模塊五遠程監測技術任務5.2邊坡監測技術《無損檢測技術》工程物聯網智能監測概述

工程物聯網智能監測系統：基于3/4G、物聯網、計算機信息技術、傳感器、嵌入式軟/硬件、無線通信等技術而建立起來的一套遠程實時在線監測系統。系統通過傳感器數據采集、數據傳輸設備實時采集各種監測對象的變形、環境等數據，并對監測數據進行統一處理、分析、評估及預警。智能監測系統構成-技術對比類別傳統監測智能監測時效性很難保證數據穩定，尤其在惡劣天氣條件下不受天氣影響實時自動監測連續性前后數據連續性及可比性較差前后數據連續，數據相關性、可靠性較高分析評估數據繁瑣復雜，缺乏專業人才，分析困難數據準確可靠，大數據處理分析成本投入龐大的人力物力及時間用于采集數據自動化采集，減少人員投入采集時間采集頻繁，工作量大（每次都需要人工到現場采集）隨時自動周期性采集監測數據，高效便捷。安全性惡劣環境下對于監測人員的安全很難保證專用設備遠程采集數據，無需人工干預，安全穩定智能監測系統構成-架構感知層：通過傳感網絡獲取邊坡結構的各種參數信息，是整個系統的核心。網絡層：主要實現數據的轉發和傳送。應用層：對網絡層傳遞的數據進行收集、存儲和管理。

架構目錄目錄ContentsContents23邊坡智能監測系統構成1邊坡智能監測實施案例邊坡智能監測概述邊坡智能監測系統概述2017年6月24日四川阿壩州茂縣疊溪鎮新磨村新村組富貴山山體突發高位垮塌，此次滑坡造成100余人遇難。

茂縣疊溪鎮山體垮塌事故事故原因：該地處于地震斷裂帶，歷史上多次地震對山體造成影響，加之連日降雨，內外因共同作用誘發的高位遠程崩滑碎屑流災害。邊坡智能監測系統概述2019年3月15日18時，山西省臨汾市鄉寧縣棗嶺鄉發生山體滑坡，造成20人死亡、13人受傷。臨汾市鄉寧縣棗嶺鄉山體滑坡事故事故原因：由于滑坡區原始地形三面臨空，長期降水入滲在黃土特定層位中形成軟弱結構面，凍融作用降低了土體強度，坡體在重力作用下沿軟弱結構面剪出形成滑坡。邊坡智能監測系統概述2月22日13時許，內蒙古阿拉善盟阿拉善左旗新井煤業公司一處露天煤礦發生坍塌。據央視新聞消息，截至18時許，內蒙古煤礦坍塌已致2死6傷53失聯。新井煤業公司一名知情人告訴緊急呼叫,事發地露天煤礦挖得很深了，煤礦坍塌后和地震一樣，塌下來是石頭和土，失聯的被埋人員大部分為翻斗車、挖掘車司機。內蒙古阿拉善盟阿拉善左旗煤礦坍塌事故/o/2023-02-23/doc-imyhsfhw8625475.shtml?cre=tianyi&mod=pchp&loc=3&r=0&rfunc=34&tj=cxvertical_pc_hp&tr=181邊坡智能監測系統

邊坡智能監測系統基于物聯網感、傳、知、用等技術，對邊坡的關鍵參數進行實時監測。獲取邊坡結構的安全狀態、支護結構的支護能力等，對邊坡災害發生前的整體穩定性做出判斷，快速做出災害發生前的預/報警，為防災減災提供依據。邊坡智能監測系統-監測參數監測項目監測參數監測設備安裝位置邊坡監測表面位移GNSS邊坡表面土體內部位移固定測斜儀邊坡關鍵位置土體裂縫拉線式位移計有較大裂縫的部位支護結構傾斜傾角儀擋土墻錨索拉力錨索計錨固端地下水位水位計地下常水位線以下孔隙水壓力孔隙水壓力計邊坡關鍵位置降雨量雨量計邊坡空曠處邊坡智能監測概述-監測依據標準類型標準名稱標準類型標準名稱國家標準邊坡工程勘察規范（YS_T5230-2019）國家標準露天煤礦邊坡變形監測技術規范（GB/T37697-2019）國家標準煤炭工業露天礦邊坡工程監測規范（GB51214-2017）行業標準水電工程邊坡安全監測技術規范（DL/T5796-2019）學會標準結構在線監測系統設計標準（CECS333:P2012）地方標準路基邊坡變形遠程監測預警系統技術標準（DB37/T5192—2021）學會標準滑坡防治工程勘查規范（DZT0218-2006）地方標準高速公路邊坡工程監測技術規程（DB35T1844-2019）

