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边坡在线监测解决方案边 坡 在 线 监 测解决方案目录1、概述12、监测内容23、系统构成53.1 系统功能53.2 系统特点64、监测系统主要设备介绍75、方案165.1 主要案例列举165.2 方案设计流程165.3 项目运作设计流程17边坡在线监测解决方案1、概述近年来，我国地质灾害发生频繁。根据中国相关地质灾害调查数据，2006 年发生地质灾害 102804 起，其中滑坡占 87%；2007 发生 25364，其中滑坡占 61%； 2008 年以后的几年，由于气候异常等原因，滑坡灾害更是每年都有增无减。其 每年造成的经济损失高达数十亿元，造成的人员伤亡高达数百人。 因此，做好 地质灾害监测和预警，特别是滑坡体的监测和预警，对于有效减少直接经济损失 和人员伤亡显得尤为重要。为实现无人值守的边坡监测自动化，我公司推出了应用于边（滑）坡或大坝 等的基于系统集成技术的 YS 边坡自动化监测系统。该系统是一种综合性的自动 化远程监测系统，可对边坡岩土体内部沉降、倾斜、错动、土壤湿度、孔隙水压 力变化等进行连续监测，及时捕捉边坡性状变化的特征信息，通过有线或无线方 式将监测数据及时发送到监测中心。结合地表监测的雨量、位移等信息，由专用 的计算机数据分析软件处理，对边(滑)坡的整体稳定性做出判断，快速做出诸如 山体边坡崩塌、滑坡等灾害发生的预警预报，更加准确、有效地监测灾情发生， 且可为保证地质安全和整治工程设计提供信息参考。2、监测内容表面位移监测深部位移监测支护结构监测边坡渗流量监测裂缝监测降雨量监测图 1 边坡在线监测项目示意图111） 表面位移监测监测目的：掌握边坡整体表面位置的变化及其变化速率（包括平面位移和 垂直沉降），确定边坡整体位移变形的情况，是确定边坡稳定性重要指标之一。监测手段：GPS、边坡地滑仪、水准仪、静力水准仪、全站仪、经纬仪、 引张线2）深部位移监测目的：掌握边坡内部的位移变化及其变化速率，结合表面综合位移信 息可确定尾矿坝坝体整体位移变形情况。为于边坡稳定性评价提供重要的数据 参考。监测手段：多点位移计、固定测斜仪、钢丝水位位移计、引张线、激光 准直仪等。3）渗流量、含水量监测 监测目的：掌握边坡内部地下水的分布情况。；监测手段：渗压计、土壤含水量、水位计等4）降雨量监测监测目的：掌握边坡区域环境参数情况。有较大降雨时进行报警 监测手段：翻斗式雨量计、数字雨量计、遥测雨量计等5）裂缝监测监测目的：掌握边坡区域相关裂缝的变化情况；监测手段：裂缝计6）支护结构监测监测目的：掌握支护结构所受应力应变的情况，推断边坡稳定情况 监测手段：应变计、土压力计、钢筋计、锚索计、锚杆计等综合以上内容，边坡在线监测项目及采用设备汇总如下表：监测项目及指标监测设备表面位移监测GPS、边坡地滑仪、水准仪、静力水准仪、全站仪、引张线深部位移监测多点位移计、固定测斜仪、钢丝水位位移计、引张线渗流量监测渗压计、土壤含水量、水位计降雨量监测翻斗式雨量计、数字雨量计、遥测雨量计裂缝监测裂缝计支护结构监测应变计、土压力计、钢筋计、锚索计、锚杆计表 1 边坡在线监测指标及设备图 2 边坡在线监测示意图3、系统构成边坡在线监测系统主要有以下几部分组成：1) 数据感知部分（各监测指标各类型传感器）；2) 数据采集部分（采集单元）；3) 数据传输部分（有线、无线）；4）控制分析部分（监控中心软件、显示）。系统拓扑结构示意图见图 3.3.1 系统功能1）实现对边坡重要运行数据的实时采集、传输、计算、分析。2）直观显示各项监测数据，监测数据的历史变化过程及当前状态。3）一旦出现紧急情况，系统能及时的发出预警信息。4）可实现安全监测信息的多级共享。