽新橋硫鐵礦下盤邊坡滑坡地貌 寶成鐵路寶成鐵路K190K190第三次滑坡后全貌第三次滑坡后全貌山西長治晉城高速公路山西長治晉城高速公路K31砂泥巖砂泥巖順層滑坡，體積達順層滑坡，體積達25萬萬m3小灣電站左壩肩邊坡高小灣電站左壩肩邊坡高500m500m，6 6#山頭發(fā)生山頭發(fā)生1010萬萬m m3 3崩塌崩塌四四 高邊坡安全監(jiān)測技術高邊坡安全監(jiān)測技術w表面觀測法表面觀測法w深部觀測法深部觀測法邊坡監(jiān)測方法邊坡監(jiān)測方法四四 高邊坡安全監(jiān)測技術高邊坡安全監(jiān)測技術w表表面面觀觀測測法法觀觀測測對對象象：坡坡體體表表面面位位移移。其其中中精精密密大大地地測測量量技技術術最最為為成熟、精度最高，是目前成熟、精度最高，是目前廣泛使用的最有效的監(jiān)測方法廣泛使用的最有效的監(jiān)測方法。w大地測量法的技術進步大地測量法的技術進步儀儀器器與與測測量量技技術術：經(jīng)經(jīng)緯緯儀儀、水水準準儀儀、測測距距儀儀電電子子經(jīng)經(jīng)緯緯儀儀、全全站站式速測儀式速測儀測量機器人測量機器人坡體變形觀測的誤差：坡體變形觀測的誤差：毫米級毫米級實現(xiàn)了實時動態(tài)觀測實現(xiàn)了實時動態(tài)觀測新新技技術術的的發(fā)發(fā)展展：GPSGPS測測量量技技術術由由于于觀觀測測精精度度的的不不斷斷提提高高，目目前前逐逐步步進進入入實實用用階階段段，有有較較廣廣闊闊的的發(fā)發(fā)展展前前景景。其其他他如如近近景景攝攝影影測測量量和和INSARINSAR干涉雷達測量等，在近年也取得了明顯的進步。干涉雷達測量等，在近年也取得了明顯的進步。表面觀測法表面觀測法四 高邊坡安全監(jiān)測技術深部觀測法深部觀測法1 監(jiān)測邊坡巖土體的受力情況；2 監(jiān)測邊坡滲流區(qū)土體物理量（滲流、滲壓、水位等）；3 監(jiān)測基巖變形量（錯動變形、地應力等）；4 監(jiān)測邊坡加固結構單元效果（抗滑樁、錨桿等）；鋼筋應力計鋼筋應力計土壓力傳感器土壓力傳感器錨索計錨索計滲壓計滲壓計埋入式應變計埋入式應變計埋入式測縫計埋入式測縫計五 基于測量機器人的高邊坡自動化測量萊卡萊卡TCA2003TCA2003測量機器人測量機器人 目標點測量機器人基站 計算機監(jiān)測軟件通訊電纜參考系變形體參考點1目標點1參考點n目標點m 參考點 目標點 目標點測量機器人基站 計算機監(jiān)測軟件通訊電纜參考系變形體參考點1目標點1參考點n目標點m 參考點 目標點 目標點測量機器人基站 計算機監(jiān)測軟件通訊電纜參考系變形體參考點1目標點1參考點n目標點m 參考點 目標點 目標點測量機器人基站 計算機監(jiān)測軟件通訊電纜參考系變形體參考點1目標點1參考點n目標點m 參考點 目標點區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)DEMDEM模型模型 滑坡監(jiān)測系統(tǒng)布置圖滑坡監(jiān)測系統(tǒng)布置圖監(jiān)測點群三維動畫演示監(jiān)測點群三維動畫演示滑坡體測量機器人站預警軟件數(shù)據(jù)的管理表格處理監(jiān)測點數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)平差數(shù)據(jù)的導入、導出監(jiān)測點實時時空曲線圖軟件現(xiàn)場預警手機預警w 基于測量機器人的高邊坡實時監(jiān)控量測，省力省時，提高了效率。在危險區(qū)域，人很難到達的地方，機器人測量更是體現(xiàn)了巨大的優(yōu)勢，同時測量的精度也很好，完全滿足高邊坡變形測量的需求。不僅在高邊坡，在橋梁、隧道、土石壩等工程都可以使用。w w 謝謝觀賞！