學會標準結構在線監測系統運行維護與管理標準（T/CECS652-2019）國家標準建筑邊坡工程技術規范（GB50330-2013）國家標準建筑邊坡工程技術規范（GB50330-2013）行業標準巖土工程監測規范（YS5229-1996）目錄目錄ContentsContents231邊坡智能監測實施案例邊坡智能監測概述邊坡智能監測系統構成邊坡智能監測系統構成-拓撲圖邊坡智能監測系統構成-傳感器全向位移計拉線式位移計傾角儀錨索計孔隙水壓力計雨量計GNSS地下水位計邊坡智能監測系統構成-傳感器-全向位移計全向位移計由一系列連續相接的MEMS加速度傳感器構成，系統可自動確定每個傳感器單元的空間形態，從而實現對目標物的三維變形監測。主要適用于測量基坑、地質災害邊坡、土石壩、面板壩、路基、隧道收斂、巖體滑坡等支護結構深層水平位移等。量測方向：3維度（X、Y、Z三向）；角度量程：0～360°；分辨率：0.0003°；系統穩定性：優于±0.5mm（38m）；抗扭精度：優于0.5°；防水保證：水下300m/3Mpa；輸出信號：RS485；工作溫度：-40～70℃。邊坡智能監測系統構成-傳感器-全向位移計安裝步驟：拼裝并安裝測斜管：將兩根測斜管通過連接頭進行連接，通過鉚釘或者螺絲進行固定接頭處。測斜管通過固定裝置將測斜管固定在洞口，連接好兩根測斜儀后往下放測斜管，接著安裝另一根，直至測斜管下到地面，并且測斜管管槽需朝坡體滑動方向。安裝傳感器：安裝傳感器時，傳感器滑輪需要統一朝向，朝坡體滑動方向，在安裝單根固定測斜儀時，需要記錄傳感器的安裝順序，并通過鋼絲繩串聯傳感器頂端進行受力；傳感器布線：所有傳感器需要提前計劃安裝位置，位置所對應的傳感器編號，標簽紙上需寫明傳感器編號，然后貼在線頭處，對傳感器識別和維護至關重要；傳感器保護：制作保護監測點位時，為方便維護，可制作井蓋進行保護，井蓋制作時，定制一個適合井蓋尺寸的盒子，然后澆筑混泥土將井蓋固定。在制作時提前穿好線管，保證線纜能正常穿出到機箱。