5）可实现安全预警信息的发布。3.2 系统特点1）数据采集快可根据客户的要求进行指定时间采集、按时间表采集等各种采集方式； 2）监测精度高YS 边坡监测系统都采用长期应用证明稳定的国内、国外传感器、保证了监 测精度；图 3 边坡在线监测拓扑图 3）硬件层次少 系统组成简单、结构清晰、运行稳定、维护方便； 4）分析手段多能生成各种报表、曲线、图片； 5）信息发布快能对监测数据进行初步的分析和简单的评价，并可根据事先设定的预警值进行报警，报警可实现手机短信、邮件、声光报警器等方式。4、监测系统主要设备介绍图 4 边坡在线监测安装示意图1、GPSN200 接收机内置 OEMStar 单频板卡，该板卡是加拿大 NovAtel 公司推出的 一款高性能低成本的 GNSS 接收板卡，是目前市场上体积最小、功耗最低、可支持 GPS+GLONASS 的高精度、 高灵敏度、高稳定性的板卡。N200型GPS主要技术参数如下：功能指标位置精度垂直： 5mm1ppm；水平： 3mm1ppm （基线 5km 之内）通讯接口2 个 RS-232 通信口首次定位时间热启动：35s ；冷启动：65s重捕获时间L1：1.0s （典型值）输入电压9 32 VDC 输入时间精度20ns灵敏度-80-105dBm（天线输入电平）工作温度-40 +75湿度95% 无冷凝2、静力水准仪静力水准仪沉降监测系统是由静力水准仪、数据采集仪、数据通信电缆、数 据采集软件等组成，通过监控室内监控主机控制数据的采集，并可进行数据的分 析、整理等工作。静力水准仪是由一系列智能液位传感器及储液罐组成，储液罐之间由连通管 连通。基准罐置于一个稳定的水平基点，其他储液罐置于标高大致相同的不同位 置，当其他储液罐相对于基准罐发生升降时，将引起该罐内液面的上升或下降。 通过测量液位的变化，了解被测点相对水平基点的升降变形。主要有以下配件组 成：静力水准仪传感器、静力水准仪储液罐、静力水准仪支架、静力水准仪通液 管、浮球。1）YS-250 系列静力水准仪（国产） 主要技术参数测量范围(mm)： 50-400 分辨力(mm/F)： 0.25 温度测量范围（）： -2080 温度测量精度（）： 0.12）9675 连通管式沉降计（原装进口） 主要技术指标量测范围：150mm, 300mm, 600mm, 1000mm(1m) 操作温度：-20 至 +80精确度：0.1% F.S. 灵敏度： 0.025% F.S.长度 x 外径：680mm x 100mm (300mm Type) 固定架尺寸：160mm x 140mm x 10mm3、YS-420固定式测斜仪YS-420 型硅微式固定倾斜仪用在常规便携式测斜仪难于现场测读的场合以 及各种岩土体及钢结构的数据远传式变形监测，广泛适用于长期埋设在水工建筑 物或其他混凝土建筑物（如港口岸边）、高层建筑、地下建筑物、隧道收敛、桥 拱体收敛变形、岩土边坡内部或表面等，测量基础或结构物倾斜后垂直方向水平位移（变形）或水平方向沉降（隆起）变位等。本型号产品具有多种结构形式， 更辅以不同的安装附件可充分满足各种不同的安装需要。性能特点1.水平、垂直表面安装，钻孔分层安装，隧道 收敛、桥拱变形监测，使用范围广；2.长期稳定，高防水性能；3.单轴、双轴测量，可任意选取。4.采用硅微差分工作原理，灵敏度、精度高，不受温度影响。5.传感器采用差分信号输出，提高了产品的灵敏度，并显著减小共模噪声。 电路中采用 16 位精密的连续自校准的 A/D 转换器，充分保证倾角传感器的精度。 特别指出的是在 485 输出接口加有浪涌吸收电路，防止雷电感应、静电脉冲， 同时对接口的热拔插起到了很好的保护作用，传感器更加稳定、可靠。