地質災害監測預警工程方案監測方案設計1、監測的必要性和緊迫性根據現場調查走訪和對已有資料的收集整理，目前二郎鎮場鎮、各災害體的監測資料極為匱乏，對二郎鎮場鎮的整體穩定是否在產生位移、各滑坡地質災害體的變形是以怎樣的形態發生，均停留在定性認識階段，缺乏足夠的監測數據支撐，不利于系統掌握場鎮的整體穩定性和滑坡體的變形特征，開展監測任務是十分緊迫和必要的。在調查過程中，當地群眾多次提到二郎鎮是否位于一古滑坡體上的詢問，為查清二郎場鎮的整體是否存在位移，以解決當地群眾的擔憂，亟需采取適當的監測手段來輔助判定二郎鎮是否在整體滑動，作為一項民生工程是十分必要的。對于二郎鎮是否為古滑坡體歷來說法不一，二郎鎮多為地質災害多發場鎮，多位地質專家曾對二郎鎮地質災害進行過現場調研，觀點不盡相同，通過本次地質災害綜合治理平臺，查清二郎鎮場鎮的整體穩定性，解決困擾地質人員多年的地質難題，監測是最直接的手段，結合其他手段共同完成該項綜合治理工作，是一個重要的組成部分，是十分必要的。2、監測內容對場鎮整體穩定性的監測主要查明場鎮的表部和深部位移情況，進行系統分析場鎮整體穩定性和各滑坡變形的內在聯系，主要監測內容為：場鎮深部位移監測、場鎮表部位移監測、地下水監測和降雨量監測。深部位移監測1、深部位移監測體系與斜坡變形的關系深部位移監測采用活動式測斜儀，測斜儀是通過測量測斜管軸線與鉛垂線之間夾角變化量，來監測土、巖石和建筑物的側向位移的高精度儀器，它可以測定鉆孔內各個部位的水平位移，以判斷巖體產生位移的部位、大小和方向，定期的觀測可獲得時間與位移及位移速率等關系，綜合巖土邊坡的開挖、回填、建筑物的構筑等施工因素以及降雨、地下水位等相關因素與位移的關系，可以判斷巖土

邊坡的穩定性及其影響因素，為設計、施工、工程處理提供依據，同時為預報險情提供參考資料。自動化監測系統由兩大部分組成：1）儀器系統：一般由傳感器探頭、有深度標記的承重電纜和讀數顯示儀組成。2）測斜導管：垂直埋設在需要監測部位的巖體里面，并與巖體連成一體，導管內壁有互成90°的兩對凹槽，以便探頭的滑輪能上下滑動并起定位作用。如果巖土體產生位移，導管將隨巖土體一起變形。觀測時，探頭由導輪引導，用電纜垂向懸吊在測斜管內沿凹槽滑行。當探頭以一定間距在導管內逐段滑動測量時，裝在探頭內的傳感元件將每次測得的探頭與垂線的夾角轉換成電訊號通過電纜傳輸到讀數儀測出。設探頭上、下兩組導輪的距離為L，傳感元件測得的探頭與錘線的夾角為人。，則相應兩測段之間的水平撓度量為L*sinA。，如果逐段測試全孔，則它的總撓度量為WL*sinA。，多次觀測，則總撓度量的變化值即代表位移，由于導管與巖體結合在一起，由此測得的導管的變形，也就代表了巖體的水平位移，建議使用ABS工程塑料制作的測斜管。總位移量SLSinAOb）位移計算也修總位移量SLSinAOb）位移計算也修圖7-35測斜儀原理及監測典型成果曲線根據上述原理可知，觀測孔底部須埋置于底部的穩定基巖中，一旦坡體出現水平向的位移，導管將產生變形，則通過傳感元件通過電訊號輸出，通過計算公式即可實現出現的總位移以及實現預警功能。2、自動化監測預警的目的與意義1）建立群專結合的監測預警網絡，實現數據采集自動化、數據處理分析展示自動化；2）建立以深部位移為主的監測預警體系，開展二郎場鎮場地穩定性長期監測工作，評價二郎鎮場地穩定性，分析判斷降雨、地下水、赤水河水位漲落對場鎮穩定性的影響，分析場鎮穩定性與下部滑坡之間的關系；3）在災害發生前發布預警信息，保障城鎮居民人身安全，指導避險；4）為主管部門防災決策提供依據和信息平臺；5）為類似城鎮地質災害綜合綜合治理監測預警積累經驗。