邊坡智能監測系統構成-傳感器-拉線式位移計拉線式位移計采用電位器式位移傳感器，它通過電位器元件將機械位移轉換成與之成線性或任意函數關系的電阻或電壓輸出。由于與被測物體軟性連接，所以抗震動性能優越，安裝簡便，能適應惡劣環境。適合中、短距離精密直線或曲線位移測量。主要性能指標有效行程：0～500mm；綜合精度：±0.05%F.S；分辨率：0.1mm；輸出信號：RS485；工作溫度:-20～85℃。邊坡智能監測系統構成-傳感器-拉線式位移計安裝步驟：臺墩制作：在需要監測區域內用混泥土澆筑一個混泥土臺墩，臺墩高于邊坡坡面。底部在澆筑一個固定點位。傳感器安裝：用自攻絲將傳感器固定在混泥土臺墩上，鋼絲繩從傳感器端拉到監測底部固定端，鋼絲繩穿入線管進行保護，然后埋入表層土里。拉線式位移計的拉線方向應當垂直于被測裂縫方向，拉線位移計的線在固定拉線時，從傳感器內拉出三分之一的線。保護拉線上，可穿上pvc管進行保護。邊坡智能監測系統構成-傳感器-傾角儀傾角儀是公司針對工業現場控制領域推出小體積高精度型的雙軸傾角儀，采用RS485串行通行接口，該產品集成MEMS傾角單元，采用電容微型擺錘原理，可輕松實現雙軸與單軸傾角測量。用于測量各結構物的傾斜、變形等。主要性能指標量程：±90°；分辨率：0.001°；絕對精度：±0.01°RMS；長期穩定性：<0.02°；響應時間：0.02s；輸出信號：RS485；防水等級：IP67。邊坡智能監測系統構成-傳感器-傾角儀安裝步驟：先將傳感器固定在安裝支架上，確定安裝位置。鉆孔，安裝膨脹螺絲，將支架初步固定。通過水平尺，將傳感器調平，使傳感器與被測面平行；傳感器軸線與被測量軸線必須平行，兩軸線盡可能不要產生夾角。然后擰緊膨脹螺絲，固定傳感器，確保不松動。所有傳感器做好標記以便區分，延長傳感器線纜并串聯至總線，接入B型采集儀，做好線纜保護。邊坡智能監測系統構成-傳感器-錨索計錨索計適用于預應力錨索、錨桿、吊索拉索的荷載及其它重型荷載的監測。錨索計由多支振弦式傳感器固定到高強度的合金鋼圓筒上，傳感器可監測作用在錨索計上的總荷載。內置溫度元件可監測測點的環境溫度。主要性能指標量程：2000kN；靈敏度：0.05%FS；非線性：≤0.3%FS；過載范圍：50%；弦數：3；溫度范圍：-20～80℃。邊坡智能監測系統構成-傳感器-錨索計安裝步驟：錨桿安裝：監測錨桿安裝相對簡單，將傳感器固定在錨桿上，前后加入墊片用錨具固定。錨索安裝：安裝時，錨索計受力面應與待測點壓向力方向一致。先將錨索計安裝在錨固墊座（錨板)上，鋼絞線或錨索從錨索計中心孔穿過，錨索計置于錨板和工作錨之間，放置平穩。如發現幾何偏心過大（儀器分測不等值，即為幾何偏心）應即時予以調整。錨索計安裝定位后應及時調零，讀取初值。邊坡智能監測系統構成-傳感器-地下水位計水位計采用不銹鋼隔離膜片的0EM感壓傳感器作為信號測量元件，并經過計算機自動測試，用激光調阻工藝進行了寬溫度范圍的零點和靈敏度溫度補償，它抗干擾、溫度漂移小、穩定性高，具有很高的測量精度，是工業自動化領域理想的液位測量儀表。主要性能指標測量范圍：10m；精度等級：±0.5％FS；穩定性能：±0.1％FS/年；工作條件：介質溫度-40～60C；環境溫度-40～85℃；溫度補償：-10～60℃；過載能力：200%滿量程；響應頻率：≤5Hz；溫度漂移：±0.01%FS/℃(溫度補償范圍內)；輸出：RS485；防護等級:IP68。邊坡智能監測系統構成-傳感器-地下水位計安裝步驟：確定傳安裝位置，鉆孔，安裝水位管，水位管底部用堵頭堵住，防止泥沙進入，管外間隙回填泥沙。安裝水位計，水位計外包裹細紗布，防止泥沙進入，記錄水位計離地面深度，待水位穩定后，讀取并記錄安裝初始水位。所有傳感器做好標記以便區分，延長傳感器線纜并串聯至總線，接入B型采集儀，做好線纜保護。邊坡智能監測系統構成-傳感器-孔隙水壓力計孔隙水壓力計適用于測量流體壓力、例如地下水位，壩體、土體的孔隙水壓力等，也可以用來裝在孔內，監測井和測壓管的壓力或水位混凝土或地基內的孔隙（或滲透）水壓力。該傳感器具有長期穩定，靈敏度更高，體積更小，防水性能高并且受溫度影響小。主要性能指標(1)量程：0.3MPa；(2)靈敏度：0.05%FS；(3)非線性：≤0.5%FS；(4)溫度范圍：-20～80℃。邊坡智能監測系統構成-傳感器-孔隙水壓力計安裝步驟：1.確定傳安裝位置，鉆孔，安裝水位管，水位管底部用堵頭堵住，防止泥沙進入，管外間隙回填泥沙。2.安裝孔隙水壓力計，孔隙水壓力計外包裹細紗布，防止泥沙進入，記錄孔隙水壓力計離地面深度，待水位穩定后，讀取并記錄安裝初始水位。3.所有傳感器做好標記以便區分，延長傳感器線纜并串聯至總線，接入B型采集儀，做好線纜保護。邊坡智能監測系統構成-傳感器-風速風向儀風速風向儀采用三杯式外觀設計，360°風速測量，具有數據信息線性度好，信號傳輸距離長;測量精度高，量程范圍寬，穩定性好等特點。適用于用于工程機械(起重機、履帶吊、門吊、塔吊等)領域，港口、碼頭、電廠、氣象、索道、環境、溫室、養殖、空氣調節、節能監控、農業等領域。主要性能指標風速參數量程：0～30m/s；啟動風力：0.4～0.8m/s；風向參數：量程:16個方向；啟動風力：≥0.8m/s；使用環境：-20～+55℃，相對濕度35～85%非凝結。邊坡智能監測系統構成-傳感器-風速風向儀安裝步驟：確定安裝位置，安裝位置應為開闊無遮擋地方，可以安裝在配套立桿上、自制臺墩上，或直接安裝在被測物體上。鉆孔，采用膨脹螺絲將傳感器固定。所有傳感器做好標記以便區分，延長傳感器線纜，接入B型采集儀，做好線纜保護。邊坡智能監測系統構成-傳感器-雨量計雨量計是一種水文、氣象儀器，用以測量自然界降雨量，同時將降雨量轉換為以開關量形式表示的數字信息量輸出，以滿足信息傳輸、處理、記錄和顯示等的需要。適用于氣象臺(站)、水文站、地質災害、山洪、農業、等有關部門用以測量液體降水量、降水強度等。具有精度高、穩定性好、體積小、安裝方便等特點。主要性能指標1. 承雨口尺寸：φ200mm；2. 刃口銳角：40°～45°；3. 分辨力：0.2mm；4. 雨強范圍：0.01mm～4mm/min（允許通過最大雨強8mm/min）；5. 測量準確度：≤±3%；6. 發訊方式：兩路干簧管通、斷信號輸出。邊坡智能監測系統構成-傳感器-雨量計安裝步驟：確定傳安裝位置。制作墩臺，鉆孔。根據現場環境進行，將雨量計安裝在立桿上然后將立桿固定在墩臺上，或者直接將雨量計固定在墩臺上；通過太陽能或市電為雨量計供電。所有傳感器做好標記以便區分，延長傳感器線纜并串聯至總線，接入B型采集儀，做好線纜保護。