主要技术参数功能详细指标标准量程15测量精度0.1%F.S灵敏度10 弧秒（0.005mm/m）温度范围-20+80C供电电压12V输出电压3V10直径长度32187mm耐冲击2000g4、渗压计1)9500 振弦式渗压计（原装进口）9500 系列振弦式水压计由一组振弦式感应组件固定于不锈钢圆柱体内两 端。一组电磁线圈用来激发钢弦的振动，透过测量钢弦的振动频率即可以用校正 系数推算出作用于感应组件上的压力值，从而实 现对水压力的的监测。本产品主要用于监测诸如 水利设施、基础工程、挡土墙、水坝、堤防、深开挖基地、隧道与垃圾掩埋场等结构物的水压 力。本系列产品外壳使用不锈钢打造，具有良好的坚硬度、韧性与耐蚀性(耐强酸、耐强碱、耐盐蚀)，可使用于堤防、鱼塭、海 埔新生地等严苛环境。详细规格产品型号：9500A (标准型) / 9500B (低压型) / 9500C (细长型) / 9500D (尖 头型)量测范围 A ：175KPa / 350KPa / 700KPa / 1000KPa(1MPa) 量测范围 B ：70KPa / 175KPa量测范围 C ：350KPa / 700KPa / 1000KPa(1MPa)量测范围 D ：70KPa / 175KPa / 350KPa / 700KPa / 1000KPa(1MPa) 最大量测范围：额定量测范围 x 2 倍长度 x 外径：131.5 x 19mm (9500A 标准型) / 127 x 25.5mm (9500B 低压型)：125 x 11.5mm (9500C 细长型) / 185 x 32.5mm (9500D 尖头型) 感应线长度材质：3m (24AWG - 4 芯) PE 外被覆 - 高压防水电缆线操作温度：-20 至 +80非线性：0.5% F.S.灵敏度： 0.025% F.S.精确度：0.1% F.S. 滤石孔径：5060m感应频率范围：1200 3500Hz测读仪档位：B (VW-403/404/405) 2)YS-320 系列孔隙水压力计(国产)YS-320 系列孔隙水压力计适用于长期埋设在水工结 构物或其它混凝土结构物及土体内，测量结构物或土体 内部的渗透(孔隙)水压力，并可同步测量埋设点的温度。 渗压计加装配套附件可在测压管道、地基钻孔中使用。 振弦式渗压计全不锈钢结构，可方便的放置在需要测量 的狭小部位。振弦式渗压计具有智能识别功能。孔隙水压力计是一种感受压力并将其压力转换为与压力成一定关系的频率 信号输出的装置。其典型结构由压力感应膜、振弦、电磁激振与信号拾取装置、 密封外壳和屏蔽电缆等组成。其二次仪表是振弦频读数仪。主要技术参数参数技术指标电源电压范围DC624V 总（直流电压）水分测量范围024%（可设置显量量程）水分测量精度3%FSD探针长度65mm探针直径3mm探针材料不绣钢密封材料环氧树脂响应时间1 秒测量稳定时间2 秒输出信号RS485测量频率100MHz测量区域以中央探针为中心，周围 30mm，高 70mm 区域产品功耗0.5W运行环境-3080外形尺寸70x45x18mm（不含探针）5、土壤含水量传感器 技术指标如下：6、YS-510 翻斗式雨量计 本仪器为降水量测量一次仪表，其性能符合国家标准GB/T11832-2002翻斗式雨量计一级准确度要求。 本仪器的核心部件翻斗采用了三维流线型设计，使功能指标承雨口径200刃口锐角4045分辨力0.1mm、0.2mm、0.5mm、1mm 可选测量准确度2%（室内人工降水、以仪器自身排水量为准）雨强范围0.01mm4mm/min（允许通过最大雨强 8mm/min）发讯方式双触点通断信号输出环境温度-1050翻斗翻水更加流畅，且具有自涤灰尘、容易清洗的功能。 