3、自動化監測預警設計的原則監測設計遵循以下總體原則：1）密切結合實際，以地質災害地質調查、工程地質評價成果為基礎；2）監測項目相互兼顧、目的明確、重點突出、兼顧全面，相關項目統籌安排、配合布置；保證在惡劣條件下仍能進行重要項目的監測；3）人工監測與自動化監測相互結合；4）儀器設備應具備耐久性、穩定性、適用性、適應性，并滿足量程和精度要求；應使儀器設備種類盡可能少，提供簡潔接口和可靠連接，利于觀測、管理和維護；5）儀器埋設的部位應注意安全，不易受施工或人為破壞，并兼顧監測和維護方便，對監測儀器、監測電纜和終端應有保護措施；6）儀器設備及時安裝，保證數據的可靠性、實時性、連續性和一致性。4、監測點布置主要布置以下內容：1）深部位移監測深部位移監測是判斷場地深部地層穩定的有效途徑，利用場鎮內的崩滑堆積層的勘查孔布置深部位移監測傳感器，實現深部位移自動化監測。2）降雨量監測工作區為亞熱帶季風氣候為基帶的山地氣候區，具有降雨充沛、雨量大、雨強大等特點。降雨是誘發和加劇地質災害的主控因素，通過長期自動化監測數據采集獲取長期雨量數據用以分析降雨因素對二郎場鎮場地穩定性的影響程度以及對各滑坡地質災害體的影響程度。3）孔隙水壓力監測通過孔隙水壓力監測獲取長期孔隙水壓力數據，判斷地下水位升降與二郎場鎮場地穩定性之間、以及與個滑坡單體穩定性的關系。在場鎮古崩塌堆積體上布置6個監測鉆孔，綜合布置于3條剖面線上，以判定場鎮的整體穩定性情況、變形形態、變形移動方向，以及驗證各單個滑坡體的變形區域和場鎮整體古崩塌堆積體之間的聯系，需布置固定式測斜儀和孔隙水壓力計，每個孔內安裝測斜管和固定式測斜儀傳感器，孔底安裝孔隙水壓力計，共計6支孔隙水壓力計。在場鎮上布置的6個深部位移監測點，編號為INgd-1?INgd-6,其深度鉆至穩定的基巖層，推測深度為50m?80m,總深度約為360m。每個孔內間距10米布置一個固定式測斜儀傳感器，在下部滲水帶布置12支孔隙水壓力計，均采用埋入式的方式安裝；自動化雨量站布置在場鎮上部空曠部位；6個測斜孔每個孔口布置一臺測控單元自動采集監測數據，埋設的12支孔隙水壓力計考慮采用3臺測控單元自動采集監測數據，布置圖詳見圖7-36。監測儀器單位數量備注

監測儀器單位數量備注固定式測斜儀支367000孔隙水壓力計支122500自動化雨量站套112000測量單元（BGK-micro-40）套324800測斜管米360855、自動化監測系統1）監測系統組成二郎場鎮穩定性自動化監測系統主要由三部分組成：數據采集子系統、數據傳輸子系統、自動化監測預警信息管理軟件。其中，數據采集子系統由深部位移、孔隙水壓力計、降雨量監測傳感器及自動采集測控單元，采集的原始數據通過數據傳輸子系統進行傳輸。數據傳輸子系統采用GPRS傳輸。原始數據流最終傳到監控中心（暫定為古藺縣國土資源局一間辦公室作為監控中心用地）由系統軟件自動展示、分析、處理、預警。監控中心配備一臺高性能服務器，用于數據分析和圖形處理，以及終端服務。結合監測軟件和其他專業的數據處理軟件，實時對數據分析和圖形處理。系統框架示意圖如下圖所示。系統構成示意圖2）自動采集單元擬選用基康儀器（北京）有限公司生產的BGK-Micro-40型分布式網絡測量單元。3）自動采集軟件擬采用基康儀器（北京）有限公司生產的BGKLogger。BGKLogger系統測量軟件基于WINDOWS系統平臺下工作，與BGK-MICRO-40測量單元配套使用。