邊坡智能監測系統構成-GNSSGNSS一體機是一款全系統高精度普適性變形監測產品，專門為滿足各種精確到mm級的定位精度應用而設計。廣泛用于高精度定位、導航、系統集成、航空航天、變形監測、科研院等行業應用通道：120通道；單點定位精度：水平：≤1.5m；高程：≤3m；偽距精度：GPS：L1、L2<10cm；BDS：B1、B2<10cm；載波相位精度：GPS：L1、L2<1mm；BDS：B1、B2<1mm；動態測量精度：水平：±(20+1×10-6×D)mm；垂直：±(40+1×10-6×D)mm；靜態測量精度：水平：±(5+1×10-6×D)mm；垂直：±(8+1×10-6×D)mm；授時精度：20nsRMS；網絡協議：Ntrip、TCP、IPMQTT；供電電壓：6V～+25VDC；功耗：<0.5W；工作溫度：-40℃～+75℃。邊坡智能監測系統構成-GNSS安裝步驟：確定安裝位置。澆筑墩臺，安裝定制支架，若無市電，安裝太陽能板。將GNSS安裝在支架上。所有傳感器做好標記以便區分，延長傳感器線纜接入采集儀，做好線纜保護。振弦數據模塊振弦數據模塊是振弦式傳感器激勵、頻率讀取、溫度轉換的專業化讀數模塊，具有多種激勵方法、傳能夠測量傳感器信號質量、頻率、頻模、溫度。體積小、精度高、穩定可靠；可測量絕大多數廠家的弦式傳感器；2種測量模式：連續測量、單次測量；多種激勵方法：高壓激勵、低壓掃頻。邊坡智能監測系統構成-振弦采集邊坡智能監測系統構成-采集儀多功能數據采集儀SEN-IMTS-BSEN-IMTS-B主要用于現場數據采集，調理和無線傳輸，為遠程監測1oT系統的現場控制模塊。數據采集儀最大負載傳感器64個；采用總線式連接大量減少現場布線，降低成本；兼容國內外物聯網領域多種傳感器；體積小巧、可靠性高，功耗低，性能穩定；內置傳感器算法庫，設備配置簡單明了；配套可視化的數據服務與管理軟件；支持遠程配置設備，隨機了解設備狀態。