主要技术参数如下：相对湿度95%(40)雨量计重量2164102Kg7、表面应变计1）YS-110 表面应变计（国产）YS-110 型振弦式应变计广泛适用于长期安装在水工建 筑物或其它混凝土结构物（如梁、柱、桩基、挡土墙、衬砌、 墩以及基岩等）表面，测量埋设点的线性变形（应变）与应力，同时可兼测埋设规格101525尺寸 参数有效标距（mm）100150250有效直径（mm）21端座直径（mm）22测量范围()04000最小读数 ()1温度测量范围，-2560温度测量精度，0.5温度修正系数 ()）11.2绝缘电阻, M50防渗水压力 MPa0.5点的温度。加装配套附件可组成钢板计、无应力计等多种测量应变的仪器。 主要技术参数如下2）9000 振弦式表面应变计（原装进口）9000振弦式支撑应变计的观测应用是在水平支撑型钢的梁腹左右两侧装设 振弦式应变计，当支撑型钢受力时，应变计随之产生应变，由此应变量工程人员 可以计算出作用于支撑的应力。本产品详细规格 量测范围：3000（微应变） 灵敏度：1（微应变）非线性：0.5%F.S.操作温度：-20至+80热敏电阻：3K应变计长度：170mm（9000）/265mm（9050） 感应线长度：2m（24AWG-4芯-PVC外被） 感应频率范围：4501000Hz 测读仪档位：C（VW-403/404/405）8、裂缝计171）YS-220 振弦式裂缝计（国产）YS-220 型振弦式测缝计是长期埋设在水工建筑 物或其他混凝土建筑物内或表面，用于测量结构物伸 缩缝或周边缝的开合度（变形），并可同步测量埋设 点的温度。加装配套附件可组成基岩变位计、表面裂缝计、多点变位计等测量线 性变形的仪器。主要技术参数规 格 代 号YS-220最大外径外形尺寸（mm）20184202182028026580测量范围（mm）2050100200综合误差（%FS）1最小读数 K（mmF）0.0060.0150.030.06温度测量范围（）-2560温度测量精度（）0.5温度修正系数 b（% FS）0.05绝缘电阻（M）50纵向刚度 G（N/mm）0.251.252）9420 振弦式裂缝计（原装进口） 振弦式裂缝计系用于监测裂缝的扩张与收缩，包括： 水坝混凝土结构结合处 岩石隧道表面裂缝 桥梁桥墩表面裂缝 混凝土结构物结合处 捷运高架桥梁柱表面裂缝9420 裂缝计采用振弦式位移传感器测量裂缝，裂缝计内部包含一组振动钢 弦敏感组件，钢弦一端被固定，另一端则连接到弹簧拉力棒，现场裂缝变形时带 动了拉力棒的移动， 使弹簧改变了钢弦的振动频率，这个振动频率的大小与裂 缝开合大小成比例关系。Model VW405 读数仪或自动化集录系统可以测读裂缝计 振动频率数据。详细规格量测范围：12，25，50，100，150，200mm (其他范围可定制) 非线性：0.5% F.S.操作温度：-20 至 +80 灵敏度：0.025% F.S.仪器长度：195mm (9420-12mm / 25mm / 50mm)：250mm (9420-100mm)：400mm (9420-150mm / 200mm) 对应测读仪：VW405 (B 档位) 9、钢筋应力计1）9011振弦式钢筋应力计（进口）工程监测仪器中的钢筋应力计称为“Sister Bar”，用于测量埋入混凝土中 的钢筋的应变量以适时反映钢筋的受力情形，供现场工程人员作为施工的参考。 钢筋应力计通常用于监测基桩、连续壁、桥墩、隧道内衬砌和沉箱等构件的应变。 本产品详细规格产品名称：振弦式钢筋应力计 产品型号：9011 量测范围：3000kg/cm 非线性：0.5%F.S. 灵敏度：0.025%F.S.