4）供電及防雷子系統測量單元（MCU）設計擬采用太陽能供電。對于野外環境下不能提供交流或其它供電條件的情況下，通常多采用太陽能供電。需要供電設備主要為：BGK-Micro-40、BGK-MD609型GPRS通訊模塊。5）設備的配置對于地表的測量單元，每個測量單元采用GPRS及太陽能電池供電鎖組成的測站，其配置如下：地表監測單元的設備配置表序號設備名稱型號單位數量備注1混合式測量單元臺5含內部通訊線及電源2單根電線桿安裝支架套5須由用戶提供電線桿小頭直徑,雙電線桿支架由用戶設計自制3太陽能電池板塊5可選50W型號4工業級GPRS通訊模塊臺5標配配外置天線7電源防雷器只58避雷針根5鍍鋅9防雷接地線m長度取決于電桿高度+510遮陽罩套511防盜保護裝置套用戶自制6）通訊子系統通訊子系統考慮GPRS無線通訊方式。進行GPRS通訊時，需要租用或者購買一個固定的公網IP地址，在此服務器上安裝與GPRS模塊配套的軟件，再在終端機上也安裝相匹配的軟件，以此保證終端機與服務器之間的連接。GPRS通訊的優點是不受通訊距離及地形的限制，可實現真正意義上的遠程遙測及管理。7）監測控制中心建設（1）選址擬選擇在國土資源局。（2）計算機系統數據分析及管理子系統用于對數據收集、傳輸、存儲、查詢和顯示進行全面的控制，由硬件設備和軟件系統兩部分組成。數據管理系統的硬件設備主要由計算機服務器等組成，由于本監測系統將有各類監測資料以及安全相關資料需要實時在線處理和長期存儲，因此，對于數據的轉換速度要求比較高，在設備的選取方面主要考慮大容量和高速緩存參數，同時應考慮超大數據量存儲管理和備份。為確保系統萬無一失，本項目擬選用高端的服務器、數據庫軟件和大容量存儲設備，保證儲存原始資料的安全。通訊方面，監控室內部的通訊設備主要有交換機、路由器等。（3）供配電系統監控中心供配電系統分為三部分組成，即計算機設備供配系統，機房輔助設備供配系統，備用供電系統。根據機房重要性我們采用市電加應急供電兩種措施，針對突發情況下的用電，本系統采用多套UPS蓄電池組，保證監控系統突發斷電情況下正常運行3小時，以保證本系統不間斷運行。（4）監控中心防雷設計針對監控中心地勢高等特殊性，防雷設計分為三個方面：直接雷擊的防護、感應雷擊的防護和接地系統。具體做法如下：直接雷的防護采用避雷針的方式，將可能發生的雷擊引到避雷針處，從而減輕直擊雷對監控中心的直接危害；電力線進入UPS之前以及進入設備之前，加裝單相電涌防護設備，隔離UPS和電力線;室外設備的各類信號進人監控室服務器前加裝信號浪涌保護器；同時采用有效的接地措施使計算機及網絡通訊設備網絡系統的防雷保護系統與設備必須進行等電位連接，使機房內所有設備處于一個整體性的等電位系統之中，保證設備的安全。（5）機房主要設備清單地表監測單元的設備配置表序號項目設備型號/規格數量1硬件部分中心智能服務器1臺以太網交換機與現有共享監視器與現有共享液晶顯示器2臺音箱1套短信預警機1套打印機1個殺毒軟件可選操作電腦1臺定制機柜工業級GPRS通訊模塊2套2服務軟件系統集成軟件1套7.3.3地表位移監測1、目的和任務對場鎮斜坡的表部位移進行專業監測，作為深部位移監測的輔助手段，以判斷整體是否存在滑動變形和主要的影響因素，為綜合治理提供依據。2、監測方法地表位移監測從地表整體上控制場鎮整體的地表變形，地表位移監測包括平面位移監測，采用高精度的GPS監測。3、監測點的布置1）地表平面位移監測在場鎮深部位移監測孔附近布置高精度的GPS測量點，點數為6處，編號為/r