邊坡智能監測系統構成-采集傳輸終端系統-基本設置終端系統-采集設置終端系統-數據視圖邊坡智能監測系統構成-采集傳輸終端系統-基本設置終端系統-采集設置云端系統-設備統計云端系統-管理中心云端系統-采集設置云端系統-數據視圖邊坡智能監測系統構成-軟件平臺

升拓工程物聯網智能監測系統軟件平臺是一套面向用戶的多源信息處理、系統展示的監測系統，同時可對橋梁、隧道、邊坡、大壩、尾礦庫等監測對象的監測數據進行分門別類的數據及曲線展示，具有展示效果直觀、軟件操作便捷等優點。安全評價數據管理實時監測報表管理工程信息設置主要功能：系統管理邊坡智能監測系統構成-軟件平臺

該軟件平臺采用B/S體系結構，以.NET為開發平臺，平臺通過BIM技術實現結構質量狀況三維可視化展示。采取統一數據管理、統一角色管理、統一用戶登陸、統一界面風格，構成一個開放統一的平臺，構建分層的在線安全監測系統。BQIM可視化展示web與APP版隨時可使用一體化展示平臺預報警信息可采用頁面顯示及郵箱推送監測結構GIS地理定位功能主要特點：邊坡智能監測系統構成-軟件平臺BIM可視化展示支持二維平面和BIM模型，可通過BIM實現被測結構三維可視化展示和管理。一體化展示平臺一個賬戶可實現對不同設施結構同時進行監測，不同結構不同項目不必重復采購安裝監測軟件。定制拓展

根據用戶需求，可二次開發定制。實時預警與信息上報當系統監測到異常狀況發生時，可實時進行分級告警，同時可以通過軟件界面、短信或電子郵件等形式向管理者上報，以便及時采取應對措施。監測結構GIS地理定位功能邊坡智能監測系統構成-軟件平臺目錄目錄ContentsContents231邊坡智能監測系統構成邊坡智能監測概述邊坡智能監測實施案例邊坡智能監測實施案例南京牛首山八畝塘邊坡監測八畝塘邊坡主要由降雨及修建道路坡腳開挖等因素引起。該坡體中部出現多條橫、縱裂縫，后緣出現張拉裂縫，后緣裂縫最大寬度達35cm，坡腳膨脹高度約1.6m。此外坡體多處出現小型滑坡，規模不等，均已發生滑動，滑坡整體處于蠕動變形狀態。邊坡智能監測實施案例南京牛首山佛頂寺邊坡監測佛頂寺邊坡受西側基坑開挖及強降水影響，該邊坡發生失穩現象，多處發育有地表張拉裂縫，落差0.4～0.6m并形成臺坎，裂縫長10.5～42.3m，最大地裂縫落差0.8m左右，在切坡和降雨影響下，老滑坡復蘇并產生新的滑坡地質災害。邊坡智能監測實施案