操作温度：-20至+80 产品全长：750mm钢筋外径：#4（12.7mm），#5（15.9mm），#6（19.1mm），#7（22.2mm）#8（25.4mm），#9（28.7mm），#10（32.2mm），#11（35.8mm） 对应测读仪：VW405（B档位）2）YS-120 振弦式钢筋应力计YS-120 系列钢筋应力计，广泛适用于各类建筑基 础、桩、地下连续墙、隧道衬砌、桥梁、边坡、码头、 船坞、闸门等混凝土工程及深基坑开挖安全监测中、测 量混凝土内部的钢筋应力、拉拔力等。主要技术参数10、锚索计1）9900振弦式地锚索计 锚索计用于监测挡土墙或边坡上地锚或岩锚之预力变化，也可应用于下开挖、静力试桩、托底之支撑等。【本产品详细规格】量测范围：50T, 100T, 200T, 300T, 400T, 500T过载荷重：150% F.S. 产品高度：100mm (100T) 产品外径：140mm (100T) 产品内径：90mm (100T) 非线性： 0.5% F.S. 操作温度：-20 至 +80 灵敏度： 0.025% F.S.测读仪档位：B (VW405)2）YS-130 振弦式锚索测力计YS-130 系列型振弦式锚索测力计利用特制的应变计作为传感部件，用于长 期监测预应力锚索对岩体或建筑物施加压力的大小，无需温度修正，测值准确、 性能稳定。使用时，安装在岩石边坡或混凝土建筑物的预应力锚索上。YS-130 系列型振弦式锚索测力计有二弦.三弦.四 弦和六弦 . 通过振弦频率读数仪读出测力计 A.B.C.D.E.F.各支应变传感器的实时测量值并利用仪 器特性参数可算出锚索所施加的压力。主要技术参数11、YS-640 振弦采集仪YS-640 是结合多年的现场项目经验加上先进的 设计与技术，制造的一台方便安装、稳定耐用、成 本低廉的振弦采集仪。YS-640 多通道振弦采集模块，专为振弦型传感 器的数据采集设计，精确采集传感器的频率和温度 数据。可方便的应用于各种土木安全监测项目中。例如：桥梁健康、隧道挖掘、 水库大坝安全、滑坡防护、混凝土养护等。为了适应现场复杂的安装环境，YS-640 的外形结构非常的轻便小巧。底部 两端有固定螺丝孔，只需要四个螺丝就可以方便的将仪器固定到配电柜内。全铝 制机壳，轻便耐用，可使用在极端的岩土工程环境中去。机壳还提供了全金属屏 蔽层，使仪器在电磁环境恶略的条件下得到的数据同样准确。通信的连接和传感器的连接全部使用接线端子。减少传感器安装过程中的接 线步骤，减轻现场人员的劳动强度，节省人力物力。有两个内部连接的通信端子， 有多台仪器时，可直接通过通信端子串联使用。技术指标：内嵌高性能 ARM 控制器，反应快速，性能稳定。频率采集范围 400Hz5000Hz，精度 0.1Hz。2k、3k 热电偶温度采集，精度 0.5。通道选择使用松下高端 MOSFET 继电器，具有无火花、寿命长的优点。标准 RS-485 通信，方便系统集成。IEEE 标准浮点型技术方式。内置实时时钟，掉电后仍可正常计时。内置 16Mbit 存储空间，自动采集时可存储 50000 条数据。传感器接口和通信接口使用 5.08mm 接线端子，使用方便。上下两排共 16 个振弦传感器连接通道，每通道都可采集温度信号。防雷，防静电，防潮，防干扰。 12、YS-660 数字量采集仪YS-660 型多通道数字量采集模块用于配套 我公司或其他 RS485 接口传感器，它是一款专门 为解决复杂电磁环境下 RS485 接口传感器大系统 要求而设计的总线分割集线器，RS485 接口端采用光电隔离技术，能有效抑制电浪涌窜入，电源供电采用分离两级隔离，DC-DC 隔离电压高达 2500V。性能特点1.模块化安装，方便集成，卡线端子，线头不用二次处理。2.RS485 电路高智能切换电路，四路主干线分割。3.弱电电源输入输出独立，可以随意切换供电电压（930V）。4. RS485 电路和电源电路都有完善的防护电路，相互独立，互不影响。13、YS-670